Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Так, В-В-В и В-В-К проигрывают К-К-К и К-К-В -2 ккал/моль. Это происходит из-за отсутствия дополнительных стабилизирующих взаимодействий между звеньями основной цепи. Конформационная энергия здесь вкладывается практически аддитивно из энергий ближних взанмодейстФвй. Сравним конформационные состояния остатков А!а в дипептидных и урипептндных фрагментах (см.
табл, П.20 и 11.21). Глобальные конформации трипептида К вЂ” К-К и К-К вЂ” В представляют собой комбинации двиболее выгодных форм днпептида — К-К и К-В, которые дополнительдо, не ослабляя собственных взаимодействий, стабилизируются взаимодействиями между Ь1 н Ь4. Свернутые конформации трнпептида с большей энергией являются сочетаниями менее выгодных свернутых дипептидных форм. Аналогичная ситуация характерна и для конформаций трипептида двух других групп. Сопоставим теперь конформации рассчитанного свободного трипептидного фрагмента с геометрией основных цепей белковых 3..
рагментов, включающих три остатка аланинового и валинового типов остатки, за исключением 01у и Рго). В табл.11.20 1крайняя правая Фолонка) приведены данные о частоте встреч той нлн иной конформации йвновной цепи у трипептидных фрагментов Х вЂ” х"-Е в белках. Были исполья)вваны значения углов д, тр в кристаллических структурах миоглобина, фдзоцима, инсулина, а-хнмотрнпснна, цнтохрома с и карбокснпептидазы.
весе наблюдаемые в белках формы основной цепи Х-1' — 4. соответствуют ейэнформациям аланинового трнпептида. Большинство фрагментов (98%), идлючающнх самые разнообразные амипокнслотные остатки, попадают в 1ОО Твблисев П 20 Геометрические и энергетические иараметры онтимааинык конформаннй фрагмента С СО-6-А!а-Ь-А!а-Е-А!а-!ЦНС" Свернутые формы основной цепи -68 -44 — 55 — 51 — 78 -5! -64 !39 53 46 -60 — 78 -82 51 49 К вЂ” К-К К-К вЂ” В К-В-1.  — 1.— 1 1:1;1. -37 -65 -42 -103 93 52 45 52 5! 52 -44 — 72 58 54 52 0 О 1,5 1,7 2,3 308 47 4 2 цепи 0,4 0,9 0,9 0,9 1,0 13 2,1 2,3 2,4 2,5 2,7 2,8 3,2 3,6 34 49 41 42 1 8 Рвввернутисе формы оптиной цепи 93 -88 87 -!11 148 93 -102 !22 -102 -54 -51 51 41 -1!9 147 -50 51 37 -160 -59 90 -97 -52 52 49 48 -115 153 -100 114 49 -106 115 -101 -54 48 -!10 -56 52 49 164 52 2 энергетический интервал 0-2,5 ккал/моль свободного аланинового трипептида.
Они достаточно полно представлены во всех группах (361 — в свернутой, 228 — в развернутой и 193 — в полусвернутой). Наиболее часто встречаются формы К-В-К и  — В-В. Поскольку сопосгавляемые участка белков и аланиновый трипептид имеют лишь сходные основные цепи (включая атомы Ср), а в остальном существенно различаются, то малый К- — К В-К вЂ” К К вЂ”  — В В-К-В В-1=В В-1;К 1.— 1.— К В вЂ”  — 1.
К-К-1. 1.— 1; Š— К-К !.-К-В К-г.-й 1.— В-Е В-В-  —  — К К вЂ” й — В К вЂ” 1.— К В-К-1. Š—  — В й-В-К 1 К-Е -57 -108 -56 -!08 -66 -65 53 — 87 -56 53 52 51 — 95 5! -88 -88 — 96 — 95 -88 50 50 50 Пол уевернутисе фс >рм ы основной -5! -100 51 -135 -59 !33 — 55 -44 -80 — 44 -50 -102 бб -11! 148 !48 -58 -46 -!12 52 119 5! 42 -!20 -60 124 5! 44 -112 146 46 48 51 -147 -61 101 -66 103 53 45 -48 -65 -42 52 48 45 60 54 -114 147 69 -52 -43 -81 -42 69 -54 -48 -107 57 -50 50 55 54 49 6! -65 106 53 48 2,1 2,4 2,8 2,9 3,5 4,7 Таблиц Л 2! Геометрнческне н энертетнческне параметры онтнмааьныт конформакнй молекулы Ас-улА1а-Г;А!а-.чНМе Свернутые формы д — к  — В В-1. 1:4. -54 — 87 -73 51 -78 -110 50 52 -47 -54 125 56 -44 50 40 44 0 0,2 0,8 13 Ралвернутые формы 106 — 94 76 -90 44 -1!4 -47 50 44 -125 -92 — 98 50 — 103 56 В-В В-Д 1;В д — ь 1.— К 82 -56 158 44 -53 0,3 О,б 1,3 1,6 1,7 201 энергетический интервал разброса энергии основной цепи свидетельствует атом, что реализующиеся в белках конформационные состояния фрагментов Х вЂ” У-2 являются близкими к оптимальным как в отношении сксввтных взаимодействий.
так и в отношении взаимодействий между основ- дыми и боковыми цепями соседних н удаленных остатков. Дипептиды и трипептиды с остатками элинина и феннлаланииа. Конформационный анализ перечисленных ниже ди- и трипептндов с остатками й1а и Рйе: С»СΠ— Е-Р!1е-Е-А!а-)н(НС', С»СО-Е-А!а-Е-РЬе-ХНС, С»СΠ— ЕРйе-Е-А!а-Е-РЬе-)цтНС», С»СΠ— Е-А!а-Е-РЬе-Е-А!а-)н(НС», выполнен иа основе полученных данных по монопептидам. Включение остатка фенилаланина обусловлено наличием у него объемной и вместе с тем лабильной боковой цепи, склонной вступать во взаимодействия с соседними остатками.
Выбор аланина связан со значительной конформацнониой свободой основной цепи, что облегчает установление эффективных взаимодействий между концевыми звеньями трнпептида. Исходные конформации ди- н трипептидов формировались исходя из трех (К, В, Е) (см. табл. П,19) ротамеров А!а и девяти ротамеров Ро†предпочтительных оптимальных конформаций молекулы Ас-Е-Р!1е-!чНМе с углом вращения )(2 - 90' (табл. П.22). Расчетная модель трипептидного фрагмента приведена на рис. П.ЗО.
Наиболее низкоэнергетические конформации обоих дипептидных фрагментов имеют формы основной цеди В-В, В-К, К-К н К вЂ” В (табл. П.23 и П,24). Энергия этих конформа- ФФ у аланинового дипептида находится в интервале 0 — 0,6 икал/моль (дабл. П.2!), причем состояния со свернутыми формами К-К и К-В пред- 8(пчтительнее, чем с развернутыми В-В и В-К.
Близки между собой, неза- 98!симо от положения боковой цепи, величины энергии К и В у конформйций молекулы Ас-Е-РЬе-ННМе (табл. П.22). Поэтому при аддитивном 7лблики и 22 Геометрические я аиертетические иараметры оитимальиыя коиформациа молекулы Ас-У Рве 14НМе 60 180 -60 -115 -110 -)24 !64 152 150 -99 -113 -137 -ЗЗ -60 -60 60 180 -60 0,4 0,3 0,1 44 76 60 40 54 53 60 180 -60 2,6 2,7 !.3 ! 3 1 ! ат ~~ Г! Н'ОС'!Н,О ! 1, '„,!! -1- ~ ! „~~.!! !! „;Ф ! * '!! „;+ ! а Ха а! з Р и с.
П.ЗО. Расчетная модель трилеитида СОСО-с-Рве-7=А!а-с-Р!и-!4НСо 202 формировании структуры рассматриваемых днпептндов различие в ковформационной энергии не должно было бы превышать ! ккал/моль На самом деле разброс составляет -3,0 ккал/моль, и, кроме того, более низкую энергию приобретают развернутые конформации. Таким образом, уже на уровне дипептнда только за счет дополнительных взаимодействий, возникающих вследствие появления у одного остатка боковой цепи, наблюдается заметная дифференциация конформационных состояний по энергии, Глобальными оказываются конформации дипептнда с основной цепью В-В.
По-прежнему здесь малы (0,2 ккал/моль) взаимодействия между Ь, н Ьз, однако имеются благоприятные условия для стабилизирующих взаимодействий между ароматическим кольцом и удален- Табл мы Л.23 Геометрические и зиергетические иараметры иредиочтателыеык оитималаиыа коиформадий фрыъюпа Соо)-Е Рао-Е А1а-ЫИСа Развернутые формы основной цели ! 49 179 87 -94 !47 !76 88 -!19 178 69 94 -85 !72 67 93 -98 162 -60 90 -!!1 159 -60 90 -95 — 109 -! 09 -129 -130 -130 †1 В,-В Вт-К В,-В в1~( В„-В Вгй! 88 — 59 92 -57 149 -51 0 0,3 0,6 1,0 2,6 2,7 Свернутые формы енновной е(ени В,-и В,-В Вт-И В,-В В74. В„-В Вги — 55 -111 -56 — 11! — 71 -138 -138 -37 60 -39 63 -52 176 -61 173 130 177 -59 -60 -59 -60 89 92 89 81 90 91 91 -89 -122 — 86 †1 51 -106 — 100 -44 151 -42 154 43 159 -51 1,4 1,5 2,0 2,0 2,2 2,5 2,6 в Иидекс при В- или К форме остатка Рае отвечает значению угла Х ! в области 0 — 120' (1), 120+ -120' (2) или — 120 — 0' (3), ыой от фенилаланинового остатка пептидной группой.
У фрагмента СаСР-/,-РЬе-/.-А1а — )з)НС» эти взаимодействия (81-Ьз) максимальны $-2,5 ккал/моль) при т ! - 60 и 180' (конформации В-В,  — К) (табл. Б.23), а йе фрагмента С СР-/.-А!а-/,-РЬе-)з)НС' они, т.е. Ь,-82, столь же эффективны при 72 — 60 и -60' (конформации В-Вз) (табл. Н.24). У аланинового дипептида энергия более компактных форм основй(ой цепи К-К и К вЂ” В, как уже отмечалось, меньше энергии развернутых форм  — В и В-К (см. табл,11.21). В случае же фрагментов с остатками РЬе эти формы становятся значительно менее выгодными ((15-3,0 ккал/моль).
Энергетический диапазон скелетных взаимодействий (У дипептидных конформеров К-К и  — В невелик (0,3 ккал/моль) (ьм. табл. 11.21). Хотя свернутые формы стабилизируются дисперсионными Взаимодействиями между пептидными звеньями Ь) и Ьз (- — 1,5 ккал/моль), Выигрыш энергии компенсируется более высокой, чем у развернутых 4РПрм, энергией отталкивания между смежными звеньями Ь( и Ьз, Ьз и Ьз. 'Поэтому соответствующие конформации обеих групп в отношении )Взаимодействий элементов основной цепи различаются не столь сущеВтвенно.
У наиболее выгодных конформаций К вЂ” К и К-В боковые цепи 8, 'И 82 сближены и могут взаимодействовать между собой. Но в данном 8)ыучае из-за небольших размеров боковой цепи А1а эффект таких контак- 203 Тоблици О 2, Геометрические и эиореетнчеекне параметры нредпочтнтельнык оптнмнльиыт коиформикна фрнементн сосО-у.-А1н-т рьо-мнсо Раз пер пут ые форм ы непоеной цепи в-в, в-к в — в, в-к, к-!. 1=ВЗ ь-к! в-в в-к !.— в, -101 -94 -92 -92 †1 56 53 -82 -87 49 143 -145 127 -140 84 -143 90 -161 — 48 55 49 -107 54 -!!2 93 -!!2 90 -Ю8 54 -117 133 -58 -59 -57 !53 54 -45 57 44 — 55 !57 -66 -56 -64 !45 180 -56 !79 161 64 89 92 89 92 92 1ОО 103 88 87 87 0 0,3 05 1,3 1.9 20 22 21 2,5 2,8 Спер путы е формы оено оной цепи ВЗ к-в, к-к! К-Кт К вЂ” Вт В 19 и кт -13! — 136 — 54 -120 -111 53 — 95 150 -57 164 58 — 38 64 -45 -58 !46 180 42 -55 -53 179 -98 †1 -65 -58 -99 -71 -66 89 90 89 87 88 93 77 — 51 -56 -40 -45 — 54 124 -47 0,9 1,2 1,8 1,9 2,2 2,3 2,8 тов (8,-82) не так велик, как при взаимодействии бензольного кольца с пептидным звеном у развернутых форм, При замене остатка А1а на другой остаток ситуация может измениться.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
