Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль электростатики во взаимодействиях некоторых глобулярных белков

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Роль электростатики во взаимодействиях некоторых глобулярных белков"

На правах рукописи

Сивожелезов Виктор Семенович

РОЛЬ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ НЕКОТОРЫХ ГЛОБУЛЯРНЫХ БЕЛКОВ

03.00.02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Пущино 1996

Работа выполнена в Институте биофизики клетки РАН

Научный руководитель:

доктор биологических наук П.И.Лазарев

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Н.Н.Хечинашвили кандидат физико-математических наук Р.В.Полозов

Ведущая организация:

Институт математических проблем биологии РАН

Защита состоится " ^р£%р<Я_1996 г.

/У часов на заседании диссертационного совета Д200.22.01

при Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН по адресу: 142292 Московская обл., г.Пущино, ИТЭБРАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТЭБ РАН, г.Пущино.

Автореферат разослан » " С-^-тй. 1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук

*-(-(л.сСс1 ПАНелипович

Общая характеристика работы

Актуальность темы обусловлена тем, что электростатическое поле.белковой молекулы является одной из ее важнейших физико-химических характеристик, во многих случаях определяющей скорость образования, конфигурацию и стабильность белковых комплексов [Rogers, 1986; Honig и Nicholls, 1995]. Поскольку физиологически значимые процессы (ферментативные реакции и ингибирование, перенос электрона между белками, взаимодействия антитело-антиген и гормон-рецептор) протекают при связывании белков в комплексы, понимание электростатических взаимодействий с участием белков является неотъемлемой частью изучения этих процессов, а успехи белковой инженерии последнего десятилетия дают основание использовать теоретические расчеты электростатических взаимодействий для проектирования белков с заранее заданными свойствами [Getzoff, 1992]. В работе рассмотрены два класса реакций с участием белков - ферментативные и реакции межбелкового переноса электрона, которые, помимо физиологического значения, характеризуются наличием наибольшего числа экспериментальных данных по роли электростатики в их функционировании.

Целью работы было изучение роли зарядовых взаимодействий в супероксид-дисмугазной реакции, реакции ингибирования трипсина и реакциях переноса электрона с участием глобулярных гемсодержащих белков, для чего были поставлены следующие задачи:

- рассчитать распределение электростатического поля вокруг

молекулы фермента супероксид-дисмутазы (SOD) с учетом формы молекулы белка, структуры растворителя и дебаевского экранирования противоионами и изучить влияние этих факторов на супёроксид-дисмутазную реакцию;

- теоретически оценить электростатический эффект химической

модификации лизиновых аминокислотных остатков цитохрома С (Cyt С) на скорость переноса электрона в его реакциях с физиологическими партнерами - оксидазой и редуктазой;

- описать наблюдаемые экспериментально зависимости скорости

переноса электрона между (Cyt С) и различными вариантами миоглобина (Mb), а также между цитохромом В5 (Cyt В5) и различными вариантами Cyt С в рамках известных электростатических моделей. Выявить роль индивидуальных аминокислотных остатков изучаемых белков в электростатических взаимодействиях, влияющих на скорость переноса электрона;

- экспериментально определить амплитуду эффекта модификации

трипсина заряженным полимером (полиионом) на скорость реакции трипсина с его соевым ингибитором в зависимости от ионной силы.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней на большом количестве экспериментальных данных расчет электростатических полей белковых молекул применен к анализу измеренных термодинамических и кинетических параметров взаимодействий с участием белков. Проведено систематическое изучение влияния на эти параметры различных факторов, к которым электростатические взаимодействия весьма чувствительны: ионной силы, рН, формы белковой глобулы, структуры растворителя и характера распределения зарядов на поверхности белков. В частности, впервые изучены:

- применимость различных электростатических моделей для

описания зависимостей от ионной силы скоростей межбелкового переноса электрона (МЬ - Су1 С и С\1 В5 - Суг С),

- влияние структуры растворителя на супероксид-дисмутазную

реакцию и реакцию переноса электрона между химически модифицированным по лизиновым остаткам С^ С и его физиологическими редокс-партнерами,

- влияние модификации белка (трипсина) сильно заряженным

полимером на скорость его взаимодействия с другим белком (соевым ингибитором трипсина).

Понимание механизмов взаимодействия белков с различными лигандами крайне важно для создания белков с заранее заданными свойствами, что и обусловило практическую значимость настоящей работы, одним из результатов которой явилось повышение скорости реакции фермента трипсина с ингибитором более чем на два порядка за счет введения дополнительных электростатических взаимодействий. В связи с успехами, достигнутыми в последние годы в белковой инженерии, управление электростатическими взаимодействиями стало возможно путем точечной замены заряженных аминокислотных остаткоз. Для фермента супероксид-дисмутазы такое повышение эффективности, предсказанное путем электростатических расчетов, наблюдалось в эксперименте [Се^Ж и др., 1992]. Выполненное в настоящей работе моделирование электростатических взаимодействий белков электронного транспорта представляет собой неотъемлемую часть работ по созданию молекулярных электронных устройств, составляющих ныне предмет новой междисциплинарной области прикладной науки - молекулярной электроники [Гильманшин и Лазарев, 1987; ЫюоПп1, 1995].

Апробация работы и публикаций. Результаты работы докладывались на Международной конференции по биосенсорам и

биокомпьютерам (Санта-Клара, США, 1988), II Международной конференции по молекулярной электронике и биокомпьютерам (Москва, 1989) и Международной конференции по вычислительной математике "СЭАМ-ЭЗ" (Петербург, 1993). Работа была поддержана Государственным комитетом по науке и технике СССР (1989-1990 гг., проект № 89) и Российским фондом фундаментальных исследований (с 1994 г., гранты № 94-04-12471а, № 96-04-48778). По теме работы имеется 9 публикаций, из них статей в отечественных изданиях - 3 и в зарубежных - 4.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора (8 разделов), методической части (5 разделов), результатов и обсуждения (5 разделов), выводов и списка литературы ( и а наименований). Объем диссертации -7 7 д страниомзшинописного текста. Количество таблиц - У . рисунков - I

Краткое содержание работы

Во Введении обоснована актуальность изучения электростатических взаимодействий между белками для понимания физиологически важных процессов и создания белков с заранее заданными свойствами и указано место настоящей работы среди известных теоретических и экспериментальных исследований электростатики белков.

В Литературном обзоре суммированы результаты экспериментальных работ, в которых изучены электростатические эффекты при взаимодействиях белков, а также рассмотрены встречающиеся в литературе подходы, связывающие наблюдаемые величины с теоретически рассчитываемыми электростатическими характеристиками белков - потенциалами и энергиями взаимодействия, получаемыми на основе их пространственных структур или последовательностей.

В главе "Методы" описаны:

1) вывод выражений для напряженности электростатического поля различных распределений заряда с учетом структуры растворителя, основанный на формализме "нелокальной электростатики" т.е. при соотношении между электрическим смещением и напряженностью поля, заданном в интегральном виде;

2) методика расчета эффектов модификации лизиновых групп С^ С при его взаимодействии с океидазой и редуктазой в предположении однородности электрического поля оксидазы и редуктазы;

3) вычисление распределения электростатического потенциала вокруг белковой молекулы при совместном учете геометрической формы молекулы белка и больцмановского распределения ионов

в растворителе путем решения уравнения Пуассона-Болыдмана оригинальным многосеточным методом;

4) методика интерпретации зависимостей скорости межбелкового переноса электрона от ионной силы путем подгонки известных моделей электростатического взаимодействия, дающих аналитические выражения для констант скорости к экспериментальным данным с помощью нелинейной регрессии;

5) методики химической модификации трипсина поликатионом, выделения и очистки модифицированного белка, измерения скорости ингибирования трипсина соевым ингибитором и констант связывания соевого ингибитора с поликатионом.

Глава "Результаты и обсуждение" содержит разделы:

1. Распределение электростатического потенциала суперок-сид-дисмутазы и его роль во взаимодействии с супероксид-анионом. На Рис. 1-5 приведены результаты расчетов распределения электростатического потенциала супероксид-дисмутазы для различных электростатических моделей (модели описаны в подписях к рисункам, порядковый номер модели совпадает с номером соответствующего рисунка).

Ключевое значение для описания скорости этой диффузуонно-контролируемой реакции имеет величина области, занимаемой положительным потенциалом вблизи активного центра, т.е. оценка площади мишени для супероксид-аниона. При учете переменной диэлектрической проницаемости растворителя площадь мишени существенно возрастает (Рис.1 и 2), что должно привести к повышению константы скорости рассматриваемой реакции, в качественном соответствии с экспериментом, поскольку модель 1 дает заниженные по сравнению с экспериментом значения константы скорости при расчете методом броуновской динамики [Allison и др., 1988].

распределения электростатического потенциала белка супероксид-дисмутазы в плоском срезе через активный центр. Приведены изолинии ±0.5, 1 и 2 кТ/е, положительные - сплошная линия, отрицательные - штриховая. Жирной линией помечена граница белок-вода. Крестами обозначены активные центры. Потенциал рассчитан по закону Кулона при диэлектрической проницаемости 80 по всему объему. Цена масштабного деления 10 А.

Рис.3. Аналогично Рис.1 для

Рис.2. Аналогично Рис.1 для диэлектрической проницаемости, экспоненциально растущей от 2 до 80 в зависимости от расстояния от каждого из зарядов (показатель экспоненты 5 А).

Рис.4. Аналогично Рис.1 для потенциала, рассчитанного путем решения линеаризованного уравнения Пуассона-Больцмана при ионной силе 0.15 М.

потенциала, рассчитанного ■ путем решения уравнения Пуассона (нулевая ионная сила) с диэлектрической проницаемостью 2 внутри белка и 80 вне белка.

диэлектрической проницаемости, экспоненциально (показатель 5 А) растущей от 2 до 80 в зависимости от расстояниям границы белка

Сравнение Рис.1 и 3 показывает, что учет анизотропии геометрической формы белка не ухудшает описания направляющего электростатического эффекта при нулевой ионной силе по сравнению с другими моделями с пониженной диэлектрической проницаемостью. Сравнение Рис.3 и 4 показывает, что повышение ионной силы

приводит к смещению изолиний положительного потенциала в сторону активного центра, что соответствует понижению скорости реакции, так что зависимость последней от ионной силы отслеживается моделью качественно верно. Сравнение рисунков 3 и 5 показывает, что учет переменной диэлектрической проницаемости растворителя в модели с анизотропией геометрической формы приводит к смещению расположения области, занятой положительным потенциалом на Рис.5, в сторону от активного центра. Игнорирование этого эффекта может быть причиной завышения полученных методом броуновской динамики при использовании модели 3 значений скоростей реакции по сравнению с экспериментальными во всем диапазоне ионных сил [Allison и др., 1988; Getzoff и др., 1992].

2. Влияние химической модификации лизиновых групп цито-хрома С на константы скорости переноса электрона при его взаимодействиях с физиологическими партнерами. На Рис.6 представлены логарифмы экспериментально наблюдаемых в стационарном режиме кинетических измерений [Koppenol и Margoliash, 1982] бимолекулярных констант скорости переноса электрона между Cyt С-редуктазой и Cyt С, отложенные против рассчитанных для модификаций по каждому из лизиновых остатков Cyt С факторов ориентации. Последние представляют собой разности энергий активации модифицированных и нативного белка U, отнесенные к напряженности поля редуктазы Е Ордината каждой точки на Рис.6 соответствует модифицированному по определенному остатку Cyt С, абсцисса - рассчитанному для этой модификации по одной из четырех моделей значению U/E, а наклон линий пропорционален эффективной плотности заряда на Cyt С-редуктазе. В Табл. 1 приведены полученные при этом суммы квадратов отклонений S, характеризующие соответствие теории эксперименту, и эффективные значения напряженности поля и соответствующие последним эффективные плотности зарядов. Аналогичные данные в диссертации приведены также для Cyt С-оксидазы и для результатов кинетических измерений методом остановленной струи. Расчет был выполнен для четырех моделей, в которых электростатическое поле редуктазы моделировалось по-разному: 1 - однородное электрическое поле, 2 - поле однородно заряженной плоскости в среде с пространственной дисперсией проницаемости ("нелокальная электростатика"), 3 и 4 - поле однородно заряженного диска с радиусом 15 А при постоянной проницаемости и с дисперсией проницаемости соответственно. Модели 2 и 4, в которых учитывается пространственная дисперсия, дают меньшие значения S, чем модели 1 и 3, то есть эффект модификации лизиновых групп Cyt С лучше описывается при использовании

"нелокальных" моделей. Наклон линии для модели 3 соответствует значению плотности заряда, почти на два порядка превосходящему значения,характерные для ДНК и наиболее сильно заряженных глобулярных белков, что говорит о большей адекватности модели однородно заряженной плоскости. Модели 2, 3 и 4 дают существенно лучшее согласие с экспериментом по сравнению с исходной моделью 1, то есть для объяснения наблюдармой ' зависимости бимолекулярной константы скорости переноса электрона от модификации лизиновых групп Су1 С нет необходимости предполагать строгую комплементарность электростатических взаимодействий для реализации эффективного переноса электрона.

Таблица 1. Суммы квадратов отклонений 5, напряженности поля Е и эффективные плотности зарядов для использованных моделей и оценки плотностей для ДНК и белков, основанные на зарядах ионизованных групп.

Модель 5 Е, В/мхЮ27 а, <?/А2х103

1 1.74 32.7 46.4

2 0.48 13.2 18.7

3 0.23 80.1 113.5

4 0.13 20.5 29.0

ДНК - - 13

Белок(максимум) - - 15

Контактный участок Су1 С - - 10-15

С* С - - 3.5

3. Интерпретация зависимостей скоростей переноса электро-

на от ионной силы и рН на примере системы миоглобин-цитохром С. Оценена применимость известных модельных уравнений, описывающих зависимость скорости реакции между заряженными молекулами от ионной силы, к реакции переноса электрона между миоглобином и цитохромом С для МЬ кашалота и МЬ свиньи. Использовались полное и упрощенное уравнения

1д/г/А0 -0.5

-1.0

> \\ 4 1 \ \ 4

. ^ \ Ч к

• ^о ◦

* \ \

\ш □ о\

О 1

□ 2

• 3

■ 4

--1

— 2 ---3

— 4

40 80 £//£х 1029, Клхм

Рис.6. Зависимости логарифмов констант скоростей переноса электрона с Су1 С-редуктазы на С для модифицированных С (к), отнесенных к константе для нативного Су1 С (Ло). от рассчитанных факторов переориентации и/Е. Нумерация точек и линий соответствует нумерации моделей.

Бренстеда-Дебая-Хюккеля [van Leeuwen и др., 1981], уравнение Веланда-Грэя [Wherland и Gray, 1976], а также уравнения, полученные из моделей комплементарных взаимодействий [Stonehuerner и др., 1979] и "параллельных дисков" [Meyer и др., 1984], параметрами которых являются заряды Z1i2 и радиусы /?12 реагирующих частиц.

Экспериментальные зависимости скорости реакции от ионной силы при значениях рН в интервале 5-8 имеют отрицательный наклон, что соответствует противоположным зарядам реагирующих частиц и не отвечает (даже по знаку) общим зарядам миоглоби-на и цитохрома С. Найдено, что все рассмотренные модели, кроме модели комплементарных взаимодействий

In к

6 -

2 -

0.0 0.2

0.4 /1/2

0.6 0.8

0.0 0.2

0.4

/1/2

0.6

Рис.8. Теоретические кривые, рассчитанные по модели "параллельных дисков" для различных радиусов дисков. Экспериментальные данные - как на предыдущем рисунке.

Рис.7. Экспериментальная зависимость скорости переноса электрона между МЬ кашалота и Су1 С от ионной силы от ионной силы при рН 5.3 и теоретические кривые, рассчитанные по полному и упрощенному уравнениям. Бренстеда-Дебая-Хюккеля для радиусов частиц /7=15 А (1,2) и уравнению Веланда-Грея с /?=15 А и/?=2 А (3,4).

(представляющей собой частный случай уравнения Веланда-Грэя с Я= 2 А), позволяют удовлетворительно описать экспериментальные данные (Рис.7,8), однако полученные оптимальные значения и /?1=/?2=/? в случае уравнений Бренстеда и "параллельных дисков" не соответствуют реальным размерам электрон-переносящего комплекса и найденным из эксперимента зарядам и радиусам контактных участков МЬ и Су1 С. Уравнение Веланда-Грея наилучшим образом описывает экспериментальные зависимости от

ионной силы, если допустить, что входящие в него заряды и радиусы являются эффективными величинами, отражающими распределение поля белка в месте контакта. Это распределение может описываться монополем с параметрами, не совпадающими с параметрами самого белка.

Зависимости констант скорости от ионной силы для реакции между МЬ свиньи и Су1: С имеют ту же форму, что и для МЬ кашалота. Как и в случае МЬ кашалота, отрицательный наклон кривых в области низких значений ионной силы свидетельствует о том, что эффективные заряды МЬ и Суг С и Z2) противоположны по знаку, что может соответствовать только локальным зарядам активных мест на поверхности молекул, но не общим зарядам Ми свиньи и Су1 С. Скорости реакции в идентичных условиях для МЬ свиньи выше, а амплитуды зависимости от ионной силы меньше, чем для МЬ кашалота, то есть часть отличий в скоростях реакции между миоглобинами кашалота и свиньи имеет неэлектростатическую природу, что согласуется с тем фактом, что доступность внутреннего Шз24 в МЬ свиньи в 1,5-2 раза больше, чем в МЬ кашалота. Последнее обеспечивает уменьшение стерических препятствий переносу электрона в МЬ свиньи по сравнению с МЬ кашалота, которое может также сократить необходимое для эффективного переноса электрона число электростатических взаимодействий и снизить роль последних в механизме реакции, что и наблюдается в эксперименте при рН 7.5, когда все остатки гистидина депротонированы. С этим согласуется также значительно меньшие значения эффективных радиусов контактных площадок МЬ свиньи по сравнению с МЬ кашалота.

4. Интерпретация зависимости константы скорости переноса электрона между иитохромами В^ и С от ионной силы для нативного и мутантных иитохромов В5. Экспериментально наблюдаемые зависимости скорости переноса электрона между цитохромом В5 и вариантами дрожжевого цитохрома С [№г1Ьгир и др., 1993] были описаны уравнением Веланда-Грэя.

Из Табл.2 видно, что мутагенез 1_уз79, но не 1.уз72, ведет к увеличению эффективного радиуса взаимодействующих заряженных частиц, указывая на то, что влияния мутаций этих двух остатков на распределение электростатического поля около контактного участка различны, что заметно даже в пределах используемой грубой электрсстатической модели. Экстраполяция зависимостей от ионной силы на бесконечную ионную силу привела к примерно одинаковым значениям, в пределах (2*3)х106 М-1с-1 для всех рассматриваемых вариантов Су\. С, таким образом показывая, что мутация остатков лизина прежде всего затрагивает ассоциацию белков, а не непосредственно перенос электрона. Основываясь на

зависимостях от ионной силы констант связывания этих двух белков в электростатически стабилизированный комплекс [Майк и др., 1991], была оценена мономолекулярная константа скорости „ переноса электрона: 1.1хЮ4-1.6хЮ5 с-1.

Таблица 2. Эффективные характеристики распределения зарядов на контактных областях Су1 С и С)Л. В5 (размер Я и произведение зарядов ¿^2), энергии стабилизации электрон-переносящего комплекса при ионной силе /=0.19 (Авэп) и константы скорости переноса электрона для бесконечной ионной силы (кк), полученные из зависимостей констант скоростей переноса электрона между Су1 В5 и СуЯ С от ионной силы для различных вариантов Су^ С.

Вариант Суг С Я, А глг2 Д£?зл. ккал/моль Ъ<10-б, М"1хс-1

Нативный 8.6 -74.3 -2.4 2.3

1_уз79А1а 10.5 -124.8 -1.8 3.2

1_уз72А1а 5.6 -21.4 -1.7 2.2

1\э(72,79А1а) 7.6 -34.6 -1.5 2.4

Электростатическая часть энергии связывания комплекса при /=0.19 была оценена в -2.4 ккал/моль, что сильно отличается от значений -13.0 и -6.4 ккал/моль, приведенных для двух типов комплексов, идентифицированных с использованием броуновской динамики в [Ыог111гир и др., 1993]. Проанализированы возможные причины этого расхождения.

5. Влияние модификации трипсина поликатионом на скорость реакции трипсина с соевым ингибитором. Из Табл.3 видно, что ковалентное присоединение трипсина к поликатиону приводит к 115-кратному увеличению константы скорости ассоциации трипсина с соевым ингибитором, причем присоединение трипсина к поликатиону приводит к увеличению скорости как ассоциации, так и диссоциации фермент-ингибиторного комплекса. Повышение ионной силы раствора существенно снижает и саму скорость ассоциации фермент-ингибиторного комплекса, и эффект присоединения трипсина к поликатиону. В 0.35 М №С1 константа скорости связывания фермента с ингибитором увеличивается всего в 13 раз.

Таблица 3. Константы скорости связывания, {к^), диссоциации (к, и равновесная константа связывания (К) трипсина с соевым ингибитором.

Объект изучения Л1(М-1с-1) А1М-1)

Трипсин 4.3х106 ЗхЮ-5 1.4х1011

Трипсин-поликатион 5x108 - -

Трипсин + 5.8х105 3.8х10"4 1.5хЮ10

Трипсин-поликатион 4- ЫаС! 7.7x106 ю-4 7х10Ю

Выводы

1. На примере супероксид-диомутазы выполнен учет вклада геометрической формы молекулы белка и структуры растворителя в распределение электростатического потенциала белка. Показано, что учет обоих факторов улучшает соответствие теоретически предсказываемой роли распределения электростатического потенциала в супероксид-дисмутазной реакции эксперименту.

2. Рассчитаны энергии распределения зарядов цитохрома С в поле его физиологических редокс-партнеров в зависимости от ориентации и соответствующие вклады в константы скорости переноса электрона для химически модифицированного по лизиновым группам цитохрома С по сравнению с нативным белком. Учет структуры растворителя позволил объяснить несоответствие экспериментальных данных модели, рассматривавшей точечные заряды (цитохром С) в однородном поле (редокс-партнер), ранее интерпретировавшееся как наличие специфических зарядовых и/или гидрофобных взаимодействий.

3. Показано, что зависимости скоростей межбелкового переноса электрона от ионной силы для систем миоглобин - цитохром С и цитохром В5 - цитохром С описываются в рамках простых моделей электростатического взаимодействия двух белков.

4. Выявлена решающая роль распределения электростатического потенциала вблизи участков переноса электрона на белках во взаимной ориентации молекул миоглобина и цитохрома С, необходимой для переноса электрона. Установлены причины различий зависимостей скоростей переноса электрона от ионной силы между миоглобинами свиньи и кашалота.

5. Описание зависимостей от ионной силы скоростей переноса электрона между Су1 В5 и различными вариантами дрожжевого Су1 С - нативным, 1_уз72А1а, 1_уз79А1а и 1.уз(72,79)А1а - выявило заметные различия эффектов мутагенеза 1_уз79 и Ьуэ72 на распределение электростатического поля вблизи участка контакта, даже в рамках используемой грубой электростатической модели. Экстраполяцией зависимостей к бесконечной ионной силе показано, что мутации прежде всего затрагивают стадию ассоциации реакции переноса электрона, но не непосредственно перенос электрона.

6. Установлено, что модификация трипсина полиионом приводит к увеличению скорости реакции трипсина с соевым ингибитором более чем на два порядка за счет электростатического взаимодействия ингибитора с противоположно заряженным полиионом.

Литература

Гильманшин P.M., Лазарев П.И. Биомолекулярная электроника: предпосылки возникновения и перспективы развития. Препринт ОНТИ НЦБИ, Пущино, 1987.

Allison S.A., Bacquet R.J., McCammon J.A. Simulation of the diffusion-controlled reaction between superoxide and superoxide-dismutase. Biopolymers, 1988, 27, 251-269.

Getzoff E.D., Cabelli D.E., Fisher C.L., Parge H.E., Viezzolli M.S., Band L., Halewell R.A. Faster superoxide dismutase mutants designed by enhancing electrostatic guidance. Nature, 1992, 358. 347-351.

Honig В., Nicholls A. Classical electrostatics in biology and chemistry. Science, 1995, 268, 1144-1149.

Koppenol W.H., Margoliash E. The assymetric charge distribution of cytochrome C. Functional implications. J. Biol. Chem., 1982, 257. 4426-4437.

Mauk M.R., Barker P.D., Mauk A.G. Proton linkage of complex formation between cytochrome С and cytochrome B5: electrostatic consequences of protein-protein interactions. Biochemistry 1991, 30, 9873-9881

Meyer Т.Е., Watkins J.A., Przysietcki C.T., Tollin G., Cusanovich M.A. Electron-transfer reactions of photoreduced flavin analogues with c-type cytochromes: quantitation of steric and electrostatic factors. Biochemistry, 1984, 23, 4761-4767,

Nicolini C. From neural chip and engineered biomolecules to bioelec-tronic devices: An overview. Biosensors and Bioe/ectronics, 1995, 10, 105-127.

Northrup S.H., Thomasson K.A., Miller C.M., Barker P.O., Eltis L.D., Guillemette J.G., Inglis S.C., Mauk A.G. Effects of charged amino acid mutations on the bimolecular kinetics of reduction of yeast iso-1-ferricytochrome C.by bovine ferrocytochrome B5. Biochemistry, 1993, 32, 6613-6623.

Rogers N.K. The modelling of electrostatic interactions in the function of globular proteins. Prog. Biophys. Mo!. Bio/., 1986, 48, 37-66.

Stonehuerner J., Williams J.В., Millett F. Interaction between cytochrome С and cytochrome B5. Biochemistry, 1979, 18, 5422-5427.

Van Leeuwen J.W., Mofers F.J.M., Veerman E.C.I. The ionic strength dependence of the rate of a reaction between a small ion and a large ion with a dipole moment. Biochim. Biophys. Acta, 1981, 635, 434-439

Wherland S., Gray H.B. Metalloprotein electron transfer reactions: analysis of reactivity of horse heart cytochrome С with inorganic complexes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1976, Z5, 2950-2954.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Изумрудов В.А., Савицкий А.П., Сивожелезов B.C., Зезин А.Б., Кабанов В.А., Березин И.В. Ускррение взаимодействия трипсина с соевым ингибитором в присутствии поликатиона. Доклады АН СССР; 1987, 294, 1501-1505.

2. Постникова Г.Б., Целикова С.В., Сивожелезов B.C. Изучение переноса электрона в гем-белках. X. Влияние рй, ионной силы и ионов цинка на скорость восстановления феррицитохрома С окси-миоглобином сердца свиньи. Мол. биология, 1992,

26, 880-890.

3. Сивожелезов B.C., Лазарев П.И. Необходима ли электростатическая комплементарность между цитохромом С и его редокс-партнерами для переноса электрона? Тезисы 2-й международной конференции "Молекулярная электроника и биокомпьютеры". Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1989, с.75.

4. Сивожелезов B.C., Комаров Ю.Е., Постникова Г.Б. Изучение переноса электрона в гемопротеинах. XI. Применимость моделей

. электростатического взаимодействия молекул к описанию зависимости скорости реакции между миоглобином и цитохромом С от ионной силы. Биофизика, 1996, 41, 1054-1067.

5. Buravtsev V.N., Sivozhelezov V.S., Lazarev P.I., Rubinstein A.I. The Role of Solvent Spatial Dispersion of Permittivity in the Electrostatic Interactions in Proteins. In: Molecular Electronics, Felix T. Hong (editor), 1989, New York: Plenum Press, 97-104.

6. Lazarev P.I., Sivozhelezov V.S. Solvent permittivity dispersion model better fits kinetic data. Top. Mol. Organ. Engin., 1991, 7, 149-160.

7. Postnikova G.B., Sivozhelezov V.S., Tselikova S.V. Controlling the electron transfer rate between oxymyoglobin and ferricytochrome C. The role"of histidines and electrostatic and steric interactions in the mechanism o? the reaction. Mot. Engineering, 1995, 4, 431-439.

8. Sivozhelezov V.S. Modeling electrostatic interactions of proteins. Abstr. Int. Conf. CSAM-93, St. Petersburg, 1993, 131.

9. Sivozhelezov V.S. Interpretation of ionic strength dependencies of the electron transfer in the cytochrome С - cytochrome B5 system for the wildtype and lysine-mutated yeast cytochrome C. Mol. Engineering, 1996, 6 (в печати).