Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 3: структурная организация белка" -> 162

Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.

Попов Е.М. Проблема белка. Том 3: структурная организация белка — М.: Наука, 1997. — 604 c.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка): problemabelkat31997.djvu
Предыдущая << 1 .. 156 157 158 159 160 161 < 162 > 163 164 165 166 167 168 .. 303 >> Следующая

Исходные приближения фрагмента 4HKno-(Cys1-Tyr2-lle3-Gln4-Asn5-^¦Cys6) сформированы из предпочтительных состояний Cys1—Туг2 и Туг2-'*Cys6, комбинации которых отвечают 74 циклическим конформациям Моделей молекулы HHKno-[Cys1-(Ala)4-Cys6]. Всего было рассчитано 300
Сруктурных вариантов участка HH^o-CCys’-Cys6) окситоцина. Следова-льно, каждая из 27 форм пептидного остова, обеспечивающая образование дисульфидной связи, была представлена несколькими низкоэнер-Летическими конформациями, которые различались между собой ориентациями боковых цепей не только цистеинов, но и других остатке. Минимизация энергии при варьировании всех двугранных углов ср, и
X выявила резкую энергетическую дифференциацию конформаций фрагмента цикло-ССув’-Сув6). Наиболее предпочтительные конформации восьми форм основной цепи циклического гексапептида с величинами ?/общ = 0-
12,0 ккал/моль были включены в расчет всей молекулы окситоцина. Интересно, что глобальная конформация данного фрагмента имеет форму основной цепи B-B-R-R-B-B, которая отвечает одной из самых выгодных конформаций модельной молекулы ^nuio-tCys'-^Ala^-Cys6]. Энергия стабилизирующих невалентных взаимодействий модельного соединения в этой конформации равна -14,6 ккал/моль, причем -7,6 ккал/моль вносят внутриостаточные, а -7,0 ккал/моль - межостаточные взаимодействия. У конформации гексапептидного цикла окситоцина с той же формой основной цепи и той же конфигурацией мостика S-S энергия стабилизации составляет —42,1 ккал/моль; на долю внутриостаточных контактов приходится -18,5 ккал/моль, а доля межостаточных -23,6 ккал/моль. Для окситоци-нового цикла величины -7,6 и -7,0 ккал/моль можно рассматривать в качестве максимальных стабилизирующих эффектов соответствующих скелетных взаимодействий, т.е. взаимодействий между элементами основной цепи, включающими группы СРН2, и дисульфидным мостиком. Поэтому разности между энергией внутри межостаточных контактов в пептидах nHKJio-(Cys1-Tyr2-lle3-Gln4-Asn5-Cys6) и 4moio-[Cys1-<Ala)4-Cys6] (соответственно -10,9 и -16,6 ккал/моль) являются минимальными вкладами взаимодействий боковых цепей (точнее, атомных групп при СРН2) остатков в положениях 2-5. Значительность этих величин указывает на чрезвычайно большую роль, которую могут играть боковые цепи (иными словами, природа аминокислотных остатков между Cys1 и Cys6) в выборе структуры гексапептидного цикла. Следовательно, в конформационном анализе последовательностей с S-S-мостиком 1-6 необходимо рассматривать все состояния 27 форм основной цепи.
Рассмотрим конформационные возможности линейного тетрапептидного фрагмента окситоцина Cys6-Pro7-Leu8-Gly9-NH2. Известно, что остаток Pro не только сам имеет ограниченную конформационную свободу в областях В и R, но и значительно затрудняет подвижность предшествующего остатка, обусловливая для него энергетическую предпочтительность форм В и L. Поскольку во всех предпочтительных структурах циклического гексапептида значения угла срб < 0°, то в анализе тетрапептида для остатка Cys принята В-форма основной цепи. Всего для минимизации энергии было составлено 144 варианта фрагмента Cys6-Gly9-NH2 четырех возможных структурных типов пептидного скелета (еее, eef, efe и eff). Как следует из расчетов, наиболее представителен по числу низкоэнергетических состояний тип основной цепи eff. Исходные приближения для анализа всей молекулы окситоцина были составлены соответственно из 8 и 10 низкоэнергетических конформаций гекса- и тетрапептидного фрагментов. Минимизация их энергии по всем двугранным углам основной и боковой цепей свидетельствует о нереальности подавляющего большинства рассмотренных конформаций. В широкий энергетический интервал 0-9,0 ккал/моль из 80 состояний попадает лишь 20. Глобальная конформация окситоцина состоит из самых выгодных состояний гексапептидного цикла и тетра-
даептидного участка. Объединение фрагментов в молекулы приводит к возникновению взаимодействий между ними, общая энергия которых составляет —4,5 ккал/моль. Новые взаимодействия не нарушают стабилизирующих контактов, сложившихся между остатками у свободных гекса- и тетрапептида. Следовательно, в глобальной конформации оксито-цина имеет место полная согласованность всех взаимодействий. Иными словами, форма основной цепи этой конформации, с одной стороны, в максимальной степени удовлетворяет взаимодействиям на каждом отдельном участке окситоцина, а с другой - оказывается предрасположенной к образованию выгодных контактов между всеми участками молекулы. Такой формой обладают еще несколько конформаций, энергия которых выше всего на 1-2 ккал/моль. Они различаются между собой ориентациями боковых цепей. При одной форме основной цепи цикла возможно также несколько форм у С-концевого участка молекулы.
Глобальная конформация имеет четыре пептидные водородные связи (Tyr2)NH...OC(Asn5), (Tyr2)CO...HN(Asn5), (Cys6)NH...OC(Gly9) и (Cys6)CO...HN(Gly9) и одну связь между боковыми цепями (Gln4)NH... OC(Asn5). Расчет проводили применительно к водной среде, предполагая водородные связи ослабленными. Поэтому их стабилизирующий эффект невелик. Конформационная устойчивость обусловлена главным образом дисперсионными контактами между остатками. Конформационные состояния всех остатков в глобальной конформации отвечают наиболее низкоэнергетическим конформациям свободных монопептидов. Оптимальные, выгодные положения боковых цепей определяются не стерическими ограничениями, а стабилизирующими взаимодействиями друг с другом и элементами основной цепи. Поэтому возможны низкоэнергетические и взаимосвязанные изменения конформаций боковых цепей. Наилучшая конформация другой формы основной цепи В1 -R2-R3-B4-В5-В6-R7-Rx-B9 (effeeeff) уступает глобальной всего на величину 1,2 ккал/моль. Она построена из конформационного состояния циклического гексапептида С t/оби, = 1,6 ккал/моль и лучшего состояния тетрапептида (U0бщ = = 0 ккал/моль). Пептидный остов этой конформации имеет S-образный вид и расположен приблизительно в одной плоскости. Энергия взаимодействия циклического и С-концевого линейного фрагментов составляет ’-7,5 ккал/моль; здесь также образование контактов между удаленными остатками не ведет к дестабилизации отдельных участков молекулы. Имеются три водородные связи: (Cys6)NH...OC(Gly9) (основная цепь), (Gln4)NH2.. .OC(Asn5) (боковая цепь - основная цепь) и (Gln4)NH.. ,OC(Gln4) (основная цепь - боковая цепь). Геометрические параметры дисульфидной связи у двух самых предпочтительных структур окситоцина (Uo6ux - О и 1,2 ккал/моль) совпадают с экспериментальными значениями, а связи Of,,-S(1) hC^6)-S(6) находятся в гош-положении (соответственно xs~s -= -97 и -102°), что отвечает минимальному вкладу торсионной составляющей.
Предыдущая << 1 .. 156 157 158 159 160 161 < 162 > 163 164 165 166 167 168 .. 303 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed