М.А. Проскурнин – д.х.н., профессор, кафедра аналитической химии, химический факультет, 

МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: proskurnin@gmail.com

М.Е. Муратова – студентка, химический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова 

E-mail: frau.muratova@gmail.com

А.В. Брусничкин – аспирант, химический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова E-mail: lenamy@list.ru

П.А. Горкин – аспирант, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (Москва)

E-mail: pagorkin@mail.ru

Д.С. Волков – к.х.н., мл. науч. сотрудник, кафедра аналитической химии, химический факультет,  МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: dmsvolkov@gmail.com

Е.В. Проскурнина – к.х.н., доцент, кафедра медицинской биофизики, факультет фундаментальной 

медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова; ст. науч. сотрудник, отдел лучевой диагностики, 

Медицинский научно-образовательный центр МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: proskurnina@gmail.com

Ю.А. Владимиров – д.б.н., профессор, действительный член РАН; зав. кафедрой медицинской 

биофизики, факультет фундаментальной медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова E-mail: yuvlad@mail.ru

Исследовано влияние додецилсульфата натрия (ДДС) как аналога тетраолеоилкардиолипина на свойства цитохрома с и образование его комплекса с монооксидом углерода. Подобран восстановитель, аскорбат, и условия (пятикратный избыток) восстановления феррицитохрома c в водных растворах. Присутствие более чем 80-кратного избытка ДДС приводит к окислению образующегося ферроцитохрома. Найдены условия — 20 мин, 0.2 л/мин — пропускания CO, обеспечивающие значимое образование комплекса ферроцитохрома c с CO и минимальную денатурацию самого цитохрома c. Двумерная корреляционная спектроскопия (2DCOS) использована для оценки того, насколько предложенные условия соответствуют получению комплекса CO с ферроцитохромом c и насколько в этих условиях проявляется денатурация белка — процесс, который нельзя однозначно оценить из самих спектров. Показаны различия между условиями получения комплекса в присутствии ДДС и тетраолеоилкардиолипина. В обоих случаях проявляются асинхронные кросс-пики полосы Соре с α- и β-абсорбционными полосами ферроцитохрома с, что, вероятно, свидетельствует об их одновременном изменении за счет образования комплекса. В случае тетраолеоилкардиолипина сильнее проявляются асинхронные корреляционные пики, относящиеся к комплексу (420 и 540 нм), ярче выражен рост полосы Соре в целом, а рост экстинкции за счет светопоглощения в области 490 и 570 нм проявляется в существенно меньшей степени по сравнению с ДДС. В случае ДДС корреляционные пики при 415 и 520 нм синхронно реагируют на возмущение раньше, чем корреляционные пики при 575 и 490 нм, вызванные светорассеянием, а проявления других асинхронных корреляционных пиков не зафиксировано, при этом эффекты светорассеяния проявляются значительно, т.е. доминирует денатурация белка и разрушение образовавшегося комплекса. Определены характеристики распада комплекса ферроцитохрома c с CO под действием света: реакция первого порядка, константа скорости 0.0010 ± 00001 мин–1.

1. Petrosillo G., Ruggiero F.M., Paradies G. Role of reactive oxygen species and cardiolipin in the release of cytochrome c from mitochondria // The FASEB Journal. 2003. V. 17. № 15. P. 2202–2208.
2. Barr D.P., Mason R.P. Mechanism of radical production from the reaction of cytochrome c with organic hydroperoxides.: An esr spin trapping investigation // J. Biol. Chem. 1995. V. 270. № 21. P. 12709–12716.
3. Chung H.-T., Pae H.-O., Choi B.-M., Billiar T.R., Kim Y.-M. Nitric oxide as a bioregulator of apoptosis // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2001. V. 282. № 5. P. 1075–1079.
4. Bilban M., Haschemi A., Wegiel B., Chin B.Y., Wagner O., Otterbein L.E. Heme oxygenase and carbon monoxide initiate homeostatic signaling // J. Mol. Med. 2008. V. 86. № 3. P. 267–279.
5. Boczkowski J., Poderoso J.J., Motterlini R. Co–metal interaction: Vital signaling from a lethal gas // Trends Biochem. Sci. V. 31. № 11. P. 614–621.
6. Miksovska J., Yom J., Diamond B., Larsen R.W. Spectroscopic and photothermal study of myoglobin conformational changes in the presence of sodium dodecyl sulfate // Biomacromolecules. 2006. V. 7. № 2. P. 476–482.
7. Zhang Y., Stern E.A. Xafs study of co binding to denatured cytochrome c // Physica B: Condensed Matter. 1995.  V. 208–209. P. 727–728.
8. Jung C., Ristau O., Schulze H., Sligar S.G. The co stretching mode infrared spectrum of substrate‐free cytochrome  p ‐450cam—co // Eur. J. Biochem. 1996. V. 235. № 3. P. 660–669.
9. Cassina A.M., Hodara R., Souza J.M., Thomson L., Castro L., Ischiropoulos H., Freeman B.A., Radi R. Cytochrome c nitration by peroxynitrite // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. № 28. P. 21409–21415.
10. Basova L.V., Kurnikov I.V., Wang L., Ritov V.B., Belikova N.A., Vlasova I.I., Pacheco A.A., Winnica D.E., Peterson J., Bayir H., Waldeck D.H., Kagan V.E.Cardiolipin switch in mitochondria:  Shutting off the reduction of cytochrome c and turning on the peroxidase activity // Biochemistry. 2007. V. 46. № 11. P. 3423–3434.
11. Kapetanaki S.M., Silkstone G., Husu I., Liebl U., Wilson M.T., Vos M.H. Interaction of carbon monoxide with the apoptosisinducing cytochrome c-cardiolipin complex // Biochemistry. 2009. V. 48. № 7. P. 1613–1619.
12. Battistuzzi G., Borsari M., Rossi G., Sola M. Effects of solvent on the redox properties of cytochrome c: Cyclic voltammetry and 1h nmr experiments in mixed water-dimethylsulfoxide solutions // Inorganica Chimica Acta. 1998. V. 272. № 1.  P. 168–175.
13. Larsen R.W. Ligand binding subsequent to co photolysis of methionine-modified cytochrome c // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects. 2003. V. 1619. № 1. P. 15–22.
14. Appaix F., Minatchy M.-N., Riva-Lavieille C., Olivares J., Antonsson B., Saks V.A. Rapid spectrophotometric method for quantitation of cytochrome c release from isolated mitochondria or permeabilized cells revisited // Biochim. Biophys. Acta. 2000. V. 1457. № 3. P. 175–181.
15. Rosell F.I., Mauk A.G. Spectroscopic properties of a mitochondrial cytochrome c with a single thioether bond to the heme prosthetic group // Biochemistry. 2002. V. 41. № 24. P. 7811–7818.
16. Борисенко Г.Г., Осипов А.Н., Казаринов К.Д., Владимиров Ю.А. Нитрозильные комплексы цитохромов митохондриальной цепи – первичные хромофоры в механизме фотоактивации дыхания // Биологические мембраны. 2002.  Т. 19. № 5. С. 378–390.
17. Tuominen E.K.J., Wallace C.J.A., Kinnunen P.K.J. Phospholipid-cytochrome c interaction: Evidence for the extended lipid anchorage // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. № 11. P. 8822–8826.
18. Macyk J., Eldik R.v. Electron transfer reaction between cytochrome c and trisoxalatocobalt(III) // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001. № 15. P. 2288–2292.
19. Nantes I.L., Faljoni-Alario A., Vercesi A.E., Santos K.E., Bechara E.J.H. Liposome effect on the cytochrome c-catalyzed peroxidation of carbonyl substrates to triplet species // Free Radical Biol. Med. 1998. V. 25. № 4. P. 546–553.
20. Silkstone G., Jasaitis A., Vos M.H., Wilson M.T. Geminate carbon monoxide rebinding to a c-type haem // Dalton Trans. 2005. № 21. P. 3489–3494.
21. Hagen S.J., Latypov R.F., Dolgikh D.A., Roder H. Rapid intrachain binding of histidine-26 and histidine-33 to heme in unfolded ferrocytochrome c // Biochemistry. 2002. V. 41. № 4. P. 1372–1380.
22. Karpefors M., Wilson M.T., Brzezinski P. Photoinduced electron transfer from carboxymethylated cytochrome c to plastocyanin // Biochim. Biophys. Acta. 1998. V. 1364. № 3. P. 385–389.
23. Mathews A.J., Brittain T. Some reactions of carbon monoxide and oxygen with carbodi-imide-modified cytochrome c // Biochem. J. 1991. V. 276. № 1. P. 121–124.
24. Hollis V.S., Palacios-Callender M., Springett R.J., Delpy D.T., Moncada S. Monitoring cytochrome redox changes in the mitochondria of intact cells using multi-wavelength visible light spectroscopy // Biochim. Biophys. Acta. 2003. V. 1607.  № 2. P. 191–202.
25. Qiao F., Hu J., Zhu H., Luo X., Zhu L., Zhu D. Site-specific hydrolysis of horse heart cytochrome c and apocytochrome c promoted by palladium(II) complex // Polyhedron. 1999. V. 18. № 11. P. 1629–1633.
26. Noda I. Generalized two-dimensional correlation method applicable to infrared, raman, and other types of spectroscopy // Appl. Spectrosc. 1993. V. 47. № 9. P. 1329–1336.
27. Czarnecki M.A. Interpretation of two-dimensional correlation spectra: Science or art? // Applied Spectroscopy. 1998. V. 52. № 12. P. 1583–1590.