Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Антонов В.К. -> "Химия протеолиза " -> 12

Химия протеолиза - Антонов В.К.

Антонов В.К. Химия протеолиза — М.: Наука, 1991. — 504 c.
Скачать (прямая ссылка): himiyaprotezana1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 278 >> Следующая

1.4.2. Конформация
В каздом аминокислотном остатке, входящем в полипептидную цепь (за исключением пролина), имеются две связи N-О^ и Са~С', вокруг которых возможно свободное вращение. Кроме того, Соковые цепи' аминокислот имеют в Солыиинстье случаев несколько одинарных связей, допускающих свободное вращение. Взаимо-
действия валентно не связанных групп в составе аминокислотного остатка и групп соседних остатков по цепи ("ближние" взаимодействия [124]) приводят к тому, что не все возможные взаимные положения групп оказываются разрешенными. Рассмотрим конформации основной и бОКОЕНХ цепей аминокислотных остатков (,см,.:обзоры [11,13]).
Номенклатура. В соответствии с рекомендациями Междунар^ датой комиссии по номенклатуре [15: конфсрмация основной цепи описывается двумя двугр. иными углами фи ф, характеризующими соответственно взаимную ориентацию заместителей при етсмаг N и С , Сд и С'. Цепь рассматривается от N- к С-концу и за нулевое значение угла ф принимается положение, когда' связь N-H находится в цис-ориента-ции к связи С -С' (рис.6). Изменение угла ф происходит путем вращения связи Са-С' вокруг связи N-C&. Вращение по часовой стрелке дает значения углов от 0° до +180°, против часовой стрелки - от 0° до -180°. За нулевое значение угла ф принимают положение, когда связь Ca-N находится в ^с-ориентации по отношению к связи С'-О. Значения углов здесь те же, что и в случае угла ф. Кроме углов фиф, конфирмацию основной полипептиптой цепи определяет двугранный угол ш, характеризующий состоянии пмщщой связи.
Конформационное состояние боковых цепей вписывается углами х,. х2 и т.д., начиная от Са~атома. За нулевое значение принимается конформация, в которой связь находятся в цис-ориентации по отношению к связи C^-N:
РИС.6. Обозначения двугранных углов в пептидной цепи в соответствии с рекомендациями Комиссии по биохимической номенклатуре [15]
Основная цепь. Многочисленные рентгеноструктурные исследования пептидов [11,13,18] и Оелков [125-127], а также исследования пептидов в растворах, главным образом, методами ЯМР-спектроскопш [128-131] показывают, что кон-формационное состояние основной полипептидной цепи в подавляющем большинстве случаев совпадает с областями наименьших энергий, рассчитанными методами атом-атомных потенциалов или квантовохимическими методами [28,132-138].
Разрешенные по энергии значения углов фиф обычно изображают диаграммами рамачандрана [11] (рис. 7,а-в). Для метиламидов N-ацетилаланина и N-аце-тилвалина разрешенными областями являются три, обозначаемые как области Я, В и L. Для глицинового остатка конформационные возможности значительно выше. Область В соответствует (3-структуре полипептидной цепи, а области R и L - соответственно правой и левой спиральным структурам. Переход из одной области в другую сопряжен обычно с преодолением значительного активационного барьера. Области R и L разделены барьером около 12 ккал/моль, однако барьер между областями Я и В составляет лишь 1-3 ккал/моль.
Следует подчеркнуть, что нанесенные на карту изоэнергетические контуры -
а ее
180'
Щ' VI
4
г 'А '*
to
н
-т0°-№° -60° 0° 60° 120° 180°180°-120° -60° О 60° 120° 160-180-120° -60° 0° Ф(с*-п)
РИС.7. Конформационные карты ф - ф для метиламидов N-ацетилглицина (а) Ы-ацетил-1-аланина (б) и Ы-ацетил-i-BSлина (в) [132]
это контуры равных потенциальных энергий. Приведенные значения не позволяют оценить содержание кавдой конформации, поскольку энтропийный вклад кавдой из них может быть различен. Качественно энтропия данной конформации оценивается площадью минимума по конформационной карте. Попытки количественной оценки энтропии для нескольких конформаций пептидов сделаны в работах [136,139,140]. Согласно этим данным, например [136], для метиламида N-аце-тилтриаланина конформация с параметрами а-спирали (ф -60°, ф -60°) по свободной энергии на «4,7 ккал/моль менее выгодна; чем конформация с параметрами (3-структуры (ф -80°,ф +80°). Это соответствует отношению концентрации
свернутой конформации к а-спиральной, равному 2,5*10 .
Квантовохимические исследования [141] приводят к выводу, что конформация малых пептидов определяется в основном тремя факторами: отталкиванием несвязывающих орбиталей, образованием водородных связей и торсионными барьерами вокруг связей С-С и C-N. Кроме того, стабилизирующий эффект могут иметь тс-тс-взаимодействия, например, между ароматическим кольцом и амидной связью [142,143], а также Н-тс-взаимодействия между связью N-H одного остатка и группой С=0 другого [144].
Важным при исследовании конформационных состояний пептидов является вопрос о влиянии на конформацию внешней среды. Тот факт, что экспериментально найденные конформации совпадают с рассчитанными по методу атом-атомных потенциалов, свидетельствует о том, что этот метод достаточно хорошо моделирует состояние пептида в водной среде. Было показано [145,146], что гидратация существенно не изменяет конформацию и флуктуационную динамику дипептидов типа ACAlaNHCH3. В то же время учет гидратации в расчетах показал [135], что минимум энергии метиламида N-ацетилаланина сдвигается со значений ф=-84° и ф=79° до ф=-142° и ф=150°. Однако различие в энергиях этих конформаций очень невелико.
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 278 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed