Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
-131 136 -59 91 -112 145 179 87 4,2
-105 124 -62 96 -140 156 -54 88 2,5
доказано, что это имеет место. Среди всех возможных форм пептидной 0ПВ предпочтительными оказались состояния В-В, R-R, R-В и B-R. фтклонения от аддитивности в энергии у исследованных дипептидов в основном обусловлены взаимодействиями основных цепей остатков. До сравнению с дипептидами других аминокислот они должны быть мини-^пьными, так как при наличии мощных и лабильных заместителей при атомах С“ дополнительно возникают более эффективные и избирательнее взаимодействия боковых цепей между собой и с основными цепями. Сказанное можно проиллюстрировать данными о пространственном строе-деи фенилаланинового дипептида, рассчитанного в работе автора данной монографии и соавт. [118].
Молекула Ac-L-Phe-L-Phe-NHMe, если учитывать только самые выгодные и практически эквивалентные R и В конформационные состояния монопептида Ac-L-Phe-NHMe (см. табл. 11.14), имеет 36 оптимальнее форм. При независимости конформационных состояний остатков Phe величины энергий этих форм дипептида должны были бы попасть в интервал 0-0,8 ккал/моль. Полный конформационный анализ дипептида, выполненный при учете взаимодействий между остатками фенилаланина, показал, что в данный интервал попадают лишь две, а в интервале
0-2,0 ккал/моль - девять конформаций; общий разброс относительной энергии составил -6,0 ккал/моль, причем энергия половины конформаций попала в область 3,0-6,0 ккал/моль (табл. 11.18). Следует отметить, что Глобальная оптимальная конформация Ac-L-Phe-L-Phe-NHMe совпала С кристаллическими структурами стереохимически аналогичных молекул CHaXCO-L-Phe-L-Phe-OEt (X = С1, Вг), расшифрованных Ч. Уейем и Щ Догерти [114].
"s Таким образом, уже в первых исследованиях [110, 111, 113] было обнаружено, что даже в дипептидном фрагменте проявляется заметное детер-ЖШирование конформационных состояний. Предпочтительные конформации дипептида представляют собой комбинации низкоэнергетических форм монопептидов. Однако суть детерминирования заключается не только в атом, так как число таких комбинаций при удалении цепи также быстро растет и, следовательно, процесс энергетической дифференциации форм «Кгается расходящимся. Выделение ограниченного набора реальных конформаций связано с отклонением от аддитивности, т.е. с взаимообусловлен-ёвстью состояний соседних остатков. Предпочтительность одних структур Переделяется не только тем, что они сформированы из выгодных моно-жптидных конформационных состояний, но и дополнительной стабилиза-вей, возникающей при удлинении цепи лишь в некоторых конформациях.
• равной мере конформации с высокой энергией неудовлетворительны не |вяько вследствие энергетически менее выгодных составляющих их моно-Цптидных форм, но, как правило, и из-за дополнительной дестабилизации.
6.2. МЕТИЛАМИДЫ N-АЦЕТИЛТРИПЕПТИДОВ
В предыдущем разделе рассмотрено решение конформационной задачи ¦Пептидов двумя способами - путем независимого исследования потен-риальной поверхности молекул и через оптимальные формы соответ-
ствующих монопептидов. Показано, что оба способа приводят к совпадающим результатам, но второй значительно проще, поскольку поиск предпочтительных конформаций более сложной молекулы ведется только среди комбинаций выгодных форм более простых Но это был лишь первый обнадеживающий результат, который было бы преждевременно обобщать на действительно сложные объекты. Он нуждался еще в обстоятельном анализе и дополнительном подтверждении.
В этом разделе рассматривается ряд аналогичных по своей направленности конформационных задач для ди- и трипептидов, решенных на основе прямого использования данных по монопептидам, с последующей оценкой
Рис. 11.29. Расчетная модель трипептида CaCO-?-Ala-Z.-Ala-/,-Ala-NHCa
возможности априорного предсказания исходных для минимизации структурных вариантов трипептидов с помощью ограниченных наборов выгодных состояний двух смежных дипептидов [115]. Для выяснения характера взаимодействий атомов основной цепи начнем обсуждение с аланинового трипептида, расчетная модель которого показана на рис. 11.29.
Аланиновый трипептид. В исходных для минимизации приближениях геометрия каждого остатка аланинового трипептида соответствовала одной из оптимальных форм R, В или L молекулы Ac-L-Ala-NHMe (табл. 11.19). В табл. 11.20 представлены результаты минимизации всех 27 возможных конформаций. В зависимости от характера формы основной цепи они подразделяются на три группы. О формах пептидной цепи и их классификации подробно будет рассказано в следующей главе. Сейчас лишь отметим, что конформации любого трипептидного участка по форме основной цепи могут быть разделены на свернутые, развернутые и полусвернутые. Группу со свернутой формой составляют конформации, в которых звено Ь\ сближено с Ьъ и ЬА, а Ь2 - с Ь4 (рис. 11.29); они являются комбинациями свернутых форм смежных дипептидов R-R, R-B, B-L и Др (табл. П.21). Развернутые формы трипептида образованы из развернутых дипептидных форм В-В, B-R, R-L и др. В группу полусвернутых форм входят конформации, которые являются комбинациями свернутых и развернутых дипептидных форм Целесообразность такого разделения, как будет показано позже, обусловлена наличием у конформаций каждой группы специфических средних взаимодействий.
