Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Более прецизионный конформационный анализ энкефалина осуществлен С.Г. Галактионовым и соавт. [48]. Начальные значения углов внутреннего вращения ф, \|/ основной цепи были взяты из расчета соответствующих монопептидов. Предварительная оценка подвижности основной цепи проводилась путем анализа модельного тетрапептида Ala-GIy-Gly-Ala; положения боковых цепей Туг1 и Phe4 находились из расчета трипептидных фрагментов Туг1-Gly3, Gly2-Phe4 и Gly3-Met5. После минимизации энергии по всем двугранным углам ф, у и % получено около 20 структурных вариантов с величинами Uo6m < 7,0 ккал/моль. Было показано, что глобальная конформация ВИ1НВВ21В322 имеет основную цепь шейпа ffee с поворотом на участке Gly2-Gly3 и сближенными N- и С-кон-цевыми остатками. Многие низкоэнергетические конформационные состояния обладали формой пептидной цепи свернутого типа с эффективно взаимодействующими ионогенными группами Туг1 и Met5. Ф. Момани [182] в расчете Met-энкефалина отмечает высокую чувствительность конформационной энергии к величинам зарядов концевых групп. Однако полученные им результаты не согласуются с данными других авторов. Так, лучшая из рассчитанных Момани для свободной молекулы гормона структура не входила в наборы предпочтительных конформаций, найденных Де-Коэном и соавт. [167, 180] и Галактионовым и соавт. [48]. Структура с B-H-R-B-B-формой основной цепи, предложенная Шерагой и соавт. [181], попадала в число низкоэнергетических конформационных вариантов, полученных другими авторами, проигрывая глобальным конформациям ~ 1,0 ккал/моль [167, 180] и 5,8 ккал/моль [48].
Исследование пространственного строения декапептидного гормона люлиберина (<Glu1-His2-Trp3-Ser4-Tyr5-Gly6-Leu7-Arg8-Pro8-Gly10NH2) впервые было предпринято Момани [280]. Предварительно им рассматривались конформационные возможности свободных фрагментов <Glu'-Gly6 и Gly6-Gly10NH2, исходные приближения которых автором оценивались визуально с помощью атомных моделей. Комбинации низкоэнергетических конформаций участков <Glu1-Gly6 и Gly6-Gly10NH2, не приводящие в моделях к наталкиванию атомов, составили 143 структурных варианта Декапептида. После минимизации их энергии в интервал 0-15,0 ккал/моль попали семь оптимальных конформаций, причем две из них особенно резко выделяются по стабильности. В более строгом исследовании пространственной структуры люлиберина авторами [48] были предварительно рассмотрены конформационные возможности перекрывающихся фраг-
ментов <Glu1-Tyr5, Se^-Pro9 и Gly6-Glyl0NH2. Принятая схема расчета свидетельствует о том, что в отличие от работы Момани [280] здесь были изучены конформационные возможности центральной части молекулы. Найденные в [48] для люлиберина предпочтительные конформации имели формы основной цепи, совпадающие на участке Туг5-Рго9. Следовательно, структура этой части пептидной цепи в основном детерминируется за счет средних взаимодействий, и фрагмент Туг5-Рго9 является конформационно жесткой нуклеацией. Результаты двух расчетов отличаются между собой; наиболее существенные различия, затрагивающие форму и шейп пептидного скелета, касаются N-концевого тетрапептидного участка цепи. В целом, оптимальные структуры Момани менее компактны. Предложенные им самые выгодные конформации люлиберина уступали по энергии ~ 20,0 ккал/моль глобальной конформации, рассчитанной Галактионовым и сотр.
Дж. Де-Коэн и Э. Ролстон [47] провели теоретический конформационный анализ октапептидного гормона ангиотензина II (Asn'-Arg^VaP-Tyr4-Val5-His6-Pro7-Phe8). В основе расчета лежал разработанный авторами [265] метод "стереоалфавитного" приближения. На первом этапе было рассмотрено > 105 вариантов укладки пептидной цепи в модельном соединении (А1а)6-Рго7-А1а (без учета L-формы остатков). Показано, что свернутые формы пептидного скелета предпочтительнее развернутых. В интервал 0-8 ккал/моль попало ~ 1500 форм. Для каждой из них рассмотрено ~ 105 различных конформеров по боковым цепям. При исследовании взаимодействий боковых цепей между собой и с пептидным скелетом конформационные параметры % изменялись через 30°. Низкоэнергетические конформации ангиотензина минимизировались по 30 двугранным углам молекулы. Десять структур попали в интервал 0-5 ккал/моль. К исследованию пространственного строения ангиотензина II не один раз обращались С. Г. Галактионов и сотрудники [22, 48, 50]. В расчете конформа-циопных возможностей молекулы особое внимание уделялось взаимодействиям звеньев основной цепи фрагмента Tyr4-Phe8. Поиску оптимальных конформаций ангиотензина предшествовал анализ возможных форм пептидного скелета аланинового аналога гептапептидного фрагмента Arg2-Phe8. После минимизации энергии по всем двугранным углам учитывался вклад гидратации, который, однако, мало повлиял на величины относительной энергии. В интервал 0-10,0 ккал/моль попали конформации пяти различных форм основной цепи. Все они квазицикличны с ионной связью между гуанидиновой группой Arg2 и С-концевой карбоксильной группой Phe8. Результаты [48] заметно отличались от обсуждавшихся до этого данных Де-Коэна и Ролстона [47], однако и те и другие не противоречат имеющимся экспериментальным наблюдениям. С. Премила и Б. Мэгре [281] для исследования конформационных возможностей ангиотензина использовали метод Монте Карло. Расчет указал на предпочтительность свернутых форм пептидного остова, из которых наиболее низкоэнергетической оказалась структура BBBRBLBB, не значащаяся в наборах низкоэнергетических конформаций С.Г. Галактионова и соавт. [48] и Де-Коэна и Ролстона [47]. Любопытно, что данные Премила и Мэгре также согласовывались с экспериментом. Таким образом, имеет место ситуация, когда существенно отличающиеся между собой результаты ряда независимых
