Myoglobin: Oxygen Depot or Oxygen Transporter to Mitochondria? A Novel Mechanism of Myoglobin Deoxygenation in Cells (review)


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

In this review, we shortly summarize the data of our studies (and also corresponding studies of other authors) on the new mechanism of myoglobin (Mb) deoxygenation in a cell, according to which Mb acts as an oxygen transporter, and its affinity for the ligand, like in other transporting proteins, is regulated by the interaction with the target, in our case, mitochondria (Mch). We firstly found that contrary to previously formulated and commonly accepted concepts, oxymyoglobin (MbO2) deoxygenation occurs only via interaction of the protein with respiring mitochondria (low \({p_{{O_2}}}\) values are necessary but not sufficient for this process to proceed). Detailed studies of the mechanism of Mb–Mch interaction by various physicochemical methods using natural and artificial bilayer phospholipid membranes showed that: (i) the rate of MbO2 deoxygenation in the presence of respiring Mch fully coincides with the rate of O2 uptake by mitochondria from a solution irrespectively of their state (native coupled, freshly frozen, or FCCP-uncoupled), i.e. it is determined by the respiratory activity of Mch; (ii) Mb nonspecifically binds to membrane phospholipids of the outer mitochondrial membrane, while any Mb-specific protein or phospholipid sites on it are lacking; (iii) oxygen uptake by Mch from a solution and the uptake of Mb-bound oxygen are two different processes, as their rates are differently affected by proteins (e.g. lysozyme) that compete with MbO2 for binding to the mitochondrial membrane; (iv) electrostatic forces significantly contribute to the Mb–membrane interactions; the dependence of these interactions on ionic strength is provided by the local electrostatic interactions between anionic groups of phospholipids (the heads) and invariant Lys and Arg residues near the Mb heme pocket; (v) interactions of Mb with phospholipid membranes promote conformational changes in the protein, primarily in its heme pocket, without significant alterations in the protein secondary and tertiary structures; and (vi) Mb–membrane interactions lead to decrease in the affinity of myoglobin for O2, which could be monitored by the increase in the MbO2 autooxidation rate under aerobic conditions and under anaerobic ones, by the shift in the MbO2/Mb(2) equilibrium towards the ligand-free protein. The decrease in the affinity of Mb for the ligand should facilitate O2 dissociation from MbO2 at physiological \({p_{{O_2}}}\) values in cells.

Об авторах

G. Postnikova

Institute of Cell Biophysics

Автор, ответственный за переписку.
Email: gb_post@icb.psn.ru
Россия, Pushchino, Moscow Region, 142290

E. Shekhovtsova

Institute of Cell Biophysics

Email: gb_post@icb.psn.ru
Россия, Pushchino, Moscow Region, 142290

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».