Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54030 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ MOLECULAR BIOPHYSICS AND PHYSICS OF BIOMOLECULES МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ NONCOVALENT COMPLEXES OF ASPARTIC PROTEASE OF PENICILLOPEPSINE WITH SUBSTRATES НЕВАЛЕНТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ АСПАРТИЛЬНОЙ ПРОТЕИНАЗЫ ПЕНИЦИЛЛОПЕПСИНА С СУБСТРАТАМИ Алиев Р Э Aliyev R E rashid_aliev@mail.ru Бакинский государственный университет ru Baku State University ru 25 06 2016 25 06 2016 1 1 208 210 20 06 2016 20 06 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54030/view

На основе трехмерных структур нативного пенициллопепсина и его ингибиторных комплексов выбрана модель активного центра пенициллопепсина. В модели активного центра конформационная свобода вращения была дана только боковым цепям остатков Asp33, Tyr75 и Asp213. Рассмотрены три возможных электронных состояния боковых цепей Asp33 и Asp213 и связанной с ними молекулы воды. Методом теоретического конформационного анализа изучены конформационные аспекты взаимодействия пенициллопепсина с дипептидами Leu-Trp и Trp-Ile. Показано, что продуктивные невалентные комплексы пенициллопепсина с субстратами низкоэнергетичны. Внутри - и межмолекулярные взаимодействия у молекул фермента и субстратов согласованы и не приводят к стерической деформации расщепляемой связи. Анализ возможных ориентаций гидролизируемой пептидной связи и нуклеофильной молекулы воды относительно остатков Asp 33, Tyr 75 и Asp213 пенициллопепсина выявил роль этих остатков в процессе катализа.

On the basis of three-dimensional structures of native penicillopepsine and its inhibitory complexes the model of active center has been chosen. In the model of the active site the conformational freedom of rotation has been given only to the side chains of residues Asp33, Tyr75 and Asp213. Three possible electronic state of the side chains of Asp33 and Asp213 and connected with them water molecule were considered. Using the method of theoretical conformational analysis conformational aspects of interaction of penicillopepsine with Leu-Trp and Trp-Ile dipeptides were studied. It is shown that productive noncovalent complexes of penicillopepsine with substrates are low-energy. Inside - intermolecular interactions of molecules of enzyme and substrates are aligned and do not lead to steric strain of cleavable bond. Analysis of possible orientations of hydrolyzed peptide bond and nucleophile water molecule relatively to Asp33, Tyr75 and Asp213 residues of penicillopepsine revealed the role of these residues during catalysis processes.

 пенициллопепсин невалентные комплексы конформационный анализ penicillopepsine noncovalent complexes conformational analysis

Попов Е.М. Структурно-функциональная организация белков. М: Наука, 1992, 358 с. [Popov E.M. Structural-functional organization of proteins. Moscow: Nauka, 1992, 358 p. (In Russ.)] Popov E.M. Strukturno-funkcional'naya organizaciya belkov. M: Nauka, 1992, 358 s. [Popov E.M. Structural-functional organization of proteins. Moscow: Nauka, 1992, 358 p. (In Russ.)] James M.N.G., Sielecki A.R. Structure and refinement of penicillopepsin at 1.8 Ǻ resolution. J. Mol. Biol., 1983, vol. 163, pp. 299-361 James M.N.G., Sielecki A.R. Structure and refinement of penicillopepsin at 1.8 Ǻ resolution. J. Mol. Biol., 1983, vol. 163, pp. 299-361 James M.N.G., Sielecki A.R., Hofmann T. X-ray diffraction studies on penicillopepsin and its complexes. The hidrolitic mechanism. In Aspartic proteinases and their inhibitors (ed. V. Kostka). Walter de Gruyter, Berlin, 1985, pp. 163-177. James M.N.G., Sielecki A.R., Hofmann T. X-ray diffraction studies on penicillopepsin and its complexes. The hidrolitic mechanism. In Aspartic proteinases and their inhibitors (ed. V. Kostka). Walter de Gruyter, Berlin, 1985, pp. 163-177. Andreeva N.S., Rumsh L.D. Analysis of crystal structures of aspartic proteinases: On the role of amin acid residues adjacent to the catalytic site of pepsin-like enzymes. Protein Science, 2001, vol. 10, pp. 2439-2450. Andreeva N.S., Rumsh L.D. Analysis of crystal structures of aspartic proteinases: On the role of amin acid residues adjacent to the catalytic site of pepsin-like enzymes. Protein Science, 2001, vol. 10, pp. 2439-2450. Алиев Р. Конформационнаые возможности аминокислотных остатков субстратсвязывающей полости пенициллопепсина. J. of Qafqaz University, 2004, № 14, pp. 115-119. [Aliyev R. Conformational possibilities of the aminoacide residues of the substrate binding cavity of the penicillopepsine. J. of Qafqaz University, 2004, no. 14, pp. 115-119. (In Russ.)] Aliev R. Konformacionnaye vozmozhnosti aminokislotnyh ostatkov substratsvyazyvayuschey polosti penicillopepsina. J. of Qafqaz University, 2004, № 14, pp. 115-119. [Aliyev R. Conformational possibilities of the aminoacide residues of the substrate binding cavity of the penicillopepsine. J. of Qafqaz University, 2004, no. 14, pp. 115-119. (In Russ.)] Антонов В.К. Химия протеолиза. М: Наука, 1991, 504 с. [Antonov V.K. Chemistry of proteolysis. Moscow: Nauka, 1991, 504 p. (In Russ.)] Antonov V.K. Himiya proteoliza. M: Nauka, 1991, 504 s. [Antonov V.K. Chemistry of proteolysis. Moscow: Nauka, 1991, 504 p. (In Russ.)] IUPAC - IUB. Commision on Biochemical Nomenclature. Biochem. Biophys. Acta, 1971, vol. 229, pp. 1-17. IUPAC - IUB. Commision on Biochemical Nomenclature. Biochem. Biophys. Acta, 1971, vol. 229, pp. 1-17. Алиев Р.Э. Конформационные аспекты взаимодействия пенициллопепсина с метиламидом N-ацетил-L- аланином. Вестник Бакинского Университета, серия физ-мат. наук, 2011, № 4, c. 132-137. [Aliyev R.E. Conformational aspects of interaction between penicillopepsine and N-acetil-L-alanine metylamide. News of Baku University, series of physic-mathematicl sciences, 2011, no. 4, pp.132-137 (In Russ.)] Aliev R.E. Konformacionnye aspekty vzaimodeystviya penicillopepsina s metilamidom N-acetil-L- alaninom. Vestnik Bakinskogo Universiteta, seriya fiz-mat. nauk, 2011, № 4, c. 132-137. [Aliyev R.E. Conformational aspects of interaction between penicillopepsine and N-acetil-L-alanine metylamide. News of Baku University, series of physic-mathematicl sciences, 2011, no. 4, pp.132-137 (In Russ.)] Алиев Р.Э., Кадымова Ф.А. Теоретический конформационный анализ невалентного комплекса пенициллопепсина с метиламидом N-ацетил-L-фенилаланил-L-фенилаланином. Вестник Бакинского университета, серия физ-мат. наук, 2013, № 4, c. 172-180. [Aliyev R.E., Gadimov F.A. Theoretical conformational analysis of non-valent complex of penicillopepsine with N-acetil-L-phenylalanine metylamide. News of Baku University, series of physico-mathematical sciences, 2013, no. 4, pp. 172-180 (In Russ.)] Aliev R.E., Kadymova F.A. Teoreticheskiy konformacionnyy analiz nevalentnogo kompleksa penicillopepsina s metilamidom N-acetil-L-fenilalanil-L-fenilalaninom. Vestnik Bakinskogo universiteta, seriya fiz-mat. nauk, 2013, № 4, c. 172-180. [Aliyev R.E., Gadimov F.A. Theoretical conformational analysis of non-valent complex of penicillopepsine with N-acetil-L-phenylalanine metylamide. News of Baku University, series of physico-mathematical sciences, 2013, no. 4, pp. 172-180 (In Russ.)] Алиев Р.Э. Теоретический конформационный анализ невалентных комплексовпенициллопепсинас модельными субстратами. Вестник Бакинского университета, серия физ-мат. наук, 2014, № 3, с. 149-155. [Aliyev R.E. Theoretical conformational analysis of non-valent complex of penicillopepsine with model substrates. News of Baku University, series of physico-mathematical sciences, 2014, no. 3, pp. 149-155 (In Russ.)] Aliev R.E. Teoreticheskiy konformacionnyy analiz nevalentnyh kompleksovpenicillopepsinas model'nymi substratami. Vestnik Bakinskogo universiteta, seriya fiz-mat. nauk, 2014, № 3, s. 149-155. [Aliyev R.E. Theoretical conformational analysis of non-valent complex of penicillopepsine with model substrates. News of Baku University, series of physico-mathematical sciences, 2014, no. 3, pp. 149-155 (In Russ.)]