Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Не привели к положительным результатам и попытки создать дисуль-фидную связь Cys5-Cys51 в самой низкоэнергетической структуре фрагмента Arg'-Cys51. Сближение атомов С^5) и С^51) неизменно сопровождается повышением энергии, которое при расстоянии 5,3 А достигает
15 ккал/моль; стремление установить между остатками Cys51 и Cys5 еще более тесный контакт вызывает прогрессирующий рост энергии из-за многочисленных стерических препятствий. Совершенно иное положение складывается при образовании у глобальной конформации Arg'-Cys51 дисульфидного мостика Cys30-Cys51. Уменьшение расстояния между атомами серы вплоть до длины валентной связи не встречает серьезных стерических осложнений и не вызывает заметного ослабления сложившихся до образования цикла невалентных межостаточных взаимодействий. Энергия этой конформации в бициклическом варианте выше энергии соответствующего моноциклического состояния всего на 2,0 ккал/моль, а геометрические параметры обоих дисульфидных мостиков практически совпадают с экспериментальными значениями (rs_s = 2,04; ср = 3,05 А;
t(cpsS) = Ю4° [7]). Уникальную у глобальной структуры Arg'-Cys51 стери-
ческую комплементарность соответствующих участков белковой молекулы, их склонность к образованию такой структуры, которая неизбежно (т.е. в самом выгодном линейном структурном варианте) приводит к сближенности остатки Cys30 и Cys51 и обеспечивает беспрепятственное Образование еще более тесного контакта между ними, подтверждают и Попытки создать дисульфидную связь Cys30-Cys51, исходя из высокоэнергетических конформаций фрагмента.
Таким образом, рассмотрение конформационного состояния участка Argi-Cys51 привело к заключению о возможности реализации у этого
Дисульфидный мостик Расстояние между атомами, А
SrS, cf...s,
!-1
Cys'4Cys38 2,04 3,1 3,1
5. 2,04 3,0 3,0
Cys Cys
нп «
Cys Cys 1,98 3,1 3,1
фрагмента только одного низкоэнергетического бициклического структурного варианта с дисульфидными связями Cys14-Cys38 и Cys30-Cys51. Его параметры и а-спиральный участок Cys51-Gly56 использованы в качестве начального приближения для выяснения структуры фрагмента Arg’-Gly56 и возможности образования S-S-мостика между остатками Cys5 и Cys55. Стерическая предрасположенность составленной таким образом конформации Arg1—Gly56 проявляется в сближенности боковых цепей Cys5 и Cys55 (расстояние между атомами С(5) и С^) не превышает 5,2 А) и в отсутствии неблагоприятных контактов. Сближение атомов S(5) и S(55) на валентное расстояние при одновременной минимизации энергии с варьированием двугранных углов участка Cys51-Gly56 не вызывает, как и в случаях образования дисульфидных мостиков Cys14-Cys38 и Cys30-Cys51, существенного изменения конформационных состояний остатков и рассогласованности сложившихся между ними ранее взаимодействий. Найденные геометрические параметры мостика Cys5-Cys55 (табл. IV. 13) совпадают с экспериментальными значениями.
На последнем этапе анализа молекулы БПТИ рассмотрены конформационные возможности С-концевого дипептида Gly57~Ala58 в потенциальном поле рассчитанной структуры Arg'-Gly56. Полученные результаты свидетельствуют о подвижности этого участка, который может находиться в четырех практически изоэнергетичных состояниях: H-R, B-R, L-R и R-R.
16.2. ТЕОРИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТ, ВЫВОДЫ
Итак, теоретический конформационный анализ трехмерной структуры белковой молекулы обсужден. Получена уникальная возможность впервые проконтролировать данные априорного расчета прямым сравнением их значений с экспериментальными данными. В табл. IV. 14 приведены рассчитанные величины 298 двугранных углов ф, V)/, со и %, определяющих конформационные состояния основных и боковых цепей всех 58 амино-
Экспериментальные* и теоретические значения конформационных параметров (град) молекулы БПТИ
•т**- Основная цепь Боковая цепь
Ф V to Xi Хг Хз Ха
1 2 3 4 5 6 7 8
Arg1 _ 144 179 82 -179 56 82
56 149 175 62 176 62 77
Pro2 -58 152 177 -174 177 -170
-60 140 -177 180 180 180
Л**3 -61 -30 -177 -86 5
-97 -48 -172 -64 31
fl*4 -74 -12 169 66 71
-64 -24 -172 30 83
су*5 -65 -17 176 -56 -88 -87
-77 -22 -179 -69
Leu6 -92 -5 175 -54 -174 - -
* -111 -14 -176 -42 178 66 62
Glu1 -75 147 175 17 177 73
-55 137 180 23 169 90
Pro8 -67 157 178 -178 -165 162
