Проведен сравнительный анализ пространственных структур β- и ϒ-меланотропинов, стимулирующих физиологические и морфологические изменения окраски кожи и волос. Методами молекулярной механики, молекулярной динамики, квантовой химии с применением современных компьютерных программ выявлены конформационно-электронные особенности, характеризующие пространственную структуру этих пептидов. На основе полученных результатов и данных структурно-функциональной исследований оценена биологически активная конформация меланотропинов. Выявлено, что устойчивость пространственной структуры меланотропинов определяется взаимным расположением фармакофорных элементов: ароматических колец боковых цепей тирозина, фенилаланина и триптофана и заряженной гуанидиновой группы аргинина и характеризуется специфическим распределением электронной плотности электронов, что играет важную роль при взаимодействиии с рецептором. Конформационно-электронное сходство «общего фрагмента» позволяют сделать вывод, что спиральная структура тетрапептидного фрагмента His-Phe-Arg-Trp меланотропинов обеспечивает специфику меланотропин-рецепторного . взаимодействия.
меланотропины, биоактивная конформация, структурно-функциональная взаимосвязью
1. Kastin A.J. Handbook of Biologically Active Peptides. Academic Press,.2013, pp. 838-844.
2. Jakubke H.-D, Sewald N. Peptides from A to Z: A Concise Encyclopedia. John Wiley & Sons, 2008, 216 p.
3. Rousseau K., Kauser S., Pritchard L.E. [et.al] Proopiomelanocortin (POMC), the ACTH/ melanocortin precursor, is secreted by human epidermal keratinocytes and melanocytes and stimulates melanogenesis. FASEB. J. 2007, vol. 21, no. 8, pp.1844-1856.
4. Годжаев Н.М., Максумов И.C., Исмаилова Л.И. Программа полуэмпирического расчета конформаций молекулярных комплексов. Журнал структурной химии, 1983, № 24, с. 147-148. [Godjayev N.M., Maksumov I.S., Ismailova L.I. Program of semiempirical calculations of conformations of molecular complexes. Jurnal structurnoy himii, 1983, no. 24, pp 147-148 (In Russ.)]
5. Hermans J., Ferro D. Representation of a protein molecule as a tree and application to modular computer programs which calculate and modify atomic coordinates. Biopolymers, 1971, vol. 10, pp. 1121-1129.
6. IUPAC-IUB. Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry. Blackwell Scientific, Oxford,1993, 168 p.
7. Шайтан К.В., Сарайкин С.С. Метод молекулярной динамики,1999, http://www.moldyn.ru. [Shaitan K.V., Saraykin S.S. Metod molekulyarnoy dinamiki,1999. http://www.moldyn.ru (In Russ.)].
8. Horn H.W., Swope W.C., Pitera J.W. [et al.] Development of an improved four-site water model for biomolecular simulations: TIP4P-Ew. J. Chem. Phys., 2004, vol. 120, pp. 9665-9678.
9. Allinger N.L., Yuh Y. QCPE 395, Quantum chemistry program exchang. Indiana Univ., Indiana, 1982.
10. Hruby V.J. Truncation studies of α-melanotropin peptides identify tripeptide analogues exhibiting prolonged agonist bioactivity. Peptides, 1996, vol. 17, pp. 995-1002.
11. Haskell-Luevano C., Boteju L.W., Miwa H., Dickinson C. Topographical modification of melanotropin peptide analogues with β-methyltrytophan isomers at position 9 leads to differential potencies and prolonged biological activities. Journal of Medicinal Chemistry, 1993, vol. 38, pp. 4720-4729.
12. Asai M., Ramachandrappa S., Joachim M., Shen Y. [et al.] Loss of function of the melanocortin 2 receptor accessory protein 2 is associated with mammalian obesity. Science, 2013, vol. 341, pp. 275-278.
