ИСТИНА

Известно, что метод поляризационной микрофлуориметрии является высокочувстви-тельным методом для изучения конформационных перестроек белков. В частности, он дает возможность исследовать структурные изменения белков сократительной системы в мы-шечном волокне, существенные для генерации силы. Анизотропное расположение флуоро-форов в саркомере приводит к появлению поляризованной флуоресценции, анализ которой позволяет определить ориентацию и подвижность флуоресцентного зонда в среднестатисти-ческой молекуле белка. Для этого c помощью поляризационного микрофотометра регистри-руются интенсивности поляризованной флуоресценции в нескольких точках мышечного волокна. Полученный массив данных анализируется с использованием модель-зависимого метода. Согласно модели, элементарные акты поглощения и излучения света осуществляют-ся линейными диполями поглощения и излучения, жестко связанными с флуорофором. Ди-поли упорядоченных флуорофоров располагаются вдоль образующей поверхности конуса, ось которого совпадает с осью волокна. В системе координат, полученной Эйлеровским вращением, диполи поглощения и излучения образуют при вершине конусов полярные углы ФА и ФЕ, соответственно. Изменения этих углов отражают изменения в ориентации участка полипептидной цепи, содержащей флуорофор. Предложенный подход позволил показать, что в цикле гидролиза АТФ существует несколько структурных состояний ансамбля мышечных белков, находящихся в динамиче-ском равновесии. Эти состояния отличаются друг от друга конформацией головок миозина и мономеров актина, характеризующейся различной пространственной организацией и по-движностью SH1 спирали миозина и субдомена 1 актина. Каждому промежуточному состо-янию актомиозина соответствует определенная позиция тяжей тропомиозина на поверхно-сти актиновой нити. Обнаружено, что точечные мутации в тропомиозине, ассоциированные с такими врожденными миопатиями, как немалиновая миопатия, дистальный артрогрипоз, дилатационная и гипертрофическая кардиомиопатии и другие заболевания, способны изме-нить равновесие сократительной системы. Мутации, приводящие к смещению тропомиози-на к открытой позиции на актиновой нити вызывают увеличение популяции головок мио-зина в сильной форме связывания с актиновыми нитями (мутации Arg91Gly, Gln147Pro в бета-тропомиозине, Asp175Asn, Glu180Gly в альфа-тропомиозине). Мутации, стабилизиру-ющие тропомиозин в закрытой позиции на актиновой нити индуцируют уменьшение попу-ляции сильносвязанных с актином головок миозина (мутации Glu41Lys, Glu117Lys в бета-тропомиозине, Glu40Lys, Glu54Lys в альфа-тропомиозине). При этом может наблюдаться как включение дополнительного числа актиновых мономеров в актиновой нити, так и их вы-ключение. Такие нарушения согласованной работы сократительной системы могут являться первопричиной развития мышечной слабости при миопатиях. Работа поддержана грантами РФФИ (14-04-00454, 16-34-00865).