La interacción en el dominio catalizador de la adenilato ciclasa (AC) de la exotoxina mayor de Bordetella pertussis con su activador de calmodulina (CaM), se estudió por espectroscopía de fluorescencia tiempo-resuelto que usa tres grupos fluorescentes localizados en las diferentes regiones de la AC: residuos de triptofano (W69 y W242), un nucléotido análogo (3'-antraniloil-2'-desoxiadenosin 5'-trifosfato, Ant-dATP) y una región cisteína-específica (acrylodan).
La unión a CaM obtuvo grandes cambios en la dinámica de W242 que domina la emisión de fluorescencia de ambas AC y AC-CaM, similar a lo observado para las uniones a las secuencias CaM aisladas de diferentes longitudes [Bouhss, A., Vincent, M., Munier, H., Gilles, A.M, Takahashi, M., Bârzu, O., Danchin, el A. & Gallay, J. (1996) Eur. J. Biochem.237, 619-628].
En contraste, Ant-dATP permanece completamente inmóvil e inaccesible al solvente en los sitios de unión a los nucleótidos de ambas AC y AC-CaM. Como la AC no contiene ningún residuo de cisteína, se realizó una simple mutación Cys en la posición 75, que permitió marcar el dominio catalizador con acrylodan. Su ambiente es fuertemente apolar y rígido, y sólo ligeramente afectado por la CaM.
Las propiedades hidrodinámicas de las proteínas también se estudiaron por las medidas deterioradas de la anisotropía de fluorescencia. El promedio Brownian, correlacionó los tiempos alternantes de la AC, difiriendo significativamente según la región utilizada (19 ns para W242, 25 ns para Ant-dATP, y 35 ns para el acrylodan), sugiriendo una forma de proteína más larga (tasa axial de 1,9).
Estos valores aumentaron mucho con la adición de CaM (39 ns para W242, 60-70 ns para Ant-dATP y 56 ns para el acrylodan). Esto sugiere que (a) la orientación de las regiones es alterada con respecto a la estructura de las proteínas y (b) la proteína se vuelve más alargada con una relación axial de 2,4. Para la comparación, las propiedades hidrodinámicas de la exotoxina de la AC del ántrax, fueron computadas por un acercamiento matemático (HYDROPRO), que usa la estructura en 3D [Drum, C.L., Yan, S. - Z., Bard, J., Shen, Y. - Q., Lu, D., Soelalman, S., Grabarek, Z., Bohm, A. & Tang, W. - J. (2002) Nature (London)415, 396-402]. Un cambio en la relación axial también se observa en la unión de la CaM, pero en la dirección inversa que aquella de la AC: de 1,7 a 1,3. Los mecanismos de activación de las dos proteínas por la CaM pueden ser por consiguiente diferentes.