Русский
!

Presentations

Measurement of cooperation coefficient for calcium binding to EF-hands in phospholipase C dzeta

Tabachnik A.K., Korobkina J.D.D, Sveshnikova A.N.

MSU, Faculty of Physics, Russia, 119991, Moscow, GSP-1, 1-2 Leninskiye Gory

PLCζ – обнаруживаемый в цитоплазме сперматозоидов фермент, относящийся к семейству фосфолипаз, катализирующий реакцию расщепления фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата на инозитол-3-фосфат и диацилглицерол. Данный белок синтезируется только в процессе сперматогенеза, и проявляет активность только при попадании в яйцеклетку [1]. В яйцеклетке он способен инициировать осцилляции концентрации ионов кальция в цитозоле, которые в свою очередь необходимы для активации яйцеклетки в ходе оплодотворения [2].

Целью настоящей работы является теоретическое определение механизма активации PLCζ в яйцеклетке при условии ее неактивного состояния в сперматозоиде.

В работе проведен анализ литературы и применены методы математического моделирования сложных биологических систем. Построены системы ОДУ и ДУЧП, позволяющие проводить теоретическое исследование системы.

В отличие от более часто встречаемых изоформ PLC, активируемых в результате задействования рецепторов клетки, PLCζ активируется исключительно повышенной концентрацией кальция в среде. Одной из уникальных черт PLCζ является высокая чувствительность к концентрации ионов кальция. ЕС50 (Ca2+) для данного фермента составляет около 30-35 нМ. За связывание с кальцием отвечают 4 расположенные на С-конце PLCζ EF-ручки, утрата любой из которых ведет к потере активности и снижению чувствительности. Некоторые авторы полагают, что такая чувствительность связана с высоким коэффициентом кооперативности Хилла (n=4.3). Однако в ходе параметрического анализа, проведённого для математической модели, основанной на уравнении Клотца и экспериментальных данных [3], при построении графика зависимости активности PLCζ от концентрации кальция данный коэффициент получился равным 1.1. Такой же результат получился и при вычислении коэффициента Хилла вручную, на основании экспериментальных данных, полученных в работе [4]. Таким образом, использовать значение коэффициента кооперативности, равное 4.3, для объяснения высокой чувствительности PLCζ нельзя. Вместо этого принимается предположение о том, что для EF-ручек данного фермента характерны более крупные значения константы равновесия, чем для других белков данного семейства.

В результате работы построена математическая модель, позволяющая объяснить активацию PLCζ при ее попадании в яйцеклетку. Работа поддержана грантом РФФИ 17-00-00138.

© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533