Проблема определения нативных конформаций нейропептидов относится к одной из актуальных в современной молекулярной биофизике, поскольку такие конформации являются в большинстве случаев основным фактором проявления их биологической активности. Несмотря на огромное разнообразие нейропептидных молекул, очевидно, что в основе молекулярных механизмов их сходной функциональной активности лежат одинаковые элементы пространственной организации. В работе методом молекулярной механики в приближении атом-атомных потенциальных функций исследовано пространственное строение и конформационные свойства нейропептида из семейства аллатостатинов, содержащего в своей химической структуре 14 аминокислотных остатков Leu-Asn-Glu-Glu-Arg-Arg-Ala-Asn-Arg-Tyr-Gly-Phe-Gly-Leu-NH2 и получившего название Leu -галлатостатин 2. Так как Leu -галлатостатин 2 включает в себя восемь аминокислотных остатков Leu -галлатостатина 3, исследование его пространственного строения проводилось на основе результатов расчета Leu -галлатостатина 3. Расчеты велись поэтапно и основывались на минимизации энергии внутримолекулярных взаимодействий (невалентных, электростатических, торсионных) в окрестностях углов внутреннего вращения, соответствующих всем комбинациям стабильных конформаций монопептидных остатков, образующих молекулу. Установлены 47 энергетически стабильных конформаций нейропептида, реализуемых в условиях неявно заданного водного окружения, относительная конформационная энергия которых варьирует в интервале значений 0-10 ккал/моль. Показано, что система водородных связей, несмотря на небольшой вклад в общую энергию молекулы, весьма важна для сохранения устойчивой структуры и ограничения подвижности Leu -галлатостатин 2. Согласно результатам исследования, основной вклад в стабилизацию низкоэнергетических конформаций молекулы вносят невалентные взаимодействия, вклад от которых варьирует в пределах -59¸-66 ккал/моль.
нейропептиды, структура, конформационный анализ
1. Duve H., Johnsen A.H., Scott A.G., Yu C.G., Yagi K.J., Tobe S.S., Thorpe A. Callatostatins: Neuropeptides from the blowfly Calliphora vomitoria with sequence homology to cockroach allatostatins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, vol. 90, pp. 2456-2460.
2. Duve H., Johnsen A.H., Maestro J.L., Scott A.G. East P.D., Thorpe A. Identification of the dipteran Leu-callatostatin peptide family: the pattern of precursor processing revealed by isolation studies in Calliphora vomitoria. Regul. Pept., 1996, vol. 67, pp. 11-19.
3. Duve H., Thorpe A. Distribution and functional significance of Leu-callatostatins in the blowfly Calliphora vomitoria. Cell Tissue Res., 1994, vol. 276, pp. 367-379.
4. Momany F.A., McGuire R.F., Burgess A.W., Scheraga H.A. Energy parameters in polypeptides: VII. Geometric parameters partial atomic charges, nonbonded interaction for naturally occurring amino acid. J. Phys. Chem., 1975, vol. 79, pp. 2361-2381.
5. Popov E.M. The Structural Organization of Proteins (in Russian), Nauka, Moscow, 1989, 352 p.
6. 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.
