Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
* Конформации, отобранные для дальнейшего анализа.
ные приближения были составлены из предпочтительных конформаций, перекрывающихся по четырем остаткам тетрадекапептида Arg'-Cys14 и гептапептида Thrn-Arg17. Они могут быть разбиты на три группы. К первой относятся 24 конформации Arg'-Arg17, в которых отобранные четыре варианта фрагмента Arg'-Cys14 имеют шейп e2fAe5f2 и фрагмента Cys14-Arg17 - шейпы е3erf, efe,fe2, ef2 и fef, отвечающие состояниям этого тетрапептида в низкоэнергетических конформациях фрагмента Thr11-Arg17. Варианты второй группы различаются лишь конформацией Pro8 и на участке Arg'-Cys14 относятся к шейпу erfAerferf2. Третью группу образуют структуры, имеющие одинаковое конформационное состояние фрагмента Arg'-Cys14 шейпа erfAerf^ и восемь различных состояний участка Cys14-Arg17 шейпов e^erf, efe,fe2, ef2 и fef. У первой группы имеются четыре низкоэнергетические конформации шейпов erfAerf2e^, и erfAerf2erf. Среди 24 рассчитанных конформаций второй группы лишь две имеют относительно низкую энергию (4,4 и 5,9 ккал/моль). Они принадлежат шейпу erfie2ferfze2f- И3 восьми рассмотренных структурных вариантов третьей группы шесть имеют энергию от 0 до 5,5 ккал/моль. Таким образом, минимизация 56 исходных вариантов гептадекапептида свидетельствует о резкой энергетической дифференциации его конформаций. Запрещенными из-за многочисленных неблагоприятных контактов между С-концевым и центральным участками фрагмента оказываются 41 конформация. Девять конформаций Arg'-Arg17 с U0бщ < 10,0 ккал/моль явились исходными для анализа более сложного фрагмента молекулы БПТИ.
Следующий за гептадекапептидом Arg'-Arg17 участок Не18—Не19—Arg20— -Туг21 содержит объемные и конформационно лабильные остатки Рассмотрение конформационных возможностей свободных фрагментов Не18-Tyr21, Lys15-Ile19, Lys15-Tyr21, Pro8-Tyr21 с учетом данных для
„10 „И тг!2 -R13 R14 R15 R1 6r17 R18 R19 R20 R21 * 2,1
-B212-R32-H B3 3122 B 3222 32 32 3322 D312
-B212-R32~H -R -B3 -B3323-R ---B2222---B32---B32---B3222“B312 8,5
-B2ir-R32~H -R -B3-B3323-R -B2222_B22_B32_R3222~B312 7,5
-B212~R32~H -R _B3 ---B3323---R _B3222_B21-R32-B3322-B212 7,9
-B212~R32-H -R ---B3 ---B3323~R _B3222_R32_B32_R2222_B312* 6,2
-*212_B32_H -R ---R3 ---B3323---B _B 1222_B32_B 12_B3322_B312* 0
-*212_B32_H -R -R3 -B3323-B ~B2222_B22_B 32~R2122~B312 8,7
-R212-B32~H -R ~R3~B3323~R _B2222_B32_B32“B3322_B312 4,8
-®212-B32_H -R -R3 -B3323-R ~B3322-B2I---R32---B3322”B212 4,3
-R212-B32~H -R -B3-B3323-B B1222 B32 B12---B3322~B312 7,0
-&212~В32~Н -R ---B3 ---В3323---Б -B2222_B22_B32-R2122-B312 10,0
-^212-®32“Н -R ---R3 ---Б 3323-R _B2222_B32_B32“B3322_B312* 4,2
-R2I2~B32-H -R _B3 ---B3323“R ---B2222---B22---B 32_R3222_B312 8,1
Arg'-Arg17 позволило оценить взаимоотношение между всеми частями участка Arg'-Tyr21 БПТИ. В результате задача была сведена к нахождению взаимодействий между остатками на противоположных концах фрагмента Arg1-Ту г21. Результаты минимизации фрагмента Arg'-Туг21 приведены в табл. IV.9. Все найденные низкоэнергетические варианты представляют исключительный интерес. Одна из низкоэнергетических конформаций фрагмента Arg'-Tyr21 (?/общ = 2,1 ккал/моль) имеет шейп е^е^ге1-Начальный участок этой конформации (Arg'-Pro9) представляет собой Конформационно жесткое ядро. Далее, благодаря следующим друг за другом остаткам пролина цепь отходит от него, на участке Pro8-Thr'1 имеет развернутую форму, а на участке, включающем остатки Thr"-Lys15, Делает поворот на 180°. Поворот цепи в этом месте имеется во всех Визкоэнергетических конформациях фрагмента Arg'-Tyr21. После поворота На участке Lys15-Tyr21 наиболее выгодной опять становится развернутая форма основной цепи. Ее предпочтительность объясняется двумя причинами. Во-первых, как было выяснено при анализе ряда фрагментов разной Длины, такое состояние основной цепи с точки зрения энергии и энтропии Является одним из самых предпочтительных как для свободного фрагмента Lys15-Tyr21, так и для составляющих его участков. Во-вторых, при .развернутой цепи создаются наиболее благоприятные условия для образования стабилизирующих контактов фрагмента Lys15-Tyr21 с подавляющим большинством остатков предшествующего участка.
Знаменательным фактом является совпадение описанной конформации С геометрией этого участка в трехмерной структуре молекулы БПТИ, Найденной с помощью рентгеноструктурного анализа. Совпадение теоретической и кристаллической структур Arg'-Tyr21 касается не только шейпа в формы основной цепи, но и численных значений конформационных параметров ф, V)/, со и х подавляющего большинства остатков. Много общего
с рассмотренной конформацией имеет структура с ?/о6щ = 6,2 ккал/моль (см. табл. IV.9). На участке Arg’-Tyr21 она отличается лишь значением угла У|/9, который отвечает R-форме остатка Pro9. Далее на участке Рго9-А1а16 цепь образует около двух витков спирали (не а-спирали) и затем вновь, как и в конформации с ?7ойщ = 2,1 ккал/моль, приобретает развернутый характер. Таким образом, низкоэнергетические структуры Arg'-Ту г21 состоят из конформационно близких, но по-разному упакованных микроглобул, которые различаются состояниями боковых цепей.
