Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
поскольку исследованные молекулы отличают^ ПрИродой аминокислотных остатков в положениях 3, 4 и 8 и имеют разную биологическую активность, что может быть обусловлено их разли<,ньши конформационными двойствами. Столь же неудачной следует при^Нать попытку д Котель-чука, Г. Шераги и Р. Уолтера [70] уточнить пространственное строение .окситоцина, приняв за основу модель Уолтера Основная экспериментальная информация, использованная в указанна работах для построения ртерически разрешенных молекулярных Моделей, - это величины вицинальных констант ^мц-с°Н ’ котоРые определяют для каждого
двугранного угла вращения (p(N-C“) не одну, ^ несколько областей возможных значений. Как справедливо отмечено в работе [15], наблюдаемым Величинам вицинальных констант только Ьт-ксзНцевого гексапептидного фрагмента окситоцина одновременно удовле^ВОряют не менее тысячи структурных вариантов этого участка молекул,; причем многие из них Могут быть циклическими. В исследованиях о^??рр0щща ^ ангиотензина Обсуждается лишь форма основной цепи, а к°Цформационные состояния боковых цепей, в значительной мере определ^ющих ее< почти нигде не рассматрив аются.
Примеры с ангиотензином и окситоцином, Пространственное строение которых всесторонне изучалось с помощью Физико-химических методов, убедительно демонстрируют ограниченность чиСто ЭМГШрического подхода к решению структурной проблемы олигопепти^ов Рассчитывать на успех здесь можно только в случае объектов с незна^Ительной конфигурационной подвижностью. Одним из немногочисленны^ примеров детальной и обладающей доказательной силой расшифровки Пространственной структуры олигопептидов в растворе может служить Исследование циклического антибиотика валиномицина [71]. Но и здесь существенную помощь в интерпретации опытных данных, особенно спектров ЯМР, оказали результаты теоретического конформационного анали-!а Независимо определить Конформацию олигопептида только по данным опытных измерений, а тем более решить на этой основе структурную зацачу в требуемом объеме, т.е. найти геометрию всего набора вероятны^ конформаций и оценить Динамические свойства молекулы, однозначно i>OKa нельзя При современном состоянии экспериментальных исследований пространственного строения пептидов, если речь не идет о рентгеноструктурном анализе кристаллических образцов или электронной микроскоции ВЫСОкого разрешения, ionpoc о достоверности теоретических даннь)х не может быть окончательно решен прямым сопоставлением резульг('атов расчета и опыта. Во-Йервых, определяемые с помощью физико-хим^ческих МСТОдов геометрические параметры молекулы не являются непосредственно измеряемыми, Действительно опытными величинами. Все одические и резонансные Методы дают о молекулярной структуре не пр^мую а косвенную информацию, причем связь между наблюдаемыми характеристиками спектра и геометриеи молекулы часто неоднозначна и не всегда достаточно хорошо Известна. Соответствующие зависимости o6bi^j^Q устанавливаются эмпирическим путем, не имеют строго теоретичеСкого обоснования, и, как Оравило, представление о границах их отсутствует Во-
®торых, из-за природы самого эффекта (ЯМР, Изотопный обмен и др.) или
по ряду технических причин, например наложения спектральных полос (ДОВ, КД, ИК- и раман-спектроскопия), данные экспериментальных измерений часто являются усредненными. В этих случаях определяемые на их основе значения геометрических параметров отвечают не отдельным предпочтительным пространственным структурам молекулы, а сразу всему набору находящихся в равновесии конформаций. В-третьих, физикохимические методы неодинаково чувствительны к пространственной структуре всей молекулы и расположению в ней отдельных элементов. Экспериментальные данные одних методов отражают состояние тех или иных атомных групп и мало что говорят о состоянии других групп или о структуре в целом. Так, например, трактовка спектров 'Н-ЯМР позволяет получить определенную, хотя и не однозначную информацию об угле вращения вокруг связи N-C“((p) и в то же время не дает сведений об угле вращения вокруг второй связи основной цепи - С“-С'(у)- Флуоресцентный анализ идентифицирует лишь состояния ароматических боковых цепей аминокислотных остатков, а ЭПР - только заряженных групп. В подобных случаях количество экспериментальных данных всегда оказывается недостаточным для корректного описания пространственного строения Тем не менее, для того чтобы логически завершить исследование, авторы привлекают косвенные факты, строят атомные модели, делают дополнительные предположения. Все это может привести к необоснованным, а иногда ошибочным заключениям. Примером подобных работ служит исследование структуры апамина с помощью спектра ЯМР [72]. Другие фи-зико-химические методы (малоугловое рентгеновское рассеяние, измерение вязкости и др.), напротив, дают представление об усредненной молекулярной форме и не чувствительны к деталям строения. Спектроскопия ДОВ и КД относится к тем редким методам, благодаря которым одновременно проявляются конформационные состояния локальных участков пептидной цепи и их взаимное расположение в общей структуре молекулы. Однако из-за недостаточной разработанности теорий соответствующих эффектов возможности обоих методов остаются не реализованными. Использование для интерпретации кривых ДОВ и КД эмпирических корреляций не решает проблему и, как показывает опыт, не гарантирует от ошибок. Напомним в этой связи случай с исследованием пространственного строения грамицидина S. Полученные для него спектры КД оказались идентичными спектрам а-спиральной структуры, абсолютно нереальной для циклического декапептида с чередующимися L- и D-аминокислотными остатками, каким является данный антибиотик.
