Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Исследование пространственного строения пентакозапептидного участка (i-эндорфина потребовало предварительного анализа конформационных Возможностей более коротких фрагментов (Lys19 - lie23, lie22 - Asn25, Lys19 -Asn25). Рассмотрение пентапептида (19-23) и тетрапептида (22-25) Показало, что оба фрагмента в изолированном состоянии обладают значительной конформационной свободой. Набор исходных приближений Гептапептида Lys19-Asn25 составил 311 структурных вариантов 43 шей-Вов пептидного скелета. Хотя последующая минимизация и не выявила Существенной дифференциации структур по энергии, тем не менее полуденные результаты сделали реальным конформационный анализ более Сложного фрагмента. В интервал 0-6,0 ккал/моль попало около 100 конформационных состояний 17 шейпов гептапептида Lys19 - Asn25. Все они
были включены вместе с 28 оптимальными конформациями фрагмента Туг1 - Ala21 в исследование структуры пентакозапептида.
С учетом комплементарности состояний трех перекрывающихся остатков было составлено 114 структурных варианта участка Туг1 - Asn25. Минимизация привела к результатам, которые свидетельствуют о дальнейшей энергетической дифференциации структур с увеличением длины цепи. Так, по мере приближения рассматриваемой последовательности к Р-эндорфину все больше теряет конформационную подвижность N-koh-цевой пентапептидный фрагмент Туг1 - Met5. В наиболее низкоэнергетических конформациях пентакозапептида Туг1 - Asn25 группы А энкефа-линовый участок представлен уже единственной структурой типа efff, глобальной для свободной молекулы Met-энкефалина. Лучшая структура участка Туг1 - Asn25 (Аь (/общ = 0 ккал/моль) включает конформационное состояние А4 ((/общ = 5,3) у-эндорфина и самое низкоэнергетическое состояние А] ((/0бщ = 0) 8-эндорфина. Для дальнейшего расчета были оставлены 44 оптимальных конформации фрагмента Туг1 - Asn25, относительная энергия которых не превышала 10,0 ккал/моль.
Следующим крупным объектом на пути к конформационному анализу р-эндорфина явился фрагмент Туг1 - His27, проявляющий физиологическую активность и известный в литературе как С'-фрагмент p-эндорфина. Его расчет был проведен путем состыковки перекрывающихся по двум остаткам участков Туг1 - Asn25 и Lys24 - His27. Минимизация 156 исходных вариантов С'-фрагмента привела к небольшому набору реальных конформаций. В интервал 0-5,0 ккал/моль попали 7 структур, а в интервал 0-10,0 ккал/моль - 16. Полученные результаты и в этом случае, как и в предшествующих, указывают на преемственность в структурной организации. С удлинением последовательности от а- к у- и 8-эндорфинам и далее к С'-фрагменту Р-эндорфина наблюдается сокращение низкоэнергетических конформационных состояний в группах С и В. Более предпочтительное положение как в численном (энтропийном), так и в энергетическом отношении занимают структуры типа А. У С'-фрагмента низкоэнергетическими вариантами группы В являются структуры, обладающие наибольшим сходством с соответствующими структурами группы А. Например, глобальные конформации обоих типов (А] и Bj) имеют одинаковый ход пептидной цепи на участке Ser7 - Asn25; они отличаются между собой только состоянием N-концевого гексапептидного фрагмента, т.е., по существу, структурой Met-энкефалинового участка и его ориентацией относительно остальной части последовательности.
Последним значительным этапом исследования пространственного строения Р-эндорфина, непосредственно предшествующим анализу структуры всей молекулы нейропептида, был расчет конформационных возможностей тридекапептидного участка Lys19 - Gin31. Его исходные структурные варианты были составлены на основе конформационных состояний Lys19-His27, входящих в предпочтительные структуры С'-фрагмента Р-эндорфина, и низкоэнергетических конформаций пентапептидного фрагмента His27 - Gin31 (см. рис. 111.23). Формирование исходных приближений тридекапептида Lys19 - Gin31 осуществлено с помощью семейства конформационных карт \|/27 _ <р28- построенных при всех сочетаниях отмеченных
Шейпы пептидного скелета иизкоэиергетических оптимальных конформаций 0-эндорфина
Конформация Шейп ккал/моль
группы А
Ai --- eeefee 0
[--- ffeeff 0,7
Аз --- feffef 5,1
1--- feejffee-
А4 --- eeefef 5,6
А5 effleffffffeeffl- --- feefef 6,9
Аб --- efeeef 8,2
А7 r--- ffefif 5,1
А? feffeefe -
--- effeee 6,2
Ад --- eeffffee- --- ffefef 1,9
состояний фрагментов Lys19 - His27 и Lys28 - Gin31. В результате для сегмента пептидной цепи Р-эндорфина Lys19-Gin31 был получен набор из 340 вероятных конформаций; отвечающих (главным образом благодаря подвижности участка His27 - Gin31) 170 различным шейпам пептидного скелета. После минимизации энергии в интервал 0-10,0 ккал/моль попали оптимальные конформации фрагмента Lys19-Gin31 - всего 16 шейпов. Все они вошли в конформационный анализ Р-эндорфина.
