By this author

Activation of bacterial F-ATPase by LDAO: deciphering the molecular mechanism

Issue number 3 from 18.03.2026

Протонная F_OF₁-АТФ-синтаза катализирует реакцию образования АТФ из АДФ и неорганического фосфата, сопряжённую с трансмембранным транспортом ионов водорода за счёт энергии протон-движущей силы (pmf). При падении pmf направление реакции обращается, и АТФ-синтаза начинает создавать pmf, перенося протоны через мембрану за счёт гидролиза АТФ. В этом случае АТФазная активность F_OF₁-комплекса может подавляться за счёт неконкурентного ингибирования АДФ, а у ряда бактерий также за счёт конформационных изменений регуляторной субъединицы ε. Известно, что детергент лаурилдиметиламиноксид (LDAO) ослабляет оба этих ингибиторных механизма, и в его присутствии АТФазная активность фермента значительно увеличивается. По этой причине LDAO используется для полуколичественной оценки выраженности этих регуляторных механизмов у АТФ-синтаз из разных организмов. Однако на сегодняшний день место связывания LDAO с АТФ-синтазой неизвестно. Также не установлено, как именно связывание LDAO ослабляет АДФ-ингибирование и ингибирование субъединицей ε. Мы провели молекулярный докинг, результаты которого указывают на возможность связывания LDAO в каталитических центрах АТФ-синтазы, как не занятых нуклеотидами, так и содержащих нуклеотиды. Молекулярно-динамические симуляции показали, что присутствие LDAO может влиять на подвижность участка субъединицы β (остатки 404–415 в ферменте Escherichia coli), расположенного вблизи каталитического центра. Эксперименты на ферментах E. coli и Bacillus subtilis с мутацией в этом участке показали, что аминокислота в положении β409 E. coli и соответствующем ему положении β419 B. subtilis действительно оказывает некоторое влияние на степень активации фермента LDAO. Кроме того, было обнаружено, что в присутствии 100 мМ сульфата LDAO активирует фермент B. subtilis значительно сильнее, чем в среде без сульфата. Вероятной причиной этого является усиление АДФ-ингибирования фермента в присутствии сульфата.

22 0