Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Из общих соображений можно полагать, что замена в последовательности БПП5 Lys2 на остаток, лишенный положительного заряда, например на Glu, приведет к обратному эффекту по сравнению с заменой Ala4 на Val4 или N-MeAla4. Детальный конформационный анализ молекулы [Gln2]-Bnn5 [373] показал, что и здесь так же, как у природного пептида и его аналогов, конформационное равновесие описывается структурными вариантами с шейпами пептидного скелета /е/е и fffe. Однако если у ВПП,, [Val4]-Bnn5 и [Ы-МеА1а4]-БПП5 равновесие, особенно в последнем случае, смещено в сторону структур типа/е/е, то у [Gln2]-Bnn5 - в противоположную. У этой молекулы конформация с формой RRRBR {fffe) предпочтительнее лучших конформаций типа /е/е с формами RBBLR и RBRBR соответственно на 4,1 и 4,3 ккал/моль. Резкая дестабилизация при замене Lys2 на Gin2 структур с шейпом пептидного скелета /е/е и нивелировка вариантов этого типа, отличающихся формой основной цепи, вызваны ослаблением электростатических взаимодействий, роль которых в стабилизации альтернативных структур свернутого типа fffe значительно меньше. Подобное воздействие на устойчивость конформационных состояний окажет также замена лизина на норлейцин, глутаминовую кислоту и треонин. Имеющиеся данные об ингибирующей активности ВПП5 (150 0,05 мкг/мл) и его синтетических аналогов [Nle2] - (0,2), [Gin2] - (0.4), [Glu2] - (3,0), [Thr2] - (5,5) свидетельствуют об актуальности для реализации этой активности структуры пентапептида с формой основной цепи RRRBR, а также о большем значении для эффективности действия размера гидрофобной части боковой цепи остатка во втором положении, чем наличия на ее конце положительного заряда [374, 375].
В том случае, если при изучении биологических функций брадикинин-потенцирующих пептидов возникает необходимость в препарате, близком природному пентапептиду ВПП5 по химическому строению, но лишенному его биологических свойств, следует использовать пептид [Рго4]-БПП5 При замене Ala4 на Pro4 заведомо исключаются все актуальные для функционирования природного пентапептида конформации шейпов/е/е и fffe (см. табл. IV.22). Следующий из расчета вывод об отсутствии у этого аналога как ингибирующей, так и потенцирующей активности полностью подтверждается биологическими испытаниями. При замене остатка в четвертом положении у БПП5 и [Ы-МеА1а4]-БПП5 соответственно на D-Ala4 и D-N-MeAla4 действует правило альтернативного запрета. В каждой паре все структуры, разрешенные для молекулы с одной конфигурацией асимметрического центра остатка, запрещены для молекулы с другой конфигурацией. Поэтому очевидно, что пентапептиды с D-Ala4 и D-N-MeAla4 не будут обладать биологическими свойствами природного соединения. И здесь, как и в случаях БПП5 и [Ы-МеА1а4]-БПП5, появление метальной группы при атоме азота основной цепи сопровождается резкой энергетической дифференциацией состояний, принадлежащих у незамещенной молекулы к самым предпочтительным Глобальная конформация [0-А1а4]-БПП5 становится практически единственно возможной у [D-N-MeAla4]-Bnn5. Правило альтернативного запрета на структуры
справедливо только при условии, когда за L-остатком, заменяемым на ?)-изомер, находится Pro. Если этого нет, то такая замена не ведет к заведомому элиминированию каких-либо шейпов пептидного скелета. Тем не менее во многих случаях включение D-аминокислоты, особенно замещенной по атому азота, может оказаться наиболее эффективным способом решения обратной структурной задачи. Это зависит от цели исследования, конкретной последовательности и конформационных возможностей природного пептида. Так, замена L-остатка, находящегося в интересующей нас структуре в состоянии В, на D-остаток всегда приведет к ее запрету. В то же время если заменяемый остаток имеет L-форму основной цепи, то с включением D-остатка вероятность реализации соответствующего конформационного состояния возрастет, поскольку при этом понижается энергия ближних взаимодействий данного остатка и расширяется область разрешенных значений его углов ф, \j/, что может привести к установлению более эффективных межостаточных контактов. Большие возможности для целенаправленной детерминации искомой структуры открываются при замещении Gly на L- и D-Ala. При первой замене окажутся запрещенными все конформации, в которых углы ф, \j/ Gly находятся на стерической карте в области Н, а конформации с углами ф, \j/ Gly в области L станут менее вероятными. Во-втором случае, т.е. при замене Gly на D-Ala, окажутся невозможными конформации с В-формой Gly, а менее вероятными - с R-формой.
19.3. ПЕПТИД 5-СНА И ЕГО АНАЛОГИ
Пептид 8-сна является одним из многочисленных гормонов мозга. Введение его млекопитающим вызывает у них снижение психической и двигательной активности, замедление сердечных сокращений и дыхания, а также появление некоторых других признаков ортодоксального сна. Своеобразие аминокислотной последовательности этого нонапептида Trp1-Ala2-Gly3-Gly4-Asp5-Ala6-Ser7-Gly8-Glu9 заключается в том, что ее большая часть состоит из остатков, у которых или вообще отсутствует боковая цепь (Gly3. Gly4, Gly8), или она несущественна (Ala2, Ala6, Ser7).
