Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 105
Текст из файла (страница 105)
По-разному Ьо всех случаях ориентированы остатки РгоХНз и <О!п', а также боковая Цепь Ннс Отсутствует совпадение, даже качественное, результатов, полученных Т. Ямадой и соавт. [273] и С. Г. Галактионовым и соавт. [48] а Ьнализе другого простого пептида — тетрагастрина (АсТгр' — МеН вЂ” Аьрз— Р[зе~[чН,), являющегося С-концевым фрагментом гастринового гормона.
В Тлбл ица !ИЗ3 Литературный источник Синтетический аналог уй п/п Природный пептид Чиспо аминоОююуг!а!х остатков [181] (265. 266) (267-272] 1 Глутатиои 2 Меланосгатин 3 Тиролийерин [(Ч - МеНЫз ) -тороп иберии Тафцин Тетрагастрни Проктолин Вазоакпганый пептид Мег-знкефэлин 9 Есн-энкефапнп 1О Ангистензнн И (278) [48, 279) (48, 1!4] [48, 1!4) ! 1 Ксснопсин Нрадюаиин 13 Окснго дни 14 В азопресснн Природные н синтетические иелтиды, изученные мегодом теоретического конформацнониого анализа [Р-А!а ]-,(А!а ]-, [Р-А(аз]-,[Р-А(аз, (Ч-Мерйе")-, [Р-Мега, Рго )-, [Р - А!а, Н- МеМе гз ) - ликефалин (Р- Агйз)-, [Р- А!аз, Р- (.сиз)-зикефалнн [01у!)-, [б!у )-, [аза- 3!а!З)-, [аза- Туга]-, [аза.
та!5]-, [аза- НЬЕ)-ангиотензин 11 [йеэ- Агй ]-,[ Р- Рйеа, без- Агйэ)- брацикинпн (48) [48, 273] (274) ! 75) [180-182, 190, 196, !97, 269, 276) (48, 181, 269, 276] (22, 47 — 50, 274, 276, 277] Окончание табл, И!.33 Литературный Природный пепгнд Синтетический аналог авеню. кислотных остатков [48, 280] 10 16 Вещество Р 17 а-Меланотропин 18 Соматостатнн !9 20 21 22 Сигнальный ]Ч-концевой пептид иммуноглобулни а [Ч-концевой фрагмент мелитгина Аламетицин Грамищгдни Б 11 13 14 16 20 18 1О [[7-Н1в'. 0-Тф']- [0-НЬ']- [О-Н[в' Рго']- [В- НЬа, [лн~]-люлиберин Н8] [48] Н8] [282] [283-286] [289] [292-297] Тилля ас Л! 34 Рассеатаияые хяачевия яевфермацяаввых вараметрва тлвбальвых иевфврмациа тирелибервяа (лятературвые данные) <ам' ни! 134 -54 -47 -23 17! 7 -45 †1 154 60 82 168 165 175 -60 120 80 180 50 60 50 150 30 15 — 90 75-120 -60 90 75 'т' 9 их Х! Х2 тс Р 3НН! 392 первой работе допущено необоснованное упрощение конформационной задачи, заключавшееся в предложении о том, что самой выгодной формой основной цепи является а-спираль.
Поэтому выбор всех нулевых приближений боковых цепей для минимизации энергии был осуществлен для единственной фиксированной а-спиральной формы пептидного скелета с помощью сечений потенциальной поверхности 2,-72.Более объективный и детальный анализ конформационных возможностей тетрагастрина проведен в работе [48). В результате авторами получен набор из 22 структурных вариантов основной цепи, которые при оптимальном расположении боковых цепей обладают относительной энергией Гебы < <7,5 икал/моль. Ни одна из этих структур не имела а-спиральной формы (К-й-и-й), считавшейся самой предпочтительной в работе [273).
Напротив, найденная глобальная конформация молекулы обладает полностью развернутой структурой пептидного скелета ( — В- — В), а энергия всех других конформаций увеличивается с росгом отклонения цепи от вытянутой формы. Расчетные исследования пространственного строения Ме1- и 1.еп-энкефалинов проводились неоднократно (см. табл. 111.33),но как уже было отмечено ранее, отсутствовало единое мнение о конформационных возможностях этих простейших лигандов опиоидных рецепторов.
Г. Шерага я соавт. [181) при расчете Мег-энкефалина в качестве исходных приближений выбрали регулярные структуры и различные формы [1-изгибов основной цепи, а также низкоэнергетические конформационные состояния моно- пептидов, ди-(Р[хе4-Ме15) и три-(Туг!-Сх1у3) пептидных фрагментов. Все регулярные структуры гормона, в том числе а-спираль, имели высокую энергию.
Самыми предпочтительными оказались конформации с формой В-Н-К-В-В (шейп Ще). Они имеют [3-изгиб на участке 01у3-Р[7е4 и водородную связь между ОН-груплой боковой цепи Туг' и карбонилом основной цепи О[уз или РЬее. Боковые цепи остатков метионина и фенилаланина ориентированы в среду и конформационно свободны.
В более поздних исследованиях Г. Шераги и соавт. [188-190) лучшая по энергии конформация имела форму основной цепи  — Н вЂ”  — В-В (шевп)уее). Лж. Де-Коэн и соавт. [167, 180] при исследовании конформационных возможностей того же Ме1-энкефалина использовали иной подход. Нулевыми приближениями служили комбинации двугранных углов, отвечающих различным типам свернутых и развернутых форм днпептидов, исследованных ранее Э. Ролстоном, Дж. Де-Коэном и Р.
Вальтером [265]. Всего было рассчитано 400 конформаций основной цепи. Для каждого варианта из этого набора был оценен вероятностный фактор путем учета конформационных состояний боковых цепей. При поиске окончательных структур энкефалина минимизация энергии по независимым геометрическим параметрам не проводилась. В отличие от результатов [181] сделан вывод о примерно равной стабильности свернутых и развернутых структур. Более прецизионный конформационный анализ знкефалнна осуществлен С.Г.
Галактионовым н соавт. [48). Начальные значения углов внутреннего вращения ф, ~у основной цепи были взяты из расчета соответствующих монопептидов. Предварительная оценка подвижности основной цепи проводилась путем анализа модельного тетрапептида А!а-О!уО1у — А1а; положения боковых цепей Туг' и Рйе4 находились из расчета трипептидных фрагментов Туг~-О!уз, О1у"=РЬе4 и О1уз — МеР.
После минимизации энергии по всем двугранным углам 9з, у и у получено около 20 структурных вариантов с величинами [/„жл < 7,0 ккал/моль. Было показано, что глобальная конформация В„,НВВнВз з имеет основную цепь шейна//ее с поворотом на участке О!уз-О1уз и сближенными Х- и С-концевыми остатками. Многие низкоэнергетнческие конформационные состояния обладали формой пептидной цепи свернутого типа с эффективно взаимодействующими ионогенными группами Туг' и Ме!з. Ф. Момани [182] в расчете Ме1-энкефалнна отмечает высокую чувствительность конформационной энергии к величинам зарядов концевых групп. Однако полученные им результаты не согласуются с данными других авторов.
Так, лучшая из рассчитанных Момани для свободной молекулы гормона структура не входила в наборы предпочтительных конформацнй, найденных Де-Коэном и соавт. [167, 180] и Галактионовым и соавт. [48]. Структура с В-Н-К-В-В-формой основной цепи, предложенная Шерагой н еоавт. [181], попадала в число низкоэнергетических конформационных вариантов, полученных другими авторами, проигрывая глобальным конформациям - 1,0 ккал/моль [167, 180] и 5,8 ккал/моль [48]. Исследование пространственного строения декапептидного гормона яюлнберина [<О1и'-Н[з~-Тгрз-Зета-Туга-О!у~-Е,еп~-Агйз-рго~-О1у'сХНз) впервые было предпринято Момани [280).
Предварительно им рассматРивались конформационные возможности свободных фрагментов <О!и'— 61у" и О1уь — О1у'"ХНз, исходные приближения которых автором оценивались визуально с помощью атомных моделей. Комбинации низкоэнергетических конфоРмаций Участков <О1п'-О!У и О!У~-О!У'~он не пРиводЯщие и моделях к наталкиванию атомов, составили 143 структурных варианта декапептнда. После минимизации их энергии в интервал 0 — 15,0 ккал/моль попали семь оптимальных конформаций, причем две из них особенно резко выделяются по стабнльносги.
В более строгом исследовании пространстВенной структуры люлиберина авторами [48) были предварительно ]зассмотрены коиформационные возможности перекрывающихся фраг- 393 ментов <О1п'-Тугз, Зег4-Рго" и Су1у"-01ушХНь Принятая схема расчета свидетельствует о том, что в отличие от работы Момани [280) здесь были изучены конформационные возможности центральной части молекулы Найденные в [48) для люлиберина предпочтительные конформации имели формы основной цепи, совпадающие на участке Туг~-Рго~.
Следовательно, структура этой части пептидной цепи в основном детерминируется за счет средних взаимодействий, и фрагмент Тугз-Рго~ является коиформационно жесткой нуклеацией. Результаты двух расчетов отличаются между собой; наиболее существенные различия, затрагивающие форму и шейп пептидного скелета, касаются Х-концевого тетрапептидного участка цепи. В целом, оптимальные структуры Момани менее компактны. Предложенные им самые выгодные конформации люлиберина уступали по энергии - 20,0 ккал/моль глобальной конформации, рассчитанной Галактионовым и сотр. Дж. Де-Коэн и Э, Ролстон [47) провели теоретический конформационный анализ октапептидного гормона ангиотензина Н [Азп' — Атйз — Ча1з-Ту~4- Ча!~-Н)эь-Рго~-РЛе ).
В основе расчета лежал разработанный авторами [265) метод "стереоалфавитного" приближения. На первом этапе было рассмотрено > 10з вариантов укладки пептидной цепи в модельном соединении (А1а)ь — Рго' — А1а [без учета Ь-формы остатков), Показано, что свернутые формы пептидного скелета предпочтительнее развернутых. В интервал 0-8 икал/моль попало — 1500 форм. Для каждой из них рассмотрено — 1О' различных конформеров по боковым цепям. При исследовании взаимодействий боковых цепей между собой и с пептидным скелетом конформационные параметры у изменялись через ЗО'. Низкоэнергетические конформации ангиотензина минимизнровались по 30 двугранным углам молекулы.
Десять структур попали в интервал 0-5 ккал/моль. К исследованию пространственного строения ангиотензина 11 не один раз обращались С.Г. Галактионов и сотрудники [22, 48, 50). В расчете конформациопных возможностей молекулы особое внимание уделялось взаимодействиям звеньев основной цепи фрагмента Туга-РЛез.
Поиску оптимальных конформаций ангиотензина предшествовал анализ возможных форм пептндного скелета аланинового аналога гептапептидного фрагмента Аг8'- РЛеа. После минимизации энергии по всем двугранным углам учитывался вклад гидратацин, который, однако, мало повлиял на величины относительной энергии. В интервал 0-10,0 ккал/моль попали конформации пяти различных форм основной цепи. Все они квазицикличны с ионной связью между гуанидиновой группой Аг8~ и С-концевой карбоксильной группой РЛе". Результаты [48) заметно отличались от обсуждавшихся до этого данных Де-Коэна и Ролстона [47), однако и те и другие не противоречат имеющимся экспериментальным наблюдениям. С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
