Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Результаты расчета фенилаланинового монопептида при вариации
^тырех переменных ф, у, %\>%2 и дополнительной вариации валентных углов при С“ оказались близкими. Различие в энергии оптимальных конформаций в обоих расчетах не превышало 0,3 ккал/моль и не изменяло порядка их расположения в энергетической шкале. Следовательно, при расчете конформаций пептидов для всех аминокислотных остатков, кроме Oly, Val, Не и Pro, валентные углы можно принимать фиксированными при значениях, полученных из экспериментального и конформационного анализов метиламида N-ацетил-1-аланина [67].
Метиламид 1Ч-ацетил-/<-глутаминовой кислоты. Конформационные возможности рассмотренных до сих пор молекул определялись главным обра-
Н О
Рис. 11.22. Модель молекулы метиламида N-ацетил-L-глутаминовой кислоты в конформации * = у= 180°, ш= 180°
Положение, отвечающее Хэ = 0°, показано на проекции Ньюмена
зом дисперсионными взаимодействиями атомов и отчасти водородными связями. Углеводородные боковые цепи этих молекул не содержали значительных зарядов на атомах, и вклад электростатических взаимодействий в Их структурную организацию был невелик, точнее, он определялся лишь Контактами между пептидными группами, был всегда одним и тем же и не Отражал специфики аминокислотного остатка. Примером монопептида, боковая цепь которого несет целочисленный заряд, является метиламид N-|^етил-?-глутаминовой кислоты (рис. 11.22). В конформационном анализе ЦЮлекулы [104] боковая цепь Glu предполагалась ионизированной с |*рядами на атомах кислорода карбоксила, равными -0,62 эл. ед. Для ЛИэлектрической проницаемости е принята величина 10, которая дает ¦виболее удовлетворительную оценку электростатической составляющей |онформационной энергии пептидов в водной среде [99]. Значение энергии 1одородной связи между N-H и карбоксилом боковой цепи Gin оценено в 0,9 ккал/моль.
Пространственное строение монопептида Ac-L-Glu-NHMe описывается Аятью углами вращения ф, у, Хь %2 и Хз- Поиск нулевых структурных Ириантов для минимизации энергии проводился аналогично Ac-L-Phe-JNHMe, т.е. путем построения сечений потенциальной поверхности ф-у при #вачениях углов боковой цепи, отвечающих минимумам торсионных >|(0тенциалов. Вращение вокруг связи CY-C5 считалось свободным и сече-Чия строились при Хз = 90°. В дальнейшем значение этого угла уточнялось
Геометрические параметры (град) и относительные величины общей энергии (t706iU)> энергии ван-дер-ваальсовых ШВ1В) и электростатических (Уш) взаимодействий между боковой и основной цепями в оптимальных конформациях метиламида Ы-ацетил-?-глутаминовон кислоты
Форма Конформация Энергия ккал/моль
Ф V Xi Х2 Хз ^ВДЪ и» ^общ
R -100 -59 -58 -63 93 0 1,3 1,2
-100 -<50 -60 180 90 0,7 0,4 1,0
-103 -57 -65 70 65 0 0 0
-112 -57 -167 -65 ИЗ 0,4 1,7 2,6
-98 -59 180 179 89 0,8 0,6 1,4
-100 -<50 178 62 92 0,4 1,7 2,0
-160 -41 62 -60 100 -2,6 -1,1 1,0
-81 -35 65 180 84 1,7 0,4 2,1
-86 -10 61 69 60 2,8 1,1 4,6
В -99 140 -60 -61 90 0,2 1,1 0,7
-100 160 -61 -179 90 0,9 0,9 1,1
-105 143 -57 64 51 0,6 0,8 1,0
-125 130 -170 -69 118 0,9 1,3 1,5
-101 138 -179 180 88 0,4 1,2 1 3
-100 141 180 57 92 0,3 0,6 -0,4
-150 154 62 -67 112 1,2 1,1 1,8
-98 156 64 179 86 1,5 0,9 1,9
L 60 60 -60 -60 90 1,4 0,3 2,2
60 60 -60 180 91 1,7 1,5 3,5
57 77 -69 66 90 1,8 0,6 2,5
43 94 -176 -90 110 3,2 3,0 8,1
53 88 -176 173 88 1,9 1,8 4,3
48 64 -170 68 72 2,1 0,8 3,6
для всех наиболее вероятных наборов углов ф, у, Хь Хг На основе сечений была получена обобщенная конформационная карта ф-у, которая, как и карта фенилаланинового монопептида, оказалась близкой карте ф-\|/ метиламида М-ацетил-/,-аланина, построенной применительно к условиям водного окружения. На потенциальных поверхностях трех монопептидов (Ala, Phe, Glu) отсутствовали минимумы, отвечающие свернутым формам основной цепи с внутримолекулярными водородными связями (Н и М).
Наиболее вероятные значения углов вращения вокруг связей С“-С^ и C^-CY выяснены из сечений Xi~X2 ПРИ фиксации углов ф, у в областях R, В и L. Для Ac-L-Glu-NHMe приемлемыми оказались все комбинации значений ХиХ2> отвечающие минимумам торсионных потенциалов, за исключением ^1 = %2 ~ 60°. Сечения ф-у, Xi~X2 и Хз позволили составить представление об ориентировочных значениях геометрических параметров всех возможных оптимальных конформаций молекулы Ac-L-Glu-NHMe Они были уточнены минимизацией энергии при вариации углов вращения ф, у, Хз- Полученные результаты приведены в табл. 11.16 Среди
