Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Такой результат служит обоснована~" подхода, в котором при расчете конформаций дипептндного фрагмсн1а" 194 моро -2220 о У!2 о 2220» уо -IЮ' УР12о -122 о 22212 о -ЧП'-И' и' ИР 1220' ~7 Яро +ж д,то Р и с. и 28 Семеистно коиформационнык карт гр2 — Нгт СНЗСО-61у-61у-1ЧНМе при гр! = -60' и 1р! = -180, -140, -!00, -00, -20, 100 и 140' Эиерги» акаипотенпиааеа на картак д — И при р, = 20 и 60' превышает 1а ккаа!моаь стве нулевых приближений при поиске локальных минимумов следует рать комбинации углов оптимальных форм монопептидов (К, В, В связи с этим конформации молекул Ас-Х вЂ” Х-!ь2НМе можно обозна- через К-К, К-В, В-К, К-Ь и т.д.
чевидно, такой подход окажется полезным и может быть использован нформационном анализе более длинных пептидных цепей в случае точной энергетической диффсренцнации форм сложного фрагмента, ставляютцих комбинации нзоэнергетических состояний более простых ментов,т.е.
при отклонении от адднтпвности. В работах !2!О, !!!! 195 гиб иков!;) Геометрячеекпе и зиергетические параметры оптимкчьиых конформации Ае-/ Рбе-2-Рбе-ХНМе -60 -98 -77 -120 -!20 -86 -92 -125 -139 -100 — 119 -129 — 113 — 123 -113 -141 -137 †1 -129 -127 — 95 -95 -109 -98 -129 †1 -96 -102 -130 -114 -1!О -!05 -95 †1 †1 -105 -33 -35 — 23 -61 -67 -52 -49 — 58 -60 -24 — 34 — 22 -56 -63 -45 -62 -60 -59 167 177 172 110 149 154 134 122 114 169 168 173 141 143 )55 128 136 124 65 65 72 135 172 180 -64 -62 -59 64 43 53 -177 175 -161 -61 -59 -60 бб 74 77 178 !74 176 -60 -61 -60 69 67 75 180 174 168 -62 -59 -62 86 90 89 89 83 92 87 89 89 87 96 94 92 84 89 91 91 90 94 99 90 88 90 87 89 89 89 92 92 92 84 91 90 87 91 96 -88 — 129 — 55 -107 -141 — Вб -60 -90 -!34 †1 -121 -102 -)га -124 -111 -134 -111 -124 -103 -!10 — 133 -149 -121 -135 -109 †1 -130 -123 †1 -139 -121 -121 -135 †)40 †))2 -!40 -33 -61 -46 -37 -61 -53 -37 -57 -60 164 161 166 164 152 150 166 148 150 -38 -72 -60 -47 -60 -58 — 37 -59 — 59 160 146 95 160 138 140 154 145 156 62 174 -64 б) 179 -53 65 179 — 56 67 178 -63 60 179 — 70 57 180 -57 бб 175 -59 55 )78 -59 63 180 -55 63 180 -58 64 179 -60 56 179 -54 90 86 83 91 85 91 93 88 92 115 82 92 89 93 93 ВЬ 88 90 ВО 78 98 86 83 90 90 89 90 87 87 92 85 87 88 87 88 1,2 3.0 1,8 2,8 3,4 1,9 4,7 5,8 2,6 ),б 5,8 1,7 2.2 3,2 4,2 2,8 4.0 2,4 3,0 3,5 2,7 2,3 1,8 0 4,2 4.5 гд 3,3 3,1 2,0 1,8 2.1 О.б 3,8 4? 2.5 йказано, что это имеет место.
Среди всех возможных форм пептидной йвпи предпочтительными оказались состояния В-В, К вЂ” К, К-В и В-К. рпслонения от аддитивности в энергии у исследованных дипептидов в виновном обусловлены взаимодействиями основных цепей остатков. ято сравнению с дипептидами других аминокислот они должны быть минимальными, так как при наличии мощных и лабильных заместителей прн ° томах С~дополнительно возникают более эффективные и избирателькые взаимодействия боковых цепей между собой и с основными цепями. г Казанное можно проиллюстрировать данными о пространственном строении фенилаланинового дипептида, рассчитанного в работе автора данной монографии и соавт. [118).
Молекула Ас-/.-Рпе-/.-Рпе-ННМе, если учитывать только самые выгодные и практически эквивалентные К и В конформационные состояиия монопептида Ас — /:Р)зе — ННМе (см. табл. И.14), имеет 36 оптимальвых форм. При независимости конформационных состояний остатков Рпе величины энергий этих форм днпептида должны были бы попасть в ° итервал 0-0,8 ккал/моль. Полный конформационный анализ дипептида, выполненный при учете взаимодействий между остатками фенилаланида, показал, что в данный интервал попадают лишь две, а в интервале ()-2,0 ккал/моль — девять конформаций; общий разброс относительной ввергни составил -6,0 ккал/моль, причем энергия полонины конформаций попала в область 3,0-6,0 ккал/моль (табл. Н.18), Следует отметить, что глобальная оптимальная конформация Ас-/.-Р)зе-/.-Р)зе-ХНМе совпала Е кристаллическими структурами стереохнмически аналогичных молекул НзХСΠ— /.-Рйе — /.-Р)зе — ОЕ1 (Х = С1, Вг), расшифрованных Ч.
Уейем и 'Догерти [! 14). "' Таким образом, уже в первых исследованиях [110, 111, 113) было обнай ' ено, что даже в дипептидном фрагменте проявляется заметное детерование конформационных состояний. Предпочтительные конформа1[ви дипептида представляют собой комбинации низкоэнергетических форм вавнопептидов. Однако суть детерминирования заключается не только в адом, так как число таких комбинаций при удалении цепи также быстро Ф, стет и, следовательно, процесс энергетической дифференциации форм ается расходящимся.
Выделение ограниченного набора реальных конфи рмацнй связано с отклонением от аддитивности, т.е. с взанмообусловленйвстью состояний соседних остатков. Предпочтительность одних структур еделяется не только тем, что онн сформированы иэ выгодных монодных конформацнонных состояний, но и дополнительной стабилизаей, возникающей при удлинении цепи лишь в некоторых конформацнях. равной мере конформации с высокой энергией неудовлетворительны не ко вследствие энергетически менее выгодных составляющих их моновяштидных форм, но, как правило, и из-за дополнительной дестабилизации.
6.2. МЕТИЛАМИДЫ Н-АЦЕТИЛТРИПЕПТИДОВ В предыдущем разделе рассмотрено решение конформационной задачи й' ептидов двумя способами — путем независимого исследования потенальной поверхности молекул н через оптимальные формы соответ- 197 ствующих монопептидов. Показано, что оба способа приводят к со. впадающим результатам, но второй значительно проще, поскольку поиск предпочтительных конформаций более сложной молекулы ведется только среди комбинаций выгодных форм более простых 11о это был лищь первый обнадеживающий результат, который было бы преждевременно обобщать на действительно сложные объекты.
Он нуждался еще в об. стоятельном 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 1 1 1 ! 1 1 ! ! 1 1 1 ° 4 ~! 1 1 Н ! О ! Н 1 О 1 ! ' !! ! ! '!!, !! -1- ! "'!! Се Н О Се Н 1 аз Р н с. П29.
Расчетная модель трнпептнда СОСО-ь-А1а-ь-А!а-е-А1а-Мт!С" возможности априорного предсказания исходных для минимизации структурных вариантов трипептидов с помощью ограниченных наборов выгодных состояний двух смежных дипептндов (115). Для выяснения характера взаимодействий атомов основной цепи начнем обсуждение с аланннового трипептида, расчетная модель которого показана на рис. П.29. Аланиновый трипептид. В исходных для минимизации приближениях геометрия каждого остатка аланннового трнпсптнда соответствовала одной из оптимальных форм К, В или 1. молекулы Ас-(.-А!а-)т(НМе (табл.
П.19). В табл. П.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 нх 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 в полусвернутые. Группу со свернутой формой составляют конформации, в которых звено Ь! сближено с Ьз н Ье, а Ьз — с Ье (рис. П.29); они являются комбинациями свернутых форм смежных дипептидов К-К, К вЂ” В, В-1. и др (табл.
П.21). Развернутые формы трипептнда образованы из развернутых дипептидных форм В-В,  — К, К вЂ” 1. и др. В группу полусвернутых форм входят конформации, которые являются комбинациями свернутыл и развернутых дипептидных форм Целесообразность такого разделения, как будет показано позже, обусловлена наличием у конформацнй каждой группы специфических средних взаимодействий. !98 Таблиил 1! 29 Геометрические и эиертетичеекпе периметры оптимпльиык коиформеииа молекулы Ае-и-А 1л-14НМе 0 0,3 1,4 †1 — 90 52 140 — 54 00 Самыми выгодными конформациями аланинового трипептида являются К-К-К и К-К-В (табл. П.20), Сближенность всех звеньев основной цепи приводит к возникновению дисперсионных взаимодействий мемеду Ь, н Ьз, Ьз и Ь4, Ь, и Ь4, энергия которых составляет около — 4,0 ккал/моль.
Такие же дисперсионные взаимодействия характерны н для других конформаций этой группы — К-В-1., В-1.-1., Б-Б — Б. Меньшая предпочтительность последних связана с невыгодными в форме Ь ближними взаимодействиями. Дисперсиоиные взаимодействия в основной цепи имеют место и в конформациях группы полусвернутых форм 1от -2,0 до -З,О ккал/моль). Однако в отличие от предшествующей группы они осуществляются в пределах одного из дипептидных фрагментов. Полностью вытянутые конформации аланинового трипептида имеют максимальную энергию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
