Механизмы включения меди в церулоплазмин человека

Церулоплазмин представляет собой мультикупровую оксидазу, необходимую для нормального поддержания гомеостаза железа. Для выяснения механизмов включения меди в этот белок биосинтез холоцерулоплазмина исследовали методом иммуноблоттинга и метаболического мечения 64Cu клеток яичника китайского хомячка, трансфицированных кДНК, кодирующими дикий тип или мутантные формы церулоплазмина. Этот анализ показал, что включение меди во вновь синтезированный апоцерулоплазмин in vivo приводит к обнаруживаемому конформационному изменению белка. Примечательно, что, несмотря на уникальную функциональную роль каждого медного центра в составе церулоплазмина, метаболические исследования указывают, что достижение конечного конформационно обусловленного состояния требует заполнения всех шести центров связывания меди; при этом очевидная иерархия включения меди в какой-либо конкретный центр отсутствует. В соответствии с этими результатами миссенс-мутация (G631R), вызывающая ацерулоплазминемию и, предположительно, изменяющая взаимодействия в единственном медном центре типа I, приводит исключительно к синтезу и секреции апоцерулоплазмина. Анализ включения меди в апоцерулоплазмин in vitro показал, что этот процесс является кооперативным, а наблюдаемая in vivo неспособность мутантных белков с изменениями в центрах связывания меди включать медь обусловлена внутренними свойствами самих мутантных белков. Эти результаты выявляют точный и чувствительный механизм формирования холоцерулоплазмина в условиях ограниченной доступности меди внутри клетки, который, возможно, имеет более общее значение для биосинтеза купробелков в секреторном пути.