Свойства связывания металлов у регуляторов гомеостаза железа Fur

В дополнение к ожидаемому атому железа, в кристаллизованных белках Fur Escherichia coli и Vibrio anguillarum был обнаружен структурный атом цинка, по одному на мономер (Althaus et al., 1999; Zheleznova et al., 2000), по-видимому, необходимый для стабилизации димерной формы белка (D’Autreaux et al., 2007). Показано, что Fur Helicobacter рylori имеет 3 металл-связывающих сайта, содержащих ион железа Fe²⁺ и 2 иона цинка Zn²⁺ (рис. 1; Pohl et al., 2003), а также уникальный структурированный N-конец и необычные спирали на С-конце, что связывают с проявлением его функциональной активности в апо-форме (Butcher et al., 2012). По 2 атома цинка на мономер обнаружены также в белках Fur Pseudomonas aeruginosa и Vibrio cholerae (Pohl et al., 2003; Sheikh et al., 2009); однако, имеются экспериментальные свидетельства незначительной роли цинка в функционировании Fur у P. aeruginosa (Lewin et al., 2002; Sheikh et al., 2009). Более того, несмотря на наличие 2 предполагаемых сайтов связывания цинка в белке Fur Anabaena sp. PCC 7120, присутствия в нем этого металла не было выявлено (Hernandez et al., 2002). В целом, в настоящее время преобладающим становится мнение о том, что цинк не служит важным для белков Fur металлом (Fillat, 2014). Вместе с тем интригующим свойством белков Fur является их редокс-зависимая способность формировать олигомеры (в основном тримеры) за счет межмолекулярных дисульфидных связей и гидрофобных взаимодействий (Lostao et al., 2010).

Рис. 1. Третичная структура димера белка Fur Helicobacter pylori с локализацией трех атомов металлов (Pohl et al., 2003). Структурный ион Zn²⁺ в участке-1 показан красным шариком; второй ион, Fe²⁺, связанный с регуляторным сайтом в участке-2 – темно-синим; третий ион, Zn²⁺, в участке-3 – пурпурным.

(А) Димер Fur, связанный с ДНК (не показана). N-концевой ДНК-связывающий домен А-цепи – пурпурный; промежуточный домен, способный изгибаться – оранжевый; С-концевой димеризационный домен – голубой. В-цепь димера выделена зеленым цветом.

(Б) Другая ориентация димера Fur. А-цепь окрашена серым, В-цепь – зеленым цветом.

(В) Выравнивание богатых гистидином участков аминокислотных последовательностей ортологов Fur различных бактерий. Желтым цветом указан участок, вовлеченный в димеризацию белков. Сокращения родовых названий бактерий: H. – Helicobacter, E. – Escherichia, V. – Vibrio, A. – Anabaena, M. – Mycobacterium, B. – Bacillus, S. – Streptococcus.

Дата добавления: 2015-07-12