红外光谱法研究稀土离子对钙调蛋白构象变化影响.pdfVIP

红外光谱法研究稀土离子对钙调蛋白构象变化的影响 李伟国孙明忠祁超赵大庆倪嘉缵 (中国科学院长春应用化学研究所 稀土化学与物理开放实验室．长春130022) 钙调蛋白(cam)是一种广泛存在于生物体细胞中的钙离子受体．在许多细胞代谢调控 中处于中心地位．它调节着第二信使Ca”、cNdP的代谢．影响着许多重要的酶活性(如环 核苷酸磷酸二脂酶，钙调神经磷酸酶，Ca”一Mg”-ATPase等)【11。研究表明，CaM的调控作 用与ca”有关，它首先与ca”结合，诱导出其活性构象变化，然后与酶或蛋白结合．参与 调控过程。稀土离子具有与ca，相近的离子半径及配位化学环境，困此它们可以取代caz+ 与CaM相互作用。研究稀土离子对CaM结构变化的影响可以从分子结构上解释许多的稀 士生物效应现象。本文用FT—IR光谱法研究了稀土离子与CaM的相互作用．考察了稀土 离子对CaM构象变化的影响。 1．实验部分 1．1CaM的分离纯化：参照文献‘羽(略有改进)用苯基一琼脂糖亲和层析法从牛脑中分 离得到，CaM的脱钙采用超滤法除去钙离子。 1．2红外光谱的测定：红外光谱测定采用水化膜法，将样品滴在洁净的CaF。窗片上， 室温下自然挥发晾干成膜，然后置于Bio-Rad公司的FTS一135型红外光谱仪上测定其吸 。 收光谱．扫描160次，仪器分辨率4cm-‘，用不含样品的缓冲液傲参比。 2．结果与讨论 2．1CaM的红外吸收光谱 Cam二级结构中突出的特征是含有较多的a一螺旋结构，但通常在去除Ca”之后其n一螺 旋含量要少于钙饱和状态下的-螺旋含量。我们首先测定了脱钙后的CaM(ape-CaM)的红 结构，说明在去离子状态下，CaM中的D一折叠结构是主要的。 国家自然科学基金资助课题 2．2La与CaM作用后的红外吸收光谱 个峰的吸收减弱，说明La3+与CaM作用后，使CaM的a一螺旋结构含量增加，B一折叠结构 收峰，其中1598cm。峰反殃了Call中Glu和Asp残基与金属离子配位后的残基吸收峰， 到CaM中的Ca”结合域，而不是与CaM链上的非结合位点作用。 ．751． O．04 O．02 0．00 17∞ 150‰{鼢Ih 图1．CaM的红外吸收光谱围 图2La与CaM作用后的红外光谱田 O．04 器．no：八 避。n日二 。。薛猖八 唑 一 一 一 15‰I朝glh 圈3．Yb与CaM作用的红补吸收光谱田 2．3Yb与CaM作用后的红外吸收光谱 在apo-CaM中加入1|fb“离子后．Cajl的红外吸收光谱没有明显的变化，结果如图3所 示。说明n37对CaII结构变化的影响比较小，主要原因可能是Yb。+的离子半径(0．0985rm) 小于c矿的离子半经(0．112Ⅻ)，它进入到CaM中的ca2+结合域后，不能与caM链上的氨 基酸残基很好地配位，诱导不出相应的构象变化。这一事实表明三价稀土离子与c鲥相 互作用时其离子半径是主要的影响因素。 3．结论 稀土离子能部分地取代钙离子与CaM相互作用，诱导出CalI相应的构象变化；不同 的稀士离子由于离子半径不同．所起的作用也有所不同。 参考文献 I Hans et a1．MOI，训Cell．Biochem．，1995．149／150，3一15 J．Vogel 2．RayuduGopalalcrishrmn址．Biochctn．BiophysRcs．Commun～1982,104(2),830-836 3AnrIa CriviciH