Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Непосредственное использование результатов анализа фрагментов <V-Cys’5 иСуs1 '’-His18-NH2 для расчета конформаций всей молекулы
Относительная энергия конформаций апамина
Шейп
Конформация
С/общ, ккал/моль
feffefeefeefee
-fee
-fef
-eff
- eef ¦ eee
- efe -ffe -fff
13
-B
14
15 16 17 18
_B2223-B3232~R22-B213_R31 1~Цз _B2322~B3122_R22_B213~B311_B33 _B2223_B3122_R22“B2I3_R31 1_В33 ~B2322_B3122_B22_R221_R311-R21 -B2322-B3122~B22_R22 I_R311_R31 B22-B213-R311~B3 B2223-B3122-B22-B2 j 3-B31B33 B2322-B3122-B22-R211~B213~B33 З3212—B3122_R22~R211~R211~L33
-B,
3222“B3122~R22~R211_R221~D31
B,
0
0,1
4.4 0,3 22 5,9
3.1
3.5 3,7
5.2 2,4
R22 “
Примечание Во всех структурах апамина участок Cys^Ala12 имеет конформационное состояние
В23
R33r
*2222 ~
R”* R^ R^ R^ rH
D ~~ I\ — D^|~ К ~ D32 — Dj2 — I'
здамина сопряжено с рассмотрением множества вариантов Поэтому предварительно были оценены конформационные возможности С-концевого декапептидного участка Ala9-His18-NH2 В исходных для минимизации Приближениях структура Ala9-Cys15 отвечала состоянию этого участка в глобальной конформации Cys -Cys15, а структура Cys15-His -NH2 -конформациям с энергией от 9 до 6,0 ккал/моль Расчет декапептида привел к заметной энергетической дифференциации его конформаций, которая в основном отражает стерическое соответствие между низкоэнергетическими состояниями свободного тетрапептида Cysi5-His18-NH2 и принятой структурой Ala9-Cys15 В самой предпочтительной конформации Ala9-His18-NH2 С-концевой тетрапептид находится в состоянии, которое является глобальным для свободного фрагмента Низкоэнергетичен также ряд вариантов с конформациями Cys -His!8-NH2 шейпа/ее Менее комплементарными оказались все свернутые структуры концевого фрагмента (ff). Конформации декапептида Ala -His18-NH2, использованные в расчете структуры всей молекулы апамина, представляют все шейпы и, за редким исключением, все формы основной цепи фрагмента Ala9-His18-NH2
Величины энергии рассчитанных конформаций апамина, полученные после минимизации по двугранным углам основной и боковой цепей всей молекулы, представлены в табл III 13 Расчет показал, что положение боковой цепи Arg14 с Хь Хг —60° и Хз> %А -180° (3322) наиболее выгодно для декапептида Ala9-His -NH2 и неприемлемо для апамина из-за наталкивания гуанидиновой группы на дисульфидный мостик Cys’-Cys11 Новые предпочтительные ориентации боковой цепи Arg14 имеют следующие значения двугранных углов у, —60°, у-> -60°, Хз, Ул -180° (3122), Xi ~ -60°, Х2-Х4 -180° (3222) и Х„ Хз ~ -60°, Хъ Ха ~180° (3232)
Результаты теоретического конформационного анализа указывают на возможность реализации у молекулы апамина ряда структур Они различаются между собой конформационными состояниями С-концевого фрагмента Cys1 -His18-NH2, которые отвечают некоторым из наиболее низкоэнергетических конформаций свободного тетрапептида Во всех случаях структура бициклической части апамина Cys1-Cys3-Cys11-Cys 5 совпадает (за исключением боковой цепи Arg14) с глобальной конформацией свободного пентадекапептида Образование в единой структуре молекулы целого ряда контактов между фрагментами Cys3-Cysn-Cys и Cys15-His18-NH2, энергия которых у четырех лучших конформаций равна соответственно -12,0, -8,0, -9,0, -11,0 ккал/моль, не сопровождается их Дестабилизацией Величины суммарной энергии внутри- и межостаточных взаимодействий у конформаций свободного фрагмента Cys15-His18-NH2 и у соответствующих состояний в предпочтительных конформациях всей молекулы практически совпадают Это свидетельствует о том, что в найденных структурах апамина имеет место согласованность между всеми видами взаимодействий
Из-за отсутствия кристаллической структуры апамина не представляется возможным сопоставить рассчитанную ab initio конформацию окта-декапептида непосредственно с данными прямого эксперимента В литературе описано лишь несколько пространственных моделей, построенных
Предложенные пространственные модели молекулы апамина
Аминокислот Метод
TKA (ab initio) [85-89] КД [91] ЯМР [72, 92] ЯМР (2D) [81] Модельное построение
[90]
Шейп Конформа Шейп Конформа Шейп Конформа Шейп Конформа Шейп Конформа
ция ция ция ция ция
Cys1 R22 U H2 h u
/ / e / e
Asn2 b23 H21 B23 B2l R23
e e e e f
