Формирование амилоидоподобных конформационных состояний β-структурных мембранных белков на примере порина OmpF наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis

В работе приведены результаты исследования in vitro и in silico процесса образования амилоидоподобных структур в жестких денатурирующих условиях неспецифическим порином OmpF Yersinia pseudotuberculosis (YpOmpF) – мембранным белком, имеющим конформацию β-бочонка. Показано, что для получения амилоидоподобных агрегатов порина необходима предварительная дестабилизация его структуры в буферном растворе с кислым значением pH при повышенной температуре c последующей длительной инкубацией при комнатной температуре. После нагревания при 95 °C в растворе с pH 4,5 в молекуле порина на уровне третичной и вторичной структуры белка наблюдаются существенные конформационные перестройки, которые сопровождаются увеличением содержания суммарной β-структуры и резким уменьшением величины характеристической вязкости раствора белка. Последующее длительное выдерживание полученного нестабильного интермедиата YpOmpF при комнатной температуре приводит к формированию разнообразных по форме и размерам агрегатов порина, связывающих тиофлавин Т (специфический флуоресцентный краситель для обнаружения амилоидоподобных белковых структур). Показано, что, по сравнению с исходным белком, ранние промежуточные продукты амилоидогенного пути порина, олигомеры, обладают повышенной токсичностью по отношению к клеткам нейробластомы мыши Neuro-2aCCL-131™. Результаты компьютерного моделирования и анализа изменения собственной флуоресценции при агрегации белка позволяют предположить, что при образовании амилоидоподобных агрегатов изменения в структуре YpOmpF затрагивают не только участки с внутренне неупорядоченной структурой, соответствующие наружным петлям порина, но и основной каркас молекулы, имеющий жесткую пространственную структуру, присущую β-бочонку.