Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
различных конформационных состояниях N- и С-концевых участков. Наилучшие условия для реализации остатками Glu8 и Lys9 дальних стабилизирующих взаимодействий предоставляет шейп пептидного скелета efflfffe в центральной части последовательности.
Конформации группы В существенно отличаются от конформаций группы А, несмотря на. казалось бы, незначительные изменения шейпа одного дипептидного участка (Met5 - Thr6). Низкоэнергетические структуры в этом случае возможны только при одном, полностью свернутом ijfjf) конформационном состоянии энкефалиновой последовательности. Конформации группы В характеризуются непрерывной спиральной формой основной цепи у додекапептидного фрагмента Туг1 - Thr12, которая на участке Glu3 и Thr12 представляет собой а-спираль; N-концевая часть последовательности в конформациях В удалена от остатков Glu8 и Lys9 Доминирующее значение в стабилизации структур имеют здесь средние взаимодействия, особенно между остатками в положениях 1-4—5. Относительная энергия лучшей конформации этой группы (В,) выше глобальной (Ai) на 3,0 ккал/моль.
Группа С представлена всего двумя структурными вариантами с величинами (/0бщ = 4,3 и 7,2 ккал/моль. Их особенность состоит в наибольшей сближенности и вследствие этого наличии эффективных электростатических и дисперсионных взаимодействий остатков на противоположных концах последовательности. Боковая цепь Lys9, однако, не образует здесь многочисленных контактов, как в конформациях А, а ориентирована преимущественно в среду.
В табл. III.22 приведены также энергетические вклады от ван-дер-ваальсовых (включающих водородные связи), электростатических и торсионных взаимодействий в низкоэнергетических конформациях а-эндор-фина. Из сопоставления этих данных следует, что решающее значение в стабилизации пространственной структуры имеют невалентные, главным образом дисперсионные взаимодействия, или, иными словами, плотность упаковки гетерогенной аминокислотной последовательности. Между величинами Uo6ul и ?/вдв нет четкой корреляции, хотя тенденции в их изменении аналогичны. Конформации А в среднем компактнее В и тем более С; в таком же порядке возрастает относительная энергия.
Какое-либо полезное сопоставление полученных данных о пространственной организации а-эндорфина с экспериментом сделать трудно. В работе Деслортерса и соавт. [171] исследованы спектры ЯМР и предположено существование в растворе ряда взаимопревращающихся кон-формеров а-эндорфина, что согласуется с рассмотренными результатами теоретического анализа.
у- и 8-Эндорфины. Из общих соображений можно полагать, что увеличение длины пептидной цепи а-эндорфина всего лишь на один остаток Leu17, т.е. переход к у-эндорфину, вряд ли приведет к существенным изменениям конформационных свойств молекулы. Тем не менее получить количественные характеристики пространственной организации у-эндор-фина представлялось целесообразным, тем более что конечной целью ис следования является Р-эндорфин. Во-первых, биологические испытания последовательности Туг1 - Thr16 и Туг1 - Leu17 проводятся параллельно, и
Шейпы пептидного скелета низкоэнергетических
оптимальных конформаций у-эндорфина
Группы Шейп ^общ.
конформаций ккал/моль
1-5- -6-13- -14-17
А2
А3
А4
А5
Аб
А7 А8 А9 А Ю
Ап
В,
В2
Вз
Cl
С2
eff—
eeef—
ш —
Ф-
fffe_ ffff -
А
effffffe
— fefe
- feff
— fefe
- efff
- Jffe
- feff
— fefe
- efff
— fefe ~ ffef
— fefe — fefe
fffe
— feee
I— efef "I— efff
0
9.5 1,0
5.3 7,8
10,0
3.1
6.5
4.5
9.3
5.2
3.0
7.0
8.6
5.2
5.2
может возникнуть необходимость в строгом соотнесении функциональных спектров двух гормонов с полным набором их низкоэнергетических конформаций. Во-вторых, обнаруженные теоретически небольшие различия в пространственном строении а- и у-эндорфинов могут быть использованы для экспериментальной проверки результатов расчета. В анализе у-эн-Дорфина учитывались все конформации а-эндорфина с относительной энергией до 20,0 ккал/моль и Leu17 в структурах фрагмента Pro13 - Leu17 с ?/0бщ Д° 5,0 ккал/моль. Предпочтительные оптимальные конформации гормона с энергией в интервале 0-10,0 ккал/моль представлены в обозначениях шейпов в табл. III.23. Действительно, радикальных изменений с появлением Leu17 не произошло. Как и у а-эндорфина, имеются три группы конформаций: А, В и С, энергетически и энтропийно неравноценных. По-прежнему шейп центрального фрагмента Met5 - Pro13 efffflfe представляет наибольшие возможности для комплементарной упаковки большого числа низкоэнергетических конформационных состояний энке-фалинового и С-концевого участков. Так же, как и ранее, большую роль в стабилизации структур этой группы играют остатки Glu8 и Lys9.
