Изучение особенностей формирования кластеров железа во внутренней полости ферритин-подобного белка Dps методом аномального малоуглового рентгеновского рассеяния

Белок Dps (ДНК-связывающий белок из голодающих клеток) хорошо известен своей способностью защиты клеток от различных негативных факторов, в том числе окислительного стресса. Dps способен осуществлять быстрое окисление ионов двухвалентного железа с помощью пероксида водорода, а затем накапливать ионы трехвалентного железа в своей полости в форме трехвалентного минерала. Dps также способен связываться с ДНК, образуя высокоупорядоченные структуры, становясь наиболее распространенным белком нуклеоида в стационарной фазе, добавляя физическую защиту к химической. В этой работе аномальное малоугловое рентгеновское рассеяние (АМУРР) впервые использовано для изучения формирования кластеров железа в полости белка Dps из Escherichia coli. На основе созданного программного обеспечения с использованием известного алгоритма кривые АМУРР были разложены на резонансные, нерезонансные и перекрестные составляющие, которые в последствии были использованы для вычисления среднего количество ионов, приходящихся на одну молекулу белка и определения ab initio структуры комплекса белок-железо. С помощью методов компьютерного моделирования получена детальная информация о распределении атомов железа внутри полости белка при различных концентрациях железа в растворе. Показано, что увеличение концентрации Fe$^{2+}$ в растворе незначительно влияет на морфологию образующегося минерала железа, однако приводит к увеличению его объема, что хорошо согласуется с экспериментально определенным количеством ионов железа, приходящихся на одну молекулу Dps. Полученные значения оказались меньше расчетных, что может быть связано с присутствием в растворе хелатирующего агента.