Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Возможность образования первой дисульфидной связи изучалась на фрагменте Cys3-Cys14. Сначала рассматривались возможные линейные конформации, а затем добавлялись квадратичные потенциалы, стягивающие атомы S и СР соответствующих остатков цистеина на расстояния, отвечающие равновесной геометрии дисульфидной связи (см. ниже) У тертиапина могут в принципе реализовываться три системы связей S-S: Cys3-Cys5 и Cys14-Cys18, Cys3-Cys18 и Cys5-Cys14, Cys3-Cys14 и Cys5-Cys18. Однако первая система нереальна, поскольку связь между остатками Cys, разделенными всего одним аминокислотным остатком, энергетически не выгодна и не встречается в белках. Остатки Cys5 и Cys14 (вторая система) также не могут образовать дисульфидный мостик, так как они расположены по разные стороны а-спирального участ-
!»!
^11
i ’i C %|V? ^ ^ » s *»
I
81 7-
6-
5
<t
3
2-
1
123^5 6789 ID 111213 П15161718
Тетралелтидше фрагменты
Рис. III.13. Шейпы низкоэнергетических конформаций тетрапептидных фрагментов тертиапина
Фрагмент
Конформация
Шейп
Cys5- - Asn6— Arg7— lie8 Asn6— Arg7— Ile8-
Ile9
lie10 -Pro11 -His15 -Met13 Pro11—His12—Met13
-Cys1
R5-
R$- R7— Ri R*— R7— R? —R®
>10_____
Rn-Rl2-R133)
R"-Ri2-R133)
1-1
f-f-f
f-f
f-f-f
Рис. III. 14. Шейпы и конформации участков полипептидной цепи тертиапина, инициирующих свертывание молекулы
ка Cys5-Ile9. В то же время связь Cys3-Cys14 формируется при самом незначительном изменении энергии невалентных взаимодействий (< 4 ккал/моль) в трех низкоэнергетических конформациях соответствующего фрагмента (табл. Ш.15). Таким образом, расчет позволил однозначно установить систему дисульфидных связей Cys3-Cys14, Cys5-Cys18, которая полностью соответствует химическому эксперименту.
На следующем этапе конформационного анализа тертиапина (см. рис. III. 12) был проведен отбор оптимальных конформаций не на изолированных фрагментах лабильной области Cys14-Lys21, а на фрагментах, включающих участок Cys3-Met13 с уже определившейся геометрией основной цепи. Необходимость именно такого подхода обусловлена тем, что структуру области Cys14-Lys21, сформированную на заключительном этапе сворачивания, определяют в основном дальние взаимодействия с ранее образовавшимся спиральным участком Cys3-Ile9. Укладка первоначально лабильного участка Cys14-Lys17 на поверхности плотного "ядра" Cys3-Cys14 существенно ограничивает его конформационную подвижность: сокращается число низкоэнергетических конформаций основной и боковых цепей и уменьшается подвижность по углам (р и у. Относительную энергию до 6 ккал/моль имеют 9 из 54 возможных форм участка Cys14-Lys17, представленные в большинстве случаев лишь одной
Низкоэнергетические структуры основной цепи фрагмента Cys^-Cys14 тертиапина
Форма основной цепи Относительная энергия фрагмента, ккал/моль
Линейного Со сближенными СР- После образования
атомами цистеинов* дисульфидной связи
R3- R4-R5-R6-R7- -R8-R9-B io-r‘ >-r12-r' 3-b14 0,0 0,0 0,0
R - R » » » R -L 1,1 2,9 3,6
R - В » » » R -R 1,0 6,5 -
R - В » » » R -L 2,5 8,0 -
В - В » » » R ---R 2,0 9,8 -
В - В » » » R ---L 3,5 9,7 -
В - R » » » R -B 1,4 3,0 2,9
В - R » » » R -L** 1,7 - -
* Для структур со сближенными С^-атомами цистеинов, характеризующихся относительной энергией 0-6 ккал/моль, изучались возможные конформации дисульфидной связи.
** При этой форме не удается сблизить С^-атомы цистеииов на расстояние < 5 А, при котором возможно образование дисульфидной связи.
рис. III.15. Трехмерная структура конформационно жесткого кар-^дгя фрагмента Ala -Cys молекулы тертиапина
комбинацией значений остатков Тгр15, Lys16 и Lys17.
Выбор единственного способа упаковки участка Cys14-Lys17 осуществляется только при формировании второй дисуль-фидной связи. В результате выяснено, что сближенность между остатками Cys5 и Cys18 имеет место лишь в оптимальной конформации линейного фрагмента Leu2-Cys18.
