Вплив іонів цинку на АТФазну активність міозину і реакцію суперпреципітації актоміозину серцевого м’яза

Abstract

Мета. Дослідити вплив іонів цинку на АТФ-гідролазну реакцію, що каталізується міозином, та реакцію суперпреципітації (СПП) актоміозину серцевого м’яза. Методи. Препаративна білкова хімія, іонообмінна хроматографія та оптична спектроскопія. Результати. Показано, що у діапазоні концентрацій 0,1–5 мМ іони цинку пригнічують Са²⁺-АТФазну активність міозину та Мg²⁺-залежну реакцію СПП актоміозину серцевого м’яза. Порівняно оригінальні результати з відомими даними щодо впливу інших двовалентних іонів – стронцію та кадмію – на вищезгадані процеси. Висновки. Іони цинку, ймовірно, заміщуючи іони кальцію або магнію за реакції СПП та АТФ-гідролазного процесу, здатні модулювати актин-міозинову взаємодію, змінюючи функціональні характеристики актоміозинових макромолекул м’яза. Отримані результати розширюють існуючі уявлення щодо механізмів впливу фізико-хімічних чинників середовища, зокрема, іонів металів на ферментативну активність АТФ-гідролаз, а саме – міозинової АТФази міокарда.

Aim. To study the influence of zinc ions on the ATP-hydrolase reaction, catalyzed by myosin, and the superprecipitation (SPP)reaction of actomyosin cardiac muscle. Methods. Preparative protein chemistry, ion-exchange chromatography and optical spectroscopy. Results. It was shown that zinc ions in the range of concentrations 0.1–5 mM inhibit the Ca²⁺-ATPase myosin activity and Mg²⁺-dependent SPP reaction of actomyosin cardiac muscle. The original results were compared with the well-known data on the influence of other bivalent ions – strontium and cadmium – on the above processes. Conclusions. Zinc ions, probably by replacing the calcium and magnesium ions in the SPP reaction and ATP-hydrolase process, can modulate the actinmyosin interaction by changing the functional characteristics of muscle actomyosin macromolecules. The obtained results extend the existing understanding of the mechanisms of physical and chemical environmental factors influence, in particular metal ions, on the enzymatic activity of ATP-hydrolases, namely myocardium myosin ATPase. Key words: myosin, actomyosin, ATPase,zinc ions, cardiac muscle.

Цель. Исследоваmь влияние ионов цинка на АТФ-гидролазную реакцию, катализируемую миозином, и реакцию суперпреципитации (СПП) актомиозина сердечной мышцы. Методы. Препаративная белковая химия, ионообменная хроматография и оптическая спектроскопия. Результаты. Показано, что в диапазоне концентраций 0,1–5 мМ ионы цинка ингибируют Са²⁺-АТФазную активность миозина и Мg²⁺-зависимую реакцию СПП актомиозина сердечной мышцы. Проведено сравнение оригинальных результатов с известными данными по влиянию других двухвалентных ионов – стронция и кадмия – на вышеупомянутые процессы. Выводы. Ионы цинка, вероятно, замещая ионы кальция и магния в реакции СПП и АТФ-гидролазном процессе, могут модулировать актинмиозиновое взаимодействие, изменяя функциональные характеристики актомиозиновых макромолекул мышцы. Полученные результаты расширяют существующие представления о механизмах влияния физико-химических факторов среды, в частности, ионов металлов на ферментативную активность АТФ-гидролаз, а именно – миозиновой АТФазы миокарда. Ключевые слова: миозин, актомиозин, АТФаза, ионы цинка, сердечная мышца.