Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим свернутую конформацию B^n-^-B^-Bj*,-Вт-
Рис. IV.6. Шейпы основной цепи фрагмента Arg1- Pro9 молекулы БПТИ
-^321-^33!-В8-В9 (t/общ = 13,9 ккал/моль), имеющую шейп e^2efe2 (см. рис. IV.6). Эффективными здесь являются взаимодействия Leu6 с Arg1 и Asp3 (- 4,2 ккал/моль) и Glu7 с Arg1 (-6,8 ккал/моль). Общий энергетический эффект тетра-, пента- и т.д. пептидных взаимодействий равен -10,6 ккал/моль, т.е. на 8,7 ккал/моль меньше, чем у конформации с ^общ = 0 ккал/моль. Сближенные в шейпе ?2/2е/с2 остатки Cys5 и Pro8 стабилизирующих контактов между собой не образуют. Энергия ди- и трипептидных взаимодействий здесь на 3,6 ккал/моль выше, чем у глобальной структуры. Следовательно, эффективные взаимодействия Иежду удаленными остатками у лучшей конформации шейпа e-rfjefi Приводят к ослаблению ди- и трипептидных контактов по сравнению с соответствующими состояниями свободных участков Arg1—Leu6 и Leu6-Pro9. В той или иной степени аналогичная ситуация наблюдается у конформаций всех свернутых шейпов, за исключением ^2/4^2- В двух случаях {е/е^1е1 и efefoei) образование стабильных конформаций нонапеп-*Ьда невозможно из-за стерических напряжений.
На рис. IV.7 показан путь расчета конформационных возможностей ЧОнапептида Arg'-Pro9. Из рисунка видно, что конформационные состоя-
ций Arg1 - Pro9 молекулы БПТИ
Приведены количества рассчитанных ла. риантов и величины относительной энергии (в скобках) конформационных состояний свободных фрагментов, вошедших & глобальную структуру нонапептида
ния отдельных участков в гло-бальной структуре отвечают низкоэнергетическим конформациям свободных фрагментов. Максимальный разброс составляет 0-3,8 ккал/моль, причем большие величины иобЩ имеют короткие фрагменты, включающие Arg1, в пределах которых не может быть в полной мере реализована потенция этого остатка к взаимодействиям. Однако среди конформаций, имеющих ту же форму основной цепи, они наиболее предпочтительны. Таким образом, величина С/общ какой-либо конформации короткого участка белковой цепи не является удовлетворительным критерием для оценки вероятности реализации конформации в белке. Более показательным представляется отношение энергии данной конформации к энергии других вариантов, имеющих сходную форму основной цепи или шейпа. Поэтому при фрагментарном конформационном анализе белка на более поздних стадиях расчета из-за неполной реализации средних взаимодействий на коротких участках следует учитывать возможно большее число различных конформеров, отвечающих коротким участкам основной цепи. В данном случае величины ?/общ конформационных состояний фрагментов, составивших глобальную структуру, попадают в начало или в середину энергетических интервалов, которые были приняты для отбора перспективных вариантов.
В табл. IV.4 приведены теоретические значения двугранных углов ф, у, со и X в глобальной конформации свободного нонапептида Arg'-Pro9 и экспериментальные значения этих углов, полученные с помощью рентгеноструктурного анализа. Сравнение теоретической и экспериментальной кристаллической структуры указывает на их полное совпадение по шейпу и форме основной цепи. Более того, имеется удовлетворительное количественное соответствие между теоретическими и опытными значениями подавляющего большинства конформационных параметров; расхождение, как правило, не выходит за общепринятые границы экспериментальных ошибок при рентгеноструктурном анализе белков. Трудно предположить, что совпадение случайно. Из более чем 107 возможных конформационных вариантов нонапептида (произведение исходных низко-энергетических конформаций всех монопептидов) на завершающем этапе
Таблица IV.4
Экспериментальные и теоретические значения конформационных параметров (град) фрагмента Arg^Pro9 молекулы БПТИ
Остаток Основная цепь Боковая цепь
Ф V ш Xi *2 Хз Ха
Arg1 144 179 82 -179 56 82
60 146 170 61 175 180 74
Pro2 - 58 152 177 -174 177 -170
-60 143 170 180 180 180
Asp3 -61 -30 -177 -86 5
-94 -40 -173 -61 30
Phe4 -74 -12 169 66 71
-68 -29 173 63 83
Cys5 -65 -17 176 -56
-61 -36 -172 -59
Leu6 -92 -5 175 -54 -174 - -
-88 -67 - 173 -52 177 66 62
Glu7 -75 147 175 17 177 73
-129 149 173 30 178 90
Pro8 -76 157 178 -178 - 165 162
