Движение доменов в цитохроме P450-редуктазе

NADPH–цитохром P450-редуктаза (CPR), дифлавиновая редуктаза, играет ключевую роль в системе P450-монооксигеназы млекопитающих. В её кристаллической структуре два флавина расположены близко друг к другу, что благоприятствует переносу электронов между флавинами, но не переносу электронов на цитохром P450. Многочисленные данные свидетельствуют о важной роли движения доменов в функционировании фермента. Мы сообщаем о результатах экспериментов по ядерному магнитному резонансу (ЯМР) и малоугловому рентгеновскому рассеянию (SAXS), непосредственно исследующих организацию доменов в CPR человека. Сравнение гетероядерного спектра корреляции одиночных квантов 1H–15N CPR со спектром выделенного домена флавинмононуклеотида (FMN) позволило идентифицировать остатки в FMN-домене, окружение которых различается в этих двух состояниях. К ним относятся несколько остатков, экспонированных растворителю в кристаллической структуре CPR, что указывает на существование второй конформации, в которой FMN-домен участвует в формировании другого междоменного интерфейса. Эксперименты по малоугловому рентгеновскому рассеянию показали, что окисленная и восстановленная NADPH формы CPR имеют различную общую форму. Кривая рассеяния восстановленного фермента адекватно описывается кристаллической структурой, тогда как анализ данных для окисленного фермента указывает, что он существует в виде смеси примерно равных количеств двух конформаций: одной, согласующейся с кристаллической структурой, и другой, более протяжённой, соответствующей конформации, выведенной из данных ЯМР. Корреляция между влиянием аденозин-2′,5′-бисфосфата и NADPH на кривую рассеяния и их влиянием на скорость переноса электронов между флавинами позволяет предположить, что это конформационное равновесие имеет физиологическое значение.