Теоретический конформационный анализ фрагмента HIS\1- ARG\17 молекулы глюкагона

• Автор: Аль-Зейди, Али Казим
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Баку
• Количество страниц: 134 c. : ил

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Подход к расчету стабильных конформаций олигопептидов и гормонов

1.2. Классификация пептидных структур

1.3. Метод теоретического конформационного анализа

1;4. Невалентные взаимодействия

1.5. Торсионные потенциалы

1*6. Электростатические взаимодействия

1.7; Водородные связи

1.8. Методика расчета

1.9, Задачи исследований

Глава II. КОНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ГЕПТАШПТИДНОГО

ФРАГМЕНТА HIS1-œHR7 МОЛЕКУЛЫ ГЛККАГОНА
2.1; Молекула глюкагона
2.2. Трипептиды His1 - Gin5 и Thr5 - ihr7 . ;
2.3. Пентапептид His1 - Th?5
2.4; Гептапептид His1 - Thr7
Глава III. КОШОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ДОДЕКАПЕПТИДНОГО
ФРАГМЕНТА HIS1 - LYS12 МОЛЕКУЛЫ ГЛККАГОНА
3?1. Тетрапептид ihr7 - Туг10
3.2; Декапептид His1 - Туг10
3*3* Три- и тетрапептиды Туг10 - lys12 и
Asp^ - lys12
3.4. Додекапептид His1 - Ьуа12
Глава IV. КОНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ГЕОТАДЕШЕГОТЩНОГО
ФРАГМЕНТА HIS1 - ARG17
4*1; Тетрапептид iys12- Asp15
4*2i Трипептид Asp15 - Arg17
4.3* Гексапептид lys12 - Arg17 *
414. Гептадекапептид Hie1 - Arg17
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список опубликованных статей по теме диссертации
ЛИТЕРАТУРА

Общая характеристика работы. Диссертационная работа посвящена исследованию пространственного строения N -концевого гепта-декапептидного фрагмента Н1з1-Аге17 молекулы глюкагона. Поставленная задача решена применением метода теоретического конформа-ционного анализа. Потенциальная энергия фрагмента представлена в виде суммы слагаемых энергию взаимодействий валентно несвязанных атомов, электростатических, торсионных взаимодействий и водородной связи. Для поиска минимума потенциальной энергии применялся ,• метод сопряженных градиентов. В расчетах была использована разработанная в проблемной лаборатории "Молекулярной биофизики" Азербайджанского Государственного университета им. С.М.Кирова универсальная программа, написанная на алгоритмическом языке 11 ФОРТРАН". Расчеты проводились на электронно-вычислительных машинах ЕС-1033 и БЭСМ-6.
Актуальность темы. Многие биологические процессы осуществляются при непременном участии белков и гормонов. Реализация многочисленных функций белков и гормонов неразрывно связана со спецификой их пространственной организации и динамическими кон-формационными свойствами. Поэтому решение многих биологических проблем сталкивается с необходимостью изучения пространственной структуры биомолекул. Установление связи между аминокислотной последовательностью молекулы и её пространственной структурой является наиболее актуальной проблемой молекулярной биофизики. Проблема изучения пространственной организации и конформационных возможностей сложных молекул является необходимым этапом для выяснения молекулярных основ механизма их функционирования и, в конечном итоге, для понимания физиологических процессов, проте-
- 50 ■
каш, а в некоторых случаях - образования неблагоприятных контактов. Из весьма представительного набора структурных вариантов, сформированных только из самых низкоэнергетических монопеп-тидных состояний, в интервал 0-3.0 ккал/моль попадают лишь конформации шейпов ее и ef , а в интервал 0-5.0 ккал/моль -конформации всех возможных четырех шейпов. Для низкоэнергетических конформаций развернутого шейпа трипептида ее. (рисунок 8) характерно появление новых по сравнению со свободными монопептидами взаимодействий боковых цепей первого, второго и третьего остатков с противоположными элементами основной цепи ( Ц_- sg,
■ъ3 ~ s2 * 1N **в3 * Ъ2 ^®3 * Ъ3 ^ * а также мезОДГ собой ( s., -- ). Для последовательности His"1 - Ser?- Gin5 реализуются все
вышеуказанные взаимодействия и поэтому в энергетический интервал
0-4.0 ккал/моль попадают 19 конформаций. Этот шейп и энтропийно и энталышйно выгоднее, чем другие. Глобальной является конформация фрагмента вхзвх2в131* в этой конформации взаимодействия
И р р -г
His с Ser -3.4 ккал/моль, Ser с Glnp -2.8 ккал/моль,
His1 с Gin5 -4.3 ккал/моль (таблица 3) вносят стабилизирующий
вклад и делают её самой предпочтительной структурой фрагмента.
Относительные энергии конформаций %зВз2В131 и ^ХЗ^ЭЭ^ХЗ! соот‘” ветственно 0.2 и 0.3 ккал/моль. Они отличаются от глобальной

лишь по углу $2 серина. Как ожидалось заранее, изменения положения боковой цепи серина не приводят к существенному изменению энергии фрагмента.
В конформациях с полусвернутыми формаш основной цепи шейпа ef (рисунок 8) характерны взаимодействия Ц -s2 , вл -Ъ2 9 вл --ъ,- , s2 -Sj ив данном шейпе есть возможность ДЕЯ эффективной реализации этих взаимодействий, поэтому конформации шейпа ef также являются низкоэнергетическими. В энергетический интервал