Недавно открытая закономерность чередования знака хиральности в иерархиях уровней структурной организации белков и нуклеиновых кислот основана на глубокой взаимосвязи между свойствами симметрии макромолекул и их физико-химическими свойствами. Хиральность молекулярных структур обычно описывается в терминах бинарной логики: структуры либо хиральны, либо ахиральны. Для выявления физических механизмов, определяющих роль гомохиральности первичных структур белков и нуклеиновых кислот в процессах фолдинга и конформационных перестроек, необходимо использовать подходящую непрерывную меру хиральности и определить взаимосвязь между ее изменениями и изменениями физических характеристик макромолекул в этих процессах. В настоящей работе в качестве непрерывной меры хиральности использован индекс хиральности, предложенный А.В. Лузановым, рассчитаны его изменения при фолдинге ряда мини-белков типа Trp-cage и полученные данные сопоставлены с соответствующими изменениями энтропии. Особенностью индекса хиральности является смена знака при изменении знака хиральности. В связи с этим степень симметрии молекулы связана с модулем индекса хиральности: чем меньше его модуль, тем симметричнее молекула. Рассчитанные значения энтропии мини-белков коррелируют с модулями их индексов хиральности.
иральность, индекс хиральности, энтропия, конформационные изменения, мини-белки
1. Твердислов В.А., Яковенко Л.В., Жаворонков А.А. Хиральность как проблема биохимической физики. Рос. хим. журнал, 2007, т. 51, № 1, с. 13-23. [Tverdislov V.A., Yakovenko L.V., Zhavoronkov A.A. Chirality as a problem of biochemical physics. Ros. khim. zhurnal, 2007, vol. 51, no. 1, pp. 13-23 (In Russ.)]
2. Твердислов В.А., Яковенко Л.В., Ивлиева А.А., Твердислова И.Л. Ионная и хиральная асимметрии как физические факторы биогенеза и онтогенеза. Вестник Моск. ун-та. Сер. 3: Физика, астрономия, 2011, № 2, с. 3-13. [Tverdislov V.A., Yakovenko L.V., Ivlieva A.A., Tverdislova I.L. Ionic and chiral asymmettries as physical factors of biogenesis and ontogenesis. Vestnik Mosk. un-ta. Ser. 3: Fizika, astronomiya, 2011, no. 2, pp. 3-13 (In Russ.)]
3. Твердислов В.А., Малышко Е.В., Ильченко С.А., Жулябина О.А., Яковенко Л.В. Периодическая система хиральных структур в молекулярной биологии. Биофизика, 2017, т. 62, вып. 3, с. 421-434. [Tverdislov V.A., Yakovenko L.V., Ivlieva A.A., Tverdislova I.L. Ionic and chiral asymmettries as physical factors of biogenesis and ontogenesis. Vestnik Mosk. un-ta. Ser. 3: Fizika, astronomiya, 2011, no. 2, pp. 3-13 (In Russ.)]
4. Zabrodsky H., Peleg S., Avnir D. Continuous symmetry measures, IV: chirality. J. Am. Chem. Soc., 1995, vol. 117, no. 1, pp. 462-473.
5. Petitjean M. Chirality and symmetry measures: a transdisciplinary review. Entropy, 2003, vol. 5, pp. 271-312.
6. Osipov M.A., Pickup B.T., Fehervari M., Dunmur D.A. Chirality measure and chiral order parameter for a two- dimensional system. Molecular Physics, 1998, vol. 94, no. 2, pp. 283-287.
7. Luzanov A.V., Nerukh D. Simple one-electron invariants of molecular chirality. J. Math. Chem, 2007, vol. 41, no. 4, pp. 417-435.
8. Neidigh J.W., Fesinmeyer R.М., Andersen N.H. Designing a 20-residue protein. Nature Struct. Mol. Biol., 2002, vol. 9, pp. 425-430.
9. Chowdhury S., Lee M.C., Xiong G., Duan Y. Ab initio folding simulation of the Trp-cage mini-protein approaches NMR resolution. J. Mol. Biol., 2003, vol. 327, pp. 711-717.
10. Lin S.-K. Correlation of entropy with similarity and symmetry. J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1996, vol. 36, pp. 367-376.
