VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Биомеханика. Биологическая подвижность

Изучение структуры агрегатов титина скелетных и гладких мышц in vitro

Т.А. Урюпина1*, А.Г. Бобылёв1, Л.Г. Бобылёва1, И.М. Вихлянцев1

1.ИТЭБ РАН;

* bobylev1982(at)gmail.com

Агрегация белков является достаточно распространённым процессом в клетках живых организмов. Известно, что нативный белок вследствие разных причин может изменять свою нативную конформацию и образовывать нефункциональные агрегаты. При агрегации происходят изменения в структуре белка, а также происходит процесс перераспределения связей из внутримолекулярных на межмолекулярные. Объектом нашего исследования является гигантский мышечный белок титин (тайтин/коннектин), открытый в конце 70-х гг. прошлого века. К настоящему времени показано, что альтернативный сплайсинг гена титина (ttn) приводит к образованию разных по длине изоформ этого белка с м.м. ~2000–3900 кДа в поперечнополосатых мышцах животных; в гладких мышцах позвоночных обнаружены изоформы титина с молекулярной массой 500–2000 кДа.

Исследования in vitro, проведённые нами на препаратах титина изолированных из гладких (м.м. 500 и 1500 кДа) и скелетных (м.м. 2000–2200 кДа) мышц, выявили способность разных изоформ этого белка формировать олигомеры и агрегаты. В частности, по данным электронной и атомно силовой микроскопии все исследуемые изоформы титина формировали аморфные агрегаты в условиях 0.15 M Глицин–KOH, pH 7.0–7.5. Скелетномышечная изоформа титина также формировала пучки линейных фибрилл в растворе 0.1 М KCl, 10 мМ имидазол, рН 7.0. Агрегаты титина связывались с красителем тиофлавином Т, что указывает на их амилоидную природу. Методом рентгеновской дифракции у агрегатов титина обнаружены рефлексы ~10 Å и ~4.8 Å, что указывает на наличие четвертичной кросс β-структуры свойственной всем амилоидным фибриллам. Поэтому, агрегаты разных изоформ титина можно назвать амилоидными. Отличительной особенностью амилоидной агрегации титина является отсутствие изменений во вторичной структуре белка в процессе агрегации, что выявлено методами кругового дихроизма и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Полученные результаты свидетельствуют о незначительных изменениях в структуре титина при формировании этим белком амилоидных агрегатов.

Результаты наших исследований расширяют представления об особенностях процесса амилоидной агрегации разных белков и структуры амилоидных агрегатов.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ (№ 22-24-00805).

In vitro study of the structure of titin aggregates from skeletal and smooth muscles

T.A. Uryupina1*, A.G. Bobylev1, L.G. Bobyleva1, I.M. Vikhlyantsev1

1.Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of RAS;

* bobylev1982(at)gmail.com

Protein aggregation is a rather widespread process in cells of living organisms. It is known that, due to various reasons, a native protein can change its conformation to form non-functional aggregates. During aggregation, there occur changes in the structure of the protein, as well as the redistribution of bonds from intramolecular to intermolecular. The object of our research is the giant muscle protein titin (connectin) discovered in the late 1970s. To date, it has been shown that alternative splicing of the titin (ttn) gene leads to the formation of different-length isoforms of this protein with molecular weights of ~2000–3900 kDa in striated animal muscles; in smooth vertebrate muscles, titin isoforms with molecular weights of 500–2000 kDa have been found.

An in vitro study of titin preparations isolated from smooth (MW 500 and 1500 kDa) and skeletal (MW 2000–2200 kDa) muscles revealed the ability of different isoforms of this protein to form oligomers and aggregates. In particular, according to electron and atomic-force microscopies, all investigated titin isoforms formed amorphous aggregates at 0.15 M glycine–KOH, pH 7.0–7.5. The skeletal muscle isoform of titin also formed bundles of linear fibrils in a solution of 0.1 M KCl, 10 mM imidazole, pH 7.0. Titin aggregates bound the dye thioflavin T, which was indicative of their amyloid nature. By X-ray diffraction, titin aggregates were found to have reflections at ~10 and ~4.8 Å to imply the presence of a quaternary cross-β structure characteristic of all amyloid fibrils. For this reason, aggregates of different isoforms of titin can be called amyloid aggregates. A distinctive feature of amyloid aggregation of titin is the absence of changes in the secondary structure of the protein during aggregation as revealed by circular dichroism and Fourier-transform infrared spectroscopy. The results obtained indicate minor changes in the structure of titin during the formation of amyloid aggregates by this protein.

The results of this research expand the views about the features of amyloid aggregation of different proteins and the structure of amyloid aggregates.

The work was carried out with the financial support of a grant from the Russian Science Foundation (No 22-24-00805).


Докладчик: Урюпина Т.А.
100
2022-10-26

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists