Řízení enzymatické aktivity molekuly kreatinkinázy změnami její konformace

Abstract

Myofibrillar creatine kinase (CK) has been studied for activity control due to structural changes of its molecule. Data indicating three CK conformations for three substrate ligation states were collected, using fluorescence and absorption spectroscopy. As the radius of CK molecule under ligation states: CK free, CK-ATP+creatine and CK-ATP complexes decreases, in the same block sequence decrease: fluorescence lifetimes 2.72, 2.42, 2.38 ns of intrinsic tryptophans emission, anisotropy decays, rotation correlation times 35, 29, 27 ns and acrylamide quenching. Data were confirmed by anisotropy experiments with CK-(FITC labelled), providing the correlation times 34, 30, 27 ns. Results indicate that besides the "energy minimizing" conformational effects of substrates, other essential components of physiological control at the subcellular level should be involved in the transition of the CK- ATP+creatine complex from the intermediary (nonreactive) to the closed (reactive) conformation of the molecule. Keywords: creatine kinase, conformational effect of substrates, enzyme activity control.

Konformační změny myofibrilární kreatinkinázy byly studovány za účelem sledování jejich významu v řízení enzymatické aktivity. Získaná data pomocí fluorescence a absorpční spektroskopie ukazují na tři konformační stavy v závislosti na vazbě substrátů. Tak, jak se snižoval poloměr CK molekuly pod vlivem vazby substrátů v uspořádání: CK volná, komplex CK-ATP+kreatin a komplex CK-ATP, tak se ve stejném uspořádání snižoval poločas života emise fluorescence (lifetimes) 2.72, 2.42, 2.38 ns vnitřních tryptofanových zbytků, pokles anisotropie, rotační korelační časy 35, 29, 27 ns a zhášení akrylamidem. Data byla potvrzena měřením anizotropie u fluorescenčně značené CK (CK-FITC), které poskytlo korelační časy 34, 30, 27 ns. Výsledky ukazují, že vedle "minimalizačního energetického principu", který se projevil konformačními změnami při vazbě substrátů, existuje ještě další esenciální komponenta odpovědná za fyziologické řízení enzymatické aktivity na subcelulární úrovni, která se účastní přechodu CK-ATP+creatine komplexu z intermediární (nereaktivní) konformace do uzavřené (reaktivní) konformace molekuly. Klíčová slova: kreatinkináza, konformační závislot na substrátech, enzymatická aktivita