Теоретический обзор по белку G

Белок G — интегральный белок клеточной стенки стрептококков групп G и С (Bacteria" Firmicutes" Lactobacillales " Streptococcaceae). Белок G, а также другие подобные ему белки клеточной стенки (например, белок А из Staphylococcus aureus) обладают способностью связывать белки плазмы организма-хозяина, в том числе иммуноглобулины. Это необходимо для снижения иммунного ответа на бактериальную инфекцию: бактериальная клеточная стенка покрывается плёнкой из белков хозяина, а иммуноглобулины, будучи связанными с белком G или другими поверхностными бактериальными белками этого типа, не способны связывать Fc-рецепторы нейтрофилов, что препятствует опсонизации (Gronenborn et al., 1991, Merino et al., 2009).

На рис. 1 представлена схема строения различных вариантов белка G, изолированных из трёх разных штаммов стрептококков.

Рис. 1. Схема возможной эволюции участка гена белка G, кодирующего IgG-связывающий домен (Olssonetal., 1987).

На С-конце полипептидной цепи находятся гидрофобный участок М и гидрофильный участок W, заякоривающие белок соответственно в клеточной мембране и в клеточной стенке. Домен М является единственным участок гомологии между белками G и А (Guss et al., 1986, Murphy et al., 1994, Olsson et al., 1987).

К N-концу от домена W располагаются домены, связывающие белки плазмы организма-хозяина — иммуноглобулины и альбумин. Иммуноглобулины и альбумин связываются с разными доменами. Как IgG-связывающих, так и альбумин-связывающих доменов у белка G несколько, и между такими доменами в составе одной молекулы наблюдается высокий уровень гомологии (Sjodahl, 1977, Guss et al., 1986, Murphy et al., 1994). По-видимому, такая структура возникла в результате дупликации участков генов этих белков (см. рис. 1).

Существуют формы белка G (G43, см. рис. 2), у которых альбумин-связывающие участки отсутствуют. Кроме того, альбумин-связывающая часть белка G полипептидной цепи может отщепляться протеазами (Murphy et al., 1994).

Рис. 2. Схема строения трёх вариантов белка G. Ss – сигнальная последовательность, Е – функция не выяснена, А1-А3 – альбумин-связывающие домены, С1-С3 – IgG-связывающие домены, S – спейсерный участок, W – участок заякоривания в клеточной стенке, М – участок заякоривания в плазмалемме (Sjobringetal., 1991).

Специализированных IgG-связывающих доменов у белка G два либо три (С1-С3). Они разделены спейсерными участками (D1 и D2), как показано на рис. 2.

У белка G148, содержащего три IgG-связывающих домена, сродство к IgG на порядок выше, чем у других вариантов белка G, содержащих только два С-домена (Eliasson et al., 1989, Sjobring et al., 1991). Поэтому при получении данного аффинного носителя был использован рекомбинантный иммуноглобулин-связывающий фрагмент варианта G148, экспрессированный в прокариотической системе. На рис. 2 он выделен цветом.

а)

б)

Рис.3. IgG-связывающий домен белка G: а) в комплексе а Fc-участком IgG; б)ключевые аминокислотные остатки (Sauer-Erikssonetal., 1995).

Третичная структура IgG-связывающих доменов белка G — две антипараллельные β-шпильки, соединённые α-спиралью (см. рис. 3). Это — необычная структура, не встречавшаяся исследователям ранее и отличающаяся очень высокой термостабильностью (Gronenborn et al., 1991). Очень похожая структура IgG-связывающего домена двумя годами позже была обнаружена у белка L (Wikstrom et al., 1993). Связывание Fc-фрагмента происходит в области контакта между доменами Сн2 и Сн3, преимущественно в области петель (см. рис. 3а) (Sauer-Eriksson et al., 1995).

Ключевые аминокислотные остатки в IgG-связывающем домене белка G — Glu27, Lys28, Lys31, Gln32, Asn35, Asp40, Glu42 и Trp43 (см. рис. 3б). При этом связи в комплексе PrG-Fc преимущественно полярные (в комплексе PrA-Fc, напротив, преобладают гидрофобные контакты).

Белок G, как и белок А, связывает практически только иммуноглобулины класса G. Однако, как видно из табл.1, белок G с бóльшим, чем белок А, сродством связывает IgG ряда животных, часто используемых в лабораторной практике, например, козы, крысы, коровы, овцы.

Табл. 1. Сродство белков A и G к иммуноглобулинам человека и животных (по таблице, предоставляемой компанией ThermoScientific (www.thermo.com/pierce), дополнена по (Huse et al., 2002).


Рекомбинантный белок G

Конъюгат Белок G-пероксидаза хрена

Белок G-сефароза

Аффинный носитель на основе белка G – документация к продукту

Бактериальные Ig-связывающие белки A, G и L

Скачать файл в pdf



← Назад к списку статей


Техподдержка