Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
С целью уменьшения числа рассматриваемых конформаций при одновременном расширении критического интервала энергии С.Г. Галактионов Р соавт. [22, 48] предварительно рассматривают модели, в которых все Аминокислотные остатки, кроме Arg и Pro, заменены остатками аланина, «алее для модельного пептида определяются все возможные оптимальные Информации, лучшие из которых служат затем исходными структурными вариантами основной цепи реального пептида. В основе такой процедуры #ежит принципиально неправильное, по моему мнению, предположение о Доминирующем значении основной цепи в определении конформационных возможностей пептидов. Если бы это было так и составляющая пептидный остов в среднем треть всех атомов действительно детерминировала
положения остальных двух третей атомов, принадлежащих боковым цепям, все природные олигопептиды и белки должны были бы иметь одинаковые формы основной цепи или очень ограниченное их количество, Что же касается синтетических олиго- и полипептидов, построенных из остатков глицина и аланина, фактически лишенных боковых цепей, то их пространственное строение в таком случае должно было бы описываться единичными жесткими структурами, а не состоянием статистического клубка, что имеет место в действительности. Предположение С.Г. Галактионова и соавт. [22, 48] далеко от реальной картины. Вариации пространственных форм основной цепи у белков столь же множественны, как и вариации порядка расположения в этой цепи 20 стандартных аминокислотных остатков. И в первой и во второй стадии расчета, где авторы ведут поиск для выбранных пространственных форм основной цепи оптимальной взаимной ориентации боковых цепей исследуемого пептида, акцент делается главным образом на электростатические взаимодействия ионогенных групп, считая их главным фактором структурной стабилизации. С этим также трудно согласиться, поскольку укладка пептидной цепи в нативную конформацию или (при наличии, как в случае олигопептидов, ряда низкоэнергетических структур) установление конформационного равновесия происходит в водном растворе при физиологических условиях, препятствующих эффективному электростатическому взаимодействию, почти полностью сводя его на нет (е = 81).
Характерная особенность всех теоретических исследований пространственного строения ангиотензина II [22, 47-50] - отсутствие какой-либо классификации конформационных состояний молекулы, не говоря уже о такой, которая была бы обоснована с физической точки зрения и охватывала все возможные структурные варианты, систематизированные в соответствии с субординационными взаимоотношениями по таксономическим категориям. Отсутствие классификации - объективный признак непонимания самых существенных свойств изучаемых соединений, определяющих их единство и различие. Без структурной классификации, четко сформулированных принципов общей теории и физической модели (также отсутствующих в обсуждаемых работах) невозможен объективный выбор конформационных состояний. Все оценки оптимальных конформаций в расчетах Галактионова, Шераги, Де Коэна и соавторов выполнены на основе относительных величин общей энергии, без количественного анализа вкладов от отдельных внутри- и межостаточных взаимодействий в структурных вариантах всевозможных форм различных типов основной цепи. Поэтому результаты подобных расчетов не гарантированы от случайных пропусков и от неправильных оценок полученных данных. Подтверждением такому заключению является табл. III.9. Все структуры, найденные в обсуждаемых работах для ангиотензина II, автоматически входили в процедуру изложенного здесь расчета, но не попали в окончательный набор конформаций (см. табл III.9), так как оказались менее предпочтительными по энергии. В то же время найденные в [32] низкоэнергетические конформации молекулы вообще оказались не замеченными авторами работ [22. 47-50].
Глава 10
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЦИСТИНСОДЕРЖАЩИХ ПЕПТИДОВ
Перед тем как продолжить обсуждение количественных данных о ргруктурной организации природных олигопептидов, необходимо сказать несколько слов о некоторых особенностях исследований пространственного строения этих соединений, о возможностях экспериментального подхода и расчетных методов, о достоверности обсуждаемых результатов теоретического конформационного анализа. Отношение к теоретическим, расчетным данным, естественно, зависит от убежденности в том, что они если и не всегда количественно, то, во всяком случае, качественно правильно отражают наиболее характерные черты опытных фактов, явлений, закономерностей. Объективное представление о точности априорно рассчитываемых геометрических параметров молекул приобретает в данном обсуждении особый смысл, поскольку именно теоретический подход должен стать основой строгого решения необычных по своей общности, научной и практической значимости задач структурной и структурнофункциональной организации природных пептидов и белков.
10.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К КОНФОРМАЦИОННОМУ АНАЛИЗУ ПЕПТИДОВ
Реальность расчета пространственного строения олигопептидов, казалось бы, легко может быть выяснена прямым сопоставлением теоретических результатов с опытными данными. Однако эта обычно столь простая процедура в данном случае чаще всего оказывается невыполнимой по ряду причин принципиального и препаративного характера. Кроме Того, из-за недостаточной чувствительности и некоторых других ограничений, присущих известным экспериментальным структурным методам, сопоставление теории и опыта во многих случаях не имеет того решающего значения, которое ему придается традиционно. Начнем с рассмотрения возможностей рентгеноструктурного анализа олигопептидов. В изучении пространственного строения низкомолекулярных пептидов применимость этого метода более ограничена даже по сравнению с белками. Олигопептиды обладают повышенной конформационной лабильностью, и получение их в кристаллической форме является трудноразрешимой задачей. Но даже если удается вырастить пригодные для рентгенострук-fypHoro анализа кристаллы и получить дифракционную картину, возникает серьезные осложнения с ее интерпретацией. Для расшифровки рентгенограммы нельзя, например, воспользоваться-методом изоморфного замещения, поскольку внедрение тяжелых атомов в образующие кристаллическую решетку олигопептидные молекулы искажает их строение, т.е.
