|
Conference publicationsAbstractsXIV conferenceБИСТАБИЛЬНОСТЬ НЕПЛОСКОЙ ФОРМЫ ПЕТИДНОЙ ГРУППЫ В СТИРУКТУРЕ ДИПЕПТИДОВ L–АМИНОКИСЛОТ.Институт биофизики клетки РАН, Россия, 142290 Пущино, Московская обл. ул. Институтская д. 3 лаб. 166. 1 pp.Фолдинг белка - одна из самых интригующих проблем современной молекулярной биологии. Различные факторы оказывают влияние на процесс организации вторичной структуры полипептидной цепи. Среди них особое место занимает торсионная лабильность исходной пептидной группы. Как установлено, в зависимости от аминокислотного состава всегда фиксируется определенное своеобразие отклонений от планарности O=C-N-H фрагмента в структуре полипептида. Само по себе – это не удивительно, ведь именно в аминокислотной последовательности заложена вся информация о том, в какую структуру свернётся та или иная полипептидная цепь. Однако, с другой стороны, постулат о строгой, исходно плоской структуре пептидной группы не позволяет простым образом интерпретировать наблюдаемое явление. Ранее, на примере квантово-химических конформационных расчетов замещенных формамида мы показали, что первопричиной непланарности строения O=C-N-H группы в структуре простейших пептидов может являться исходный, скрытый структурный полиморфизм самой пептидной группы. Подобно всем алифатическим, ненасыщенным и ароматическим аминам, где наблюдается пирамидализация геометрии валентных связей атома азота, для замещенных амидов также оказывается справедливым достаточно выраженный неплоский, с инверсионной симметрией, характер структуры связей при атоме азота. Целью данной работы является дальнейшее теоретическое обоснование устойчивости сохранения бистабильности ориентации N-H связи пептидной группы O=C-N-H в структуре всех видов дипептидов L–аминокислот. С помощью полуэмпирических РМ3 и неэмпирических MP2 квантово-химических расчетов проводится сравнительный анализ поведения основных структурных, спектральных и термодинамических характеристик во всем ряду из 400 газофазных молекул дипептидов. Обсуждается влияние природы боковой группы аминокислотного остатка на формирование неплоской формы пептидной группы в дипептиде. Выделяются отличительные характеристики электронной структуры «неплоских» дипептидов. Показано, что в отличие от общепринятого мнения в структуре основного состояния дипептидов всегда присутствует непланарность O=C-N-H фрагмента, характер которой зависит от природы бокового остатка L-аминокислоты. На основании выделенных параметров электронной структуры дипептидов проведена классификация возникающего структурного полиморфизма фрагмента O=C-N-H. Делается вывод, что указанная особенность пептидной группы (её полиморфизм в зависимости от ближайшего химического окружения), может определять склонность конкретного дипептида к организации той или иной устойчивой формы вторичной структуры (α-спирали или β-слоя) природных или синтетических олигопептидных образований. |