Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54597 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика Conformational behaviour of hylambatin and it (5-12) fragment Конформационное поведение молекулы гиламбатина и его фрагмента (5-12) Агаева Г. А. Agaeva G. A. gulshen@mail.ru Сафарли Г. Р. Safarli G. R. Годжаев Н. М. Godjaev N. M. Бакинский государственный университет Баку Азербайджан Baku State University Baku Azerbaijan Бакинский государственный университет Баку Россия Baku State University Baku Russian Federation Бакинский государственный университет Баку Азербайджан Baku State University Baku Azerbaijan 25 03 2021 25 03 2021 6 1 20 25 20 03 2021 20 03 2021 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54597/view

Тахикининовый пептид гиламбатин был выделен и химически охарактеризован из метанольных экстрактов кожи Hylambates maculatus , африканской лягушки-ракофориды. Гиламбатин состоит из двенадцати аминокислотных остатков в последовательности - DPPDPNRFYGMMамид. Он структурно отличается от всех других известных тахикининов, главным образом, наличием остатка метионина, заменяющего обычный остаток лейцина в положении 2 от C-конца. Было показано, что его C-концевая октапептидная последовательность (5-12) была такой же активной, как и сама исходная молекула. В данной работе было проведено исследование конформационных свойств молекулы гиламбатина и его фрагмента (5-12), методом молекулярной механики. В результате минимизации энергии составленных структурных вариантов были найдены низкоэнергетические конформации С-концевого октапептида (5-12) гиламбатина. Энергетически наиболее предпочтительными оказались α-спиральные конформации октапептида. Было показано, что низкоэнергетические конформации октапептида, в основном, формируют α-спираль на С-конце молекулы. Полученные конформации стабилизируются в основном энергией дисперсионных взаимодействий, т.е. в конечном счете, плотностью упаковки. Расчет показал, что самые низкоэнергетические конформации октапептида отличаются друг от друга относительной подвижностью N-концевого трипептидного участка фрагмента. Сопоставление низкоэнергетических конформаций С-концевых пентапептида, октапептида и целой молекулы гиламбатина обнаруживает некоторую преемственность энергетически предпочтительных структур. Во всех рассчитанных пептидах предпочтение отдается структурам, ведущим к удлинению α-спирали. Конформационный анализ последовательно наращиваемых C-концевых фрагментов молекулы гиламбатина выявил значительную преемственность результатов по мере увеличения длины рассматриваемой пептидной цепи. Действительно, начиная от С-концевого пентапептида и кончая додекапептидамидом, от фрагмента к фрагменту энергетически предпочтительными оказывались α-спиральные конформации.

The tachykinin peptide hylambatin was isolated and chemically characterized from methanol extracts of the skin of Hylambates maculatus, an African crustacean frog. Hylambatin consists of twelve amino acid residues in the sequence - DPPDPNRFYGMMamide. It differs structurally from all other known tachykinins mainly by the presence of a methionine residue replacing the usual leucine residue at position 2 from the C-terminus. It was shown that its C-terminal octapeptide sequence (5-12) was as active as the parent molecule. In this work, the study of the conformational properties of the hylambatin molecule and its fragment (5-12) was carried out by the method of molecular mechanics. As a result of minimizing the energy of the composed structural variants, low-energy conformations of the C-terminal octapeptide (5-12) hylambatin were found. The α-helical conformations of the octapeptide were found to be energetically most preferable. It has been shown that the low-energy conformations of the octapeptide mainly form the-helix at the C-terminus of the molecule. The resulting conformations are stabilized mainly by the energy of dispersion interactions, i.e. ultimately, packing density. The calculation showed that the lowest-energy conformations of the octapeptide differ from each other in the relative mobility of the N-terminal tripeptide region of the fragment. Comparison of the low-energy conformations of the C-terminal pentapeptide, octapeptide, and the whole hylambatin molecule reveals some continuity of energetically preferred structures. In all calculated peptides, preference is given to structures leading to the elongation of the α-helix. Conformational analysis of the sequentially extended C-terminal fragments of the hylambatin molecule revealed a significant consistency of results with an increase in the length of the peptide chain under consideration. Indeed, starting from the C-terminal pentapeptide and ending with dodecapeptidamide, the α-helical conformations turned out to be energetically preferable from fragment to fragment.

 гиламбатин гиламбатин (5-12) octapeptide конформация метод молекулярной механики hylambatin octapeptide (5-12) conformation molecular mechanics method

Güllner H.G., Harris V., Yajima H., Unger R.H. Hylambatin, a structurally unique tachykinin: effects on insulin and glucagon secretion. Arch.Int. Pharmacodyn. Ther., 1984, vol. 272, no. 2, pp. 304-309. Güllner H.G., Harris V., Yajima H., Unger R.H. Hylambatin, a structurally unique tachykinin: effects on insulin and glucagon secretion. Arch.Int. Pharmacodyn. Ther., 1984, vol. 272, no. 2, pp. 304-309. Inoue A., Fukuyasu T., Nakata Y., Yajima H., Nomizu M., Inagaki Y., Asano K., Segawa T. Structure-activity relationship of hylambatin and its fragments as studied in the guinea-pig ileum. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 1988, vol. 40, iss. 1, pp. 72-73. Inoue A., Fukuyasu T., Nakata Y., Yajima H., Nomizu M., Inagaki Y., Asano K., Segawa T. Structure-activity relationship of hylambatin and its fragments as studied in the guinea-pig ileum. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 1988, vol. 40, iss. 1, pp. 72-73. Агаева Г.А., Агаева У.Т., Годжаев Н.М. Особенности пространственной организации молекул гемокинина-1 человека и гемокинина-1 мыши/крысы. Биофизика, 2015, т. 60, вып. 3, с. 457-470. @@Agaeva G.A., Agaeva U.T., Godzhaev N.M. Features of the spatial organization of the molecules of human hemokinin-1 and mouse / rat hemokinin-1. Biophysics, 2015, vol. 60, no. 3, pp. 457-470. (In Russ.) Agaeva G.A., Agaeva U.T., Godzhaev N.M. Osobennosti prostranstvennoy organizacii molekul gemokinina-1 cheloveka i gemokinina-1 myshi/krysy. Biofizika, 2015, t. 60, vyp. 3, s. 457-470. @@Agaeva G.A., Agaeva U.T., Godzhaev N.M. Features of the spatial organization of the molecules of human hemokinin-1 and mouse / rat hemokinin-1. Biophysics, 2015, vol. 60, no. 3, pp. 457-470. (In Russ.) IUPAC-IUB Commision on Biochemical Nomenclature Abbreviations and symbols for description of conformation of polypeptide chains. Pure Appl. Chem., 1974, vol. 40, pp. 291-308. IUPAC-IUB Commision on Biochemical Nomenclature Abbreviations and symbols for description of conformation of polypeptide chains. Pure Appl. Chem., 1974, vol. 40, pp. 291-308. Максумов И.С., Исмаилова Л.И., Годжаев Н.М. Программа полуэмпирического расчета конформаций молекулярных комплексов на ЭВМ. Журнал структурной химии, 1983, т. 24, № 4, с. 147-148. @@Maksumov I.S., Ismailova L.I., Godzhaev N.M. Program for semi-empirical calculation of conformations of molecular complexes on a computer. Journal of Structural Chemistry, 1983, vol. 24, no. 4, pp. 147-148. (In Russ.) Maksumov I.S., Ismailova L.I., Godzhaev N.M. Programma poluempiricheskogo rascheta konformaciy molekulyarnyh kompleksov na EVM. Zhurnal strukturnoy himii, 1983, t. 24, № 4, s. 147-148. @@Maksumov I.S., Ismailova L.I., Godzhaev N.M. Program for semi-empirical calculation of conformations of molecular complexes on a computer. Journal of Structural Chemistry, 1983, vol. 24, no. 4, pp. 147-148. (In Russ.) Schimmel P.R., Flory P.J. Conformational energies and conformational statistics of copolypepides containing L-proline. J. Mol. Biol., 1968, vol.34, pp. 105-111. Schimmel P.R., Flory P.J. Conformational energies and conformational statistics of copolypepides containing L-proline. J. Mol. Biol., 1968, vol.34, pp. 105-111.