ИСТИНА

Цитохром с – низкомолекулярный гем-содержащий белок, выполняющий целый ряд важных функций в клетках млекопитающих. Основной функцией цитохрома с принято считать перенос электрона от убихинол: цитохром с-редуктазы (комплекс III) дыхательной цепи митохондрий на цитохром с-оксидазу (комплекс IV) дыхательной цепи митохондрий. Также общепризнанной в настоящее время является открытая 15 лет назад роль цитохрома с в апоптозе, обусловленная выходом этого белка из межмембранного пространства митохондрий в цитозоль, где цитохром с взаимодействует с белком Apaf-1, что приводит к образованию апоптосом и запуску каспазо-зависимого апоптоза. В последние годы в литературе помимо роли цитохрома с в работе дыхательной цепи и в апоптозе рассматривается участие цитохрома с в процессе перекисного окисления липидов во внутренней мембране митохондрий. В частности (Lesnefsky et al., 2014), было показано, что в результате ишемии-реперфузии миокарда происходит окислительная модификация цитохрома с и белок становится активной пероксидазой, способной участвовать в процессе перекисного окисления липидов, в частности кардиолипина (специфического липида внутренней митохондриальной мембраны), к которому цитохром с имеет большое сродство. В нашей недавней работе (Firsov et al., BBA-Biomembranes, 2015) было показано, что под действием окислительного стресса с участием цитохрома с происходит нарушение барьерных свойств липидных мембран, которые начинают пропускать такие красители как карбоксифлуоресцеин и сульфородамин B. Эти данные, а также результаты работ Осипова с соавт. (2013) и Антонова с соавт. (2014) по влиянию комбинации цитохрома с с перекисью водорода на интегральную проводимость плоских бислойных липидных мембран позволяют предположить, что цитохром с в условиях окислительного стресса способен формировать в мембранах поры, проницаемые для ионов, т.е. ионные каналы. Как известно, ионные каналы, выполняющие в клетках целый ряд жизненно важных функций, обычно формируются интегральными мембранными белками. Однако, среди токсинов, выделяемых микроорганизмами, есть водорастворимые белки, такие как колицин Е1 и дифтерийный токсин, которые при взаимодействии с мембранами встраиваются в них, образуя ионные каналы. В работах нашей лаборатории было показано, что каналы колицина Е1 имеют необычную структуру, а именно, представляют собой белково-липидные поры, стенки которых сформированы не только спиралями белка, но и головками липидов (Sobko et al., FEBS Lett., 2004; J.Biol.Chem. 2006). Интересно, что подобная структура предполагается также для митохондриального проапоптотического белка BAX (Zimmerberg et al., 2002). Чрезвычайно актуальной целью работы представляется обнаружение каналообразующей активности цитохрома с на уровне одиночных каналов и выяснение механизма их образования. Для этого предполагается решить следующие задачи: 1) зарегистрировать на модельных бислойных мембранах одиночные каналы, образуемые цитохромом с в присутствии перекиси водорода; 2) исследовать чувствительность одиночных каналов, образуемых цитохромом с, к антиоксидантам; 3) изучить влияние липидного состава мембраны как на активность ионных каналов, образуемых цитохромом с в плоской бислойной мембране, так и на индукцию этим белком пермеабилизации липосом (по вытеканию флуоресцентных красителей); 4) изучить действие агентов, изменяющих кривизну липидного бислоя, на каналообразующую активность цитохрома с в обеих модельных системах; 5) проверить применимость модели тороидальной поры к каналам, образуемым цитохромом с в присутствии перекиси водорода.