Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Рассчитанный Т.В. Гогитидзе и автором данной монографии [32) набор и]азкоэнергетических конформаций октапептидного гормона [см. табл. П].б) соответствует составленному на основе имеющихся опытных данных дредставлению о его структурной организации. Однако такое совпадение ][в является серьезным доводом в пользу результатов теоретического анализа. Сравним данные нашей работы с результатами аналогичных расчетов этого же гормона других авторов. В табл. П1.9 сопоставлены результаты независимых расчетов пространственного строения ангиотенй на 11, выполненных разными авторами в разное время [22, 47-50). поставление показывает, что найденные для одного и того же гормона ]]]сборы ннзкоэнергетических конформаций существенно различаются межф собой.
Между тем все они, как и результаты нашего расчета, не протиВпречат данным экспериментальных исследований. Причины столь значиВельных расхождений отмечены в монографии [51) и в главах 10, 14 этой Кииги. Ниже остановимся на некоторых особенностях подхода С.Г. Га]цсктионова и соавт. [22, 48) к конформационному анализу природных йлигопептидов. С моей точки зрения, он более последователен в решении прямой структурной задачи, чем подходы, использованные в работах [147, 49). С целью уменьшения числа рассматриваемых конформаций при одно)]ременном расширении критического интервала энергии С.Г.
Галактионов [р соавт. [22, 48) предварительно рассматривают модели, в которых все нокислотные остатки, кроме Агй и Рго, заменены остатками аланина. ее для модельного пептида определяются все возможные оптимальные нформации, лучшие из которых служат затем исходными структурными ]1ариантами основной цепи реального пептида. В основе такой процедуры ежит принципиально неправильное, по моему мнению, предположение о оминирующем значении основной цепи в определении конформационных йозможностей пептидов.
Если бы это было так и составляющая пептид)йый остов в среднем треть всех атомов действительно детерминнровала положения остальных двух третей атомов, принадлежащих боковыи цепям, все природные олигопептиды и белки должны были бы иметь одинаковые формы основной цепи или очень ограниченное их количество Что же касается синтетических олиго- и полипептидов, построенных из остатков глицина и аланина, фактически лишенных боковых цепей, то их пространственное строение в таком случае должно было бы описываться единичными жесткими структурами, а не состоянием статистического клубка, что имеет место в действительности.
Предположение С.Г. Галак. тионова и соавт. [22, 48) далеко от реальной картины. Вариации про. странсгвенных форм основной цепи у белков столь же множественны, ках и вариации порядка расположения в этой цепи 20 стандартных аминокислотных остатков. И в первой и во второй стадии расчета, где авторы ведут поиск для выбранных пространственных форм основной цепи оптимальной взаимной ориентации боковых цепей исследуемого пептида, акцент делается главным образом на электростатические взаимодействия ионогенных групп, считая их главным фактором структурной стабилизации. С этим также трудно согласиться, поскольку укладка пептидной цепи в нативную конформацию или (при наличии, как в случае олигопептидов, ряда низкоэнергетических структур) установление конформационного равновесия происходит в водном растворе при физиологических условиях, препятствующих эффективному электростатическому взаимодействию, почти полностью сводя его на нет (в = 81).
Характерная особенность всех теоретических исследований пространственного строения ангиотензина П [22, 47-50) — отсутствие какой-либо классификации конформационных состояний молекулы, не говоря уже о такой, которая была бы обоснована с физической точки зрения и охватывала все возможные структурные варианты, систематизированные в соответствии с субординационными взаимоотношениями по таксономическим категориям.
Отсутствие классификации — объективный признак непонимания самых существенных свойств изучаемых соединений, определяющих их единство и различие. Без структурной классификации, четко сформулированных принципов общей теории и физической модели (также отсутствующих в обсуждаемых работах) невозможен объективный выбор конформационных состояний. Все оценки оптимальных конформаций в расчетах Галактионовн, Шераги, Де Коэна и соавторов выполнены на основе относительных величин общей энергии, без количественного анализа вкладов от отдельных внутри- и межосгаточных взаимодействий в структурных вариантах всевозможных форм различных типов основной цепи. Поэтому результаты подобных расчетов не гарантированы от случайных пропусков и от неправильных оценок полученных данных.
Подтверждением такому заключению является табл. 1П.9. Все структуры, найденные а обсуждаемых работах для ангиотензина П, автоматически входили в процедуру изложенного здесь расчета, но не попали в окончательный набоР конформаций (см. табл 1П.9), так как оказались менее предпочтительными по энергии. В то же время найденные в [32] низкоэнергетические конформации молекулы вообще оказались не замеченными авторами работ [22 47 — 50).
282 Глава 10 СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЦИСТИНСОДЕРЖАЩИХ ПЕПТИДОВ Перед тем как продолжить обсуждение количественных данных о структурной организации природных олигопептидов, необходимо сказать «есколько слов о некоторых особенностях исследований пространственИого строения этих соединений, о возможностях экспериментального подхода и расчетных методов, о достоверности обсуждаемых результатов теоретического конформационного анализа. Отношение к теоретическим.
расчетным данным, естественно, зависит от убежденности в том, что они екли и не всегда количественно, то, во всяком случае, качественно прадильно отражают наиболее характерные черты опытных фактов, явледий, закономерностей. Объективное представление о точности априорно рассчитываемых геометрических параметров молекул приобретает в данном обсуждении особый смысл, поскольку именно теоретический подход должен стать основой строгого решения необычных по своей общности, научной и практической значимости задач структурной и структурно- функциональной организации природных пептидов и белков. 10.1.
ЭКСПЕРИМЕНТТАЛЪНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЪ| К КОНФОРМАЦИОННОМУ АНАЛИЗУ ПЕПТИДОВ Реальность расчета пространственного строения олигопептидов, казалось бы, легко может быть выяснена прямым сопоставлением теоретических результатов с опытными данными. Однако эта обычно столь простая процедура в данном случае чаще всего оказывается невыполниМой по ряду причин принципиального и прспаративного характера. Кроме Того,из-за недостаточной чувствительности и некоторых других ограничений, присущих известным экспериментальным структурным методам, сопоставление теории и опыта во многих случаях не имеет того решающего значения.
которое ему придается традиционно. Начнем с рассмотРения возможностей рентгепоструктурного анализа олигопептидоа. В изучении пространственного строения низкомолекулярных пептидов применимость этого метода более ограничена даже по сравнению с белками. Олигопептиды обладают повышенной конформационной лабильностью, и поЛучение их в кристаллической форме является трудноразрешимой задаЧей. Но даже если удается вырастить пригодные для рентгеноструктурного анализа кристаллы и получить дифракционную картину, возникаЬт серьезные осложнения с ее интерпретацией. Для расшифровки рентгенограммы нельзя, например, воспользоваться.
методом изоморфного заМеЩения, поскольку внедрение тяжелых атомов в образующие кристаллическую решетку олигопептидные молекулы искажает их строение, т.е. в данном случае в отличие от белков метод ие является действительно йзоморфным. В то же время олигопептиды слишком сложны для использо- 283 Таблица !)! !О Молекула Двугранный угол, град Цикле+(МЬА)а-)лс)З вЂ” ) (расчет [64]) Цнкло+(Мерве-Ну)т)з-] (рентген [63]) Цикле-[-(МЬА)а-]лс)5-] (расчет [62]) Цвело-[-(МеРЛе-Нугт)г-] (рентген [6Н) Теоретпческне н эксверяментвльяые значенне двугренных углов основных цепей молекул ИЗИ)И)-цнкеогекснденсппептндов н И)Иьцпклотетреденсппептндов Ф! Ф! ы) Ф2 Ч42 еч Фз Фз ыз Ф4 ФЬ ы4 Ф5 Ч45 465 ФЬ Фь 466 -!03 !71 180 74 -136 180 -103 171 180 74 -136 180 -!03 171 180 74 -136 180 -103 167 180 74 -!33 179 -101 166 -177 73 -164 178 -78 !57 178 90 -!36 -179 -100 125 180 73 47 0 -1ОО 125 180 73 47 0 -98 136 175 70 44 0 -102 129 177 82 39 2 анни прямого метода рентгеноструктурного анализа, обычного в иссле„ованиях простых органических молекул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
