Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 3: структурная организация белка" -> 88

Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.

Попов Е.М. Проблема белка. Том 3: структурная организация белка — М.: Наука, 1997. — 604 c.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка): problemabelkat31997.djvu
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 303 >> Следующая

5.3. БОКОВЫЕ ЦЕПИ АМИНОКИСЛОТНЫХ ОСТАТКОВ
Рассмотрение пространственного строения метиламидов N-ацетил-^дацина, L-аланина, L-валина, L-пролина и некоторых их N-метильных производных позволило получить представление о влиянии на конформа-Л^онное состояние основной цепи объема заместителя при атоме С“ и ||1мены атомной группы N-H на группу N-CH3. Было выяснено, что вменение боковой цепи аминокислотного остатка и метилирование амид-gbix групп заметно сказываются на конформационной свободе и стабильности оптимальных форм, но существенно не влияют на положение локальных минимумов и не ведут к образованию новых низкоэнергетических областей. Последнее заключение чрезвычайно важно, поскольку дао утверждает, что конформационные возможности основных цепей всех стандартных аминокислотных остатков в свободном состоянии описываются ограниченным набором одних и тех же оптимальных конформаций. Теперь, придя к такому заключению, можно обратиться к анализу и дру-дп аспектов ближних взаимодействий, а именно к выявлению оптимальных конформационных состояний боковых цепей и их взаимообусловленности с формой основных цепей собственных аминокислотных остатков. Это будет сделано на примере анализа результатов расчета пространственного строения двух молекул - метиламидов К-ацетил^-фенил-jyiaHHHa и ГЧ-ацетил-/^-глутаминовой кислоты. Поскольку нас теперь будут |ртересовать конформационные возможности свободных аминокислот |рлько в водной среде, остановимся на рассмотрении расчетных данных, Полученных при использовании параметризации потенциальных функций, «отвечающей условиям полярного окружения [83].
X Метиламид 1Ч-ацетил-/<-фенилаланина. Пространственное строение мо-жкулы определяется главным образом двумя углами вращения вокруг яМзей основной цепи - ср, у - и двумя углами вращения вокруг связей яЬковой цепи - Хь Х2 (рис. 11.21). Для получения общего представления о Яртенциальной поверхности фенилаланинового монопептида, необходимого ¦Ия определения положений локальных минимумов и выбора нулевых приближений для минимизации энергии, были построены конформационные Жфты при значениях углов ХьХ2> соответствующих минимумам Я&рсионных потенциалов вращения вокруг связей С“-СР и СР-O' [99]. При В&счете конформационной энергии учитывались невалентные электроста-Ивческие и торсионные взаимодействия и водородные связи. Для нахож-Ярния конформаций, реализующихся в полярной среде, использованы яЮачения диэлектрической проницаемости ? = 10 и энергии пептидной ¦Одородной связи D = 0,5 ккал/моль. Были построены три семейства жчений потенциальной поверхности ф-у при ^ = 60, 180, -60° и %2 = 30, ¦О, 150° (положения при %2 = ±180° изоэнергетичны). Если из всех сечений рМбрать для каждой пары углов ф-у самое низкое значение энергии и арнести его на новую карту, в итоге получится конформационная карта ф-Щ, в которой энергия в каждой точке будет грубо усреднена по углам и Щр. Оказалось, что построенная таким образом карта ф-у метилами-¦а ?*}-ацетил-1,-фенилаланина практически совпадает с картой ф-у метил-
н о
N
СУ
н
с
с5
Х2_ н
н
н
Рис. 11.21. Модель молекулы метиламида Ы-ацетил-?-фенилаланина в конформации ср = =
= 180°, ш = 180“
Положения, отвечающие Xi~X2~ 0°, показаны на проекциях Ньюмена
амида 1\т-ацетил-1-аланина (рис. 11.13). Следовательно, присутствие в молекуле объемной боковой цепи не сказывается на конформационной свободе основной цепи, что, однако, не исключает существования эффективной взаимосвязи между ними, и наличия корреляций между значениями конформационных параметров ф, ц/ и Хь 1л-
В отсутствие у фенилаланинового монопептида взаимодействий между основной и боковой цепями молекула должна была бы иметь 27 близких по энергии оптимальных конформаций (три состояния основной цепи и девять - боковой). Расчет, однако, показал, что лишь 16 из них имеют потенциальные ямы в пространстве ф, у и %2- Проминимизированные значения их геометрических и энергетических характеристик приведены в табл. 11.14. Оптимальные конформации молекулы не эквивалентны. Более предпочтительными являются формы В. В пределах комнатных значений кТ им почти не уступают варианты типа R; наиболее высокоэнергетичны конформации L. Энергии однотипных по форме конформаций (R, В, L) основной цепи при ^ = 60, 180 и -60° очень близки, т.е. все ротамеры с углами вращения вокруг связи С“-СР, соответствующими минимумам потенциала t/Topc, возможны для монопептида. Однако их изоэнергетич-ность еще не означает равновероятности.
Исследование потенциальной поверхности молекулы показало, что области низкой энергии R, В и L максимальны по своей площади при Xi = -60° и минимальны при = 60°. Следовательно, все состояния с Xt = 180 и 60° при прочий равных условиях энтропийно менее выгодны состояний с ^! = —60°. Ветичины свободной энергии Гиббса ротамеров были оценены по формуле G = RTlnZ, где: Z - статистическая сумма вероятностей состояния Расчет показал, что в равновесной смеси при комнатной температуре содержание ротамеров с углами Х\> равными
Геометрические параметры (град) и относительная энергия оптимальных конформаций метиламида 1Ч-ацетил-?,-фенилаланнна
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 303 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed