Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
cys55 -106 -4 -171 -69 -64 -91
-114 -20 -169 -65
Gly36 -78 -14 174
-60 -47 -179
Gly57** - - -
159 -61 -179
Ala58** - - -
-160 -55 60
* Приведены в верхних строчках значений параметров для каждого остатка.
Численные значения этих параметров в работах [9,10] не приведены.
^Ислотных остатков молекулы БПТИ. Там же даны экспериментальные Значения этих углов, полученные с помощью рентгеноструктурного ана-ЙйЗа белка с разрешением 1,5 А [10]. Из сопоставления видно, что найден-ир априорно конформация БПТИ полностью соответствует эксперимен-*№Ьной кристаллической структуре. Подавляющее большинство конфор-Й^ионных параметров количественно совпадает между собой. Заметные ЯКличия, выходящие за условно принимаемые границы погрешностей р|ктеноструктурного анализа в определении двугранных углов белковой (±10-20°), касаются лишь боковых цепей единичных остатков, иЩэимер Arg20(x4), Asn43(%2) и Asn44(%,). Однако и здесь эксперимен-т|р>ные значения углов % также приемлемы для найденной структуры; Щш сохранении других расчетных параметров они приводят к повышению Чрформационной энергии молекулы лишь на несколько килокалорий. Оиеднеквадратичные отклонения опытных и теоретических значений дву-Д&нных углов вращения вокруг связей основной цепи составляют 13° для ЖЯ \\1 и 9° для со. В пределах допустимых экспериментальных ошибок находится также среднеквадратичное отклонение углов (18°).
При оценке значимости совпадения вычисленных и опытных значений двугранных углов нужно иметь в виду то обстоятельство, что по ряду причин они не являются удовлетворительными количественными характеристиками пространственного строения белка, найденного теоретическими экспериментальным путем. Их величины зависят от длин связей и валентных углов молекулы, которые в двух случаях не могли быть идентичны. Так, полученные Дж. Дайзенхофером и У. Стайгеманом [10] при уточнении кристаллической структуры БПТИ по методу Даймонда [13] величины валентных углов x(NCaC') обнаруживают существенный разброс (95-124°), который не может отвечать реальной ситуации. Приведение углов x(NCaC') к действительно наблюдаемым у пептидов значениям (интервал 106-114°) неминуемо повлечет изменение найденных в работе [10] двугранных углов ср, со основной цепи и боковых цепей. В нашем расчете была выбрана иная валентная геометрия белковой цепи, основанная на параметрах Полинга для длин связей [14] и усредненных значениях валентных углов пептидной группы [15]. Другая причина неполной корректности сопоставления структур по двугранным углам связана с точностью их расчета. Небольшие ошибки в значениях отдельных двугранных углов, особенно основной цепи, могут привести к значительному изменению всей структуры. Поскольку в расчете они неизбежны, на первый взгляд представляется даже бесперспективным теоретический конформационный анализ белков. На самом деле такое опасение оказалось сильно преувеличенным. Вследствие высокой конформационной чувствительности потенциальной энергии, уникальности трехмерной структуры белка и большой гибкости пептидной цепи на ряде участков аминокислотной последовательности двугранные углы не являются независимыми друг от друга и отклонения расчетных значений одних углов от их истинных величин в той или иной степени компенсируются отклонениями других. Поэтому допускаемые в определении углов погрешности радикальным образом не сказываются на окончательном результате. Однако при сопоставлении их опытных и теоретических значений трудно оценить, насколько серьезно наблюдаемое численное расхождение между ними.
Несмотря на сказанное, имеющее место совпадение двугранных углов основной и боковых цепей, или, иными словами, близость конформационных состояний всех аминокислотных остатков в опытной и теоретической структурах белка, несомненно, является объективным и веским доводом в пользу правильности результатов расчета. Однако лучшее представление
о точности априорного расчета трехмерной структуры белка может быть получено из сравнения межатомных расстояний в двух структурах и прежде всего расстояний между С“-атомами основной цепи. С этой целйо найдено среднеквадратичное отклонение всех парных расстояний С“...С;, число которых составило 1540. При сравнении не учтены лишь остатки Gly57 и А1а58, так как в работе [10] отсутствуют данные об их конформационных состояниях. По-видимому, это связано с подвижностью С-концевого фрагмента Gly57-Ala58, о чем свидетельствуют и результаты расчета Найденная величина среднеквадратичного отклонения расстояний между атомами С“ без коррекции на различия в длинах химических связей и
