Баку, Азербайджан
Баку, Азербайджан
Баку, Азербайджан
Методами молекулярной механики и молекулярной динамики были исследованы особенности пространственной организации молекулы гиламбатина. Гиламбатин состоит из двенадцати аминокислотных остатков в последовательности: Asp-Pro-Pro-Asp-Pro-Asn-Arg-Phe-Tyr-Gly-Met-Met-NH2. В отличие от всех других тахикининов, гиламбатин имеет остаток Met, заменяющий обычный Leu в предпоследнем положении. Тахикининовый пептид гиламбатин был выделен и химически охарактеризован из метанольных экстрактов кожи Hylambates maculatus, африканской лягушки-ракофориды. Было показано, что вводимый внутривенно гиламбатин значительно повышает уровень глюкозы и инсулина в плазме крови. В данной работе было проведено исследование конформационной подвижности молекулы гиламбатина методами молекулярной механики и молекулярной динамики. При конформационном расчете пептида учитывали невалентные и электростатические взаимодействия, водородные связи и торсионные потенциалы. На основе фрагментарного анализа были определены стабильные пространственные структуры додекапептида гиламбатина, которые могут быть представлены в виде набора конформаций, характеризующихся относительно лабильным N-концевым тетрапептидом и конформационно жестким. С-концевым октапептидом. В рассчитанных стабильных конформационных соcтояниях были уточнены и энергетически оценены эффективные взаимодействия боковых цепей остатков и водородные связи. Показано, что молекула гиламбатина предпочтительно формирует практически изоэнергетичные конформации с различными структурными типами на N-конце пептидной цепи, переходящими в виток альфа-спирали на С-конце [2]. Методом молекулярной динамики была смоделирована картина внутримолекулярной подвижности стабильных конформаций молекулы гиламбатина как в вакууме, так и в окружении молекул воды. На основе рассчитанных значений двугранных углов были построены молекулярные модели энергетически предпочтительных конформационных состояний додекапептида гиламбатина.
гиламбатин, тахикинин, конформация, молекулярная механика, молекулярная динамика
1. Gullner 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.
2. Scheraga H.A. Recent progress in the theoretical treatment of protein folding. Biopolymers., 1983, vol. 22, pp.1-14.
3. Nemethy G., Pottle M.S., Scheraga H.A. Energy parameters in polypeptides. 9. Updating of geometrical parameters, nonbonded interactions, and hydrogen bond interactions for the naturally occurring amino acids. J. Phys.Chem., 1983, vol. 87, pp. 1883-1887.
4. Momany F.A., Mc.Guire 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. Phys. Chem., 1975, vol. 79, pp. 2361-2381.
5. Popov E.M. Quantitative approach to conformations of proteins. Int. J. Quant. Chem., 1979, vol. 16, pp. 707-737.
6. Agaeva G.A., Kerimli N.N., Godjaev N.M. Structure-function organization of neurokinin A and neurokinin B molecules I. Theoretical conformational analysis of neurokinin A. Biofizika, 2005, vol. 50, no. 2, pp. 203-214.
7. Agaeva G.A., Kerimli N.N., Godjaev N.M. Structure-function organization of neurokinin A and neurokinin B molecules II. Theoretical conformational analysis of neurokinin B. Biofizika, 2005, vol. 50, no. 3, pp. 404-412.
8. Maksumov I.S., Ismailova L.I., Godjaev N.M. The program for semiempirical calculation of conformations of the molecular complexes. J. Sruct. Khim., 1983, vol. 24, no. 4, pp. 147-148.
9. Commision on Biochemical Nomenclature Abbreviations and symbols for description of conformation of polypeptide chains. Pure Appl. Chem., 1974, vol. 40, pp. 291-308.
10. Cornell W.D., Cieplak P., Bayly C.I., Gould I.R., Merz K.M. et al. A second generation force field for the simulation of proteins, nucleic acids, and organic molecules. J. Am. Chem. Soc., 1995, vol. 117, pp. 5179-5188.
11. McCammon J.A., Harvey S.C., Dynamics of Proteins and Nucleic Acids. Cambridge Univ. Press, New York, 1987.
12. Агаева Г.А., Сафарли Г.Р., Годжаев Н.М. Конформационное поведение молекулы гиламбатина и его фрагмента (5-12). Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2021, т. 6, № 1, с. 20-25.
