Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Тем не менее такие данные удаось получить не только для ди- и трипептидов, но в ряде случаев для полее сложных молекул, например [Мегз)- и [Ьепз[-энкефалинов [52-57) и дезаминоокситоцина [58, 59). Лучше кристаллизуются и легче поддаются расшифровке относительно жесткие макроциклические природные и синтетические олигопептнды и олигодепсипептиды, такие, как грамицидин Б, внтаманид, энниатин В, валиномицнн и их комплексы с ионами металлов [6Щ. Некоторые из этих опытных структур можно сопоставить с априорно полученными результатами теоретического конформационного анализа.
для оценки объективности расчетных данных такое сравнение особенно показательно, поскольку расчет был проведен на несколько лет раньше ренттеноструктурного анализа тех же объектов. Конформационный анализ циклических тетрадепсипептидов [-(01уЯусо)з[-, [-(МеА1а-Ьас)г-) и [-(МеЧа!-Ну[т)з-[, состоящих из регулярно чередующихся остатков а-амине- и а-гидроксикислот с различными наборами конфигураций атомов СЯ(0000, РРРР, ОРЕМ, РЬЕР, ЕРЬР и ШРР), свидетельствуют о наибольшей устойчивости для этих молекул цпс-транс-цис-гпранс-конфигурации основной цепи, причем пептидные 1руппы имеют цис-, а сложноэфирные — транс-конфигурации. Кроме того, расчет показал, что введение заместителей при Св и Х-метилирование лишь сужают круг разрешенных конформаций, не приводя к появлению новых. Рентгеноструктурный анализ полностью подтвердил эти заключения, а найденные с его помощью геометрические параметры четырех диастереоизомеров цикло-[-(МеЧа!-Ну[т)з -[ с асимметрией атомов Св ШШ, РЬЬР, РРРЬ и ШВ[6 Ц количественно совпали с теоретическими параметрами предпочтительных по энергии конформаций соответствующих молекул [62).
Не менее удовлетворительное совпадение имеется между кристаллическими структурами энниатина В и основной цепи боверицина [63), с одной стороны, и рассчитанной применительно к полярному окружению самой низкоэнергетической конформацией (Р) энниатина а[64)- дру-й. Представление о близости теоретических и опытных значений геомвтрических параметров молекул циклотетра- и циклогексадепсипептидов дает табл.
П1.10. В неполярной среде энниатин В, согласно теоретическоМу анализу, должен принять иную структуру ([Ч~). Этот результат также хорошо согласуется с опытными данными, о чем можно судить по близости теоретического и экспериментального значений дипольного момента— Параметра, чувствительного в данном случае к пространственному строению молекулы.
Удовлетворительно совпадают результаты теоретическоГо конформацнонного анализа ШЕФЕ- и ЬРЬЬРЬ-изомеров энниатина В [64) с данными рентгеноструктурного анализа, дисперсии оптического °ращения и метода дипольных моментов [65, 66]. Таким образом, во всех ьлучаях, где можно провести прямое сопоставление теории с экспериментом, наблюдается хорошее количественное согласие результатов.
Однако Расчетных и опытных данных, касающихся одних и тех же объектов, Вемного. Итак, принципиальным ограничением рентгеноструктурного анадиза является невозможносчь даже при благоприятных условиях описать 285 более одной из разрешенных конформаций молекулы, не обязательно глобальной в растворе. При исследовании пространственного строения олигопептидов в раст. воре широко используются физико-химические, и прежде всего оптические и резонансные спектральные методы.
Однако и здесь, как показывает пример с ангиотензином 11 (см. гл. 9), структурная проблема этих соединений остается нерешенной. Вьппе отмечалось, что в данном случае по сравнению с белками усложняется формулировка самой проблемы. Для последующего изучения структурно-функциональной зависимости требуется найти уже не одну конформацию молекулы, а установить положение конформационного равновесия, т.е. определить геометрию ряда структур и оценить вероятность их реализации в различных условиях. Получение такой информации, как правило, находится за пределами чувствительности и интерпретационных возможностей существующих физико-химических методов.
Этот вывод очевиден из анализа данных практически всех исследований структуры олигопептидов, проведенных с помощью физико-химических методов. Например, к расзпифровке пространственного строения октапептидного гормона ангиотензина Д был привлечен практически весь комплекс имеющихся методов: 'Н- и "С-ЯМР, ЭПР, ДОВ и КД, ИК- и раман-спектроскопия, флуоресцентный метод, изотопный обмен и др. (см. гл. 9). В результате было предложено селзь совершенно различных моделей пространственной структуры молекулы, отвечающих данным одного или сразу нескольких методов.
Однако ни одна из этих моделей не удовлетворяет всей совокупности экспериментальных фактов. Подобная неопределенность свойственна трактовкам многочисленных экспериментальных данных, касающихся нейрогипофизарного гормона окситоцина, хотя в данном случае изучение структуры облегчалось наличием дисульфидной связи между первым и шестым остатками. Наиболее детально рассмотрены спектры ЯМР нонапептидного гормона и его аналогов в различных растворителях, а также свободных циклического гексапептидного и линейного С-концевого фрагментов.
Кроме того, для окситоцина получены кривые КД, раман-спектры и исследована кинетика дейтерообмена пептидных протонов. В результате были установлены некоторые структурные особенности молекулы: ориентация связей Св — Б в дисульфидном мостике, транс-конфигурация пептидной Суза — Рго~, интервалы возможных значений двугранных углов вращения вокруг связи )чН- С"Н, система внутримолекулярных водородных связей. Тем не менее вся совокупность полученных опытных данных не позволила сделать обоснованных количественных заключений о геометрии молекулы окситоцииа и ее конформационных возможностях. Предложенная в работе Л. Джонсона с соавт.
167) структурная модель носит в значительной степени качественный характер. Спорным представляется подход к конформационному исследованию окситоцина, вазопрессина и других нейрогипофя. зарных гормонов, использованный Б. Хеннигом с соавт. ~68). Во-первых. он основан на методе статистического анализа Е. Каба и Т. Ву [69], об. падающего малой достоверностью предсказания. Во-вторых, поиск базируется на предположении о совпадении пространственного строения всех нонапептидных ~ормонов.
Такое предположение не является очевидным 286 доскольку исследованные молекулы отличаютпя природой аминокислотМь х остатков в положениях 3 4 и 8 и имеют разную биологическую аквность, что может быть обусловлено нх Разли'|ными конформационными ойствами. Столь же неУдачной следУет приэнать попы гкУ Д. Котельчука, Г. Шераги и Р.
УолтеРа 17|)] Уто"|ит|' п)эостранственное строение |ситоцина. приняв за основу модель УолтеРа. Основная экспериментальная информация, использованная в указаннг |х работах для построения с ериче и разрешенных молекулярных 'опелей — это всличи|1 иы вицинальных констант нн сан котора'е определяют для каждого двугранного угла вра|цения |р()~-С ) не одну Ь несколько областей возможных значений. Как справедливо отмечено в работе ) 15], наблюдаемым величинам вицинальных констант только )') к|энцевого гексапептидного фрагмента окситоцина одновРеменно удовлетворяют не менее тысячи структурных вариантов этого участка молекуэгы, причем многие из них Могут быть циклическими, В исследованиях о»ситоцина и ангиотензина обсуждается лишь форма основной цепи, а ко||формационные состояния боковых цепей, в значительной мере определчющих ее, почти нигде не Рассматриваются. ПРимеРы с ангиотензином н окситоцином, прос ранственное строе е Которых всесторонне изучалось с помощью ФИзико-химических методов, убедительно демонстрируют ограниченность чисто эмпирического подхода к решению структурной проблемы олигопептидов.
рассчитывать на успех здесь можно только в случае объектов с незнаЧнтельной конфигурационной подвижностью. Одним из немногочисленны» примеров детальной и обладающей доказательной силой Расшифровки г|ространственной структуры олигопептидов в раствоРе может служить исследование циклического антибиотика валиномицина 171]. Но и здесь су|цественную помощь в интерпретации опытных данных, особенно спектров яМР, оказали результаты теоретического конформационного анализа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
