ЗАПРЕЩЕННЫЕ КОНФОРМАЦИИ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ НА ПРИМЕРЕ β-ИЗГИБА β-ШПИЛЬКИ В SH3-ДОМЕНЕ А-СПЕКТРИНА

Приводятся результаты исчерпывающего конформационного анализа 0-изгибов, содержащих аминокислоту с запрещенной конформацией остова полипептидной цепи. Известно, что для первого остатка β-изгиба (Asn47) дистальной β-шпильки SH 3-домена α-спектрина характерна стерически запрещенная конформация основной цепи (значения двугранных углов Ф и Т находятся в правом нижнем квадранте карты Рамачандрана). Были проанализированы все структуры α-спектринов из банка PDB, содержащие аномальные элементы. Предложена идея, заключающаяся в том, что формирование запрещенной конформации обусловлено фиксацией (за счет структуры SH 3-домена) примыкающих к β-изгибу аминокислотные остатков β-структуры. Эти остатки ориентированы таким образом, что конформация остатков β-изгиба должна задействовать именно запрещенную локальную конформацию этого остатка, в то время как любые другие конформации β-изгиба (которые бы имели разрешенную локальную конформацию) невозможны. С целью доказательства правомерности данной идеи проведен конформационный анализ β-изгиба путем варьирования всех внутренних координат (две пары углов Ф и Ψ и два угла ω). В результате полного перебора по сетке с шагом 1° были отобраны конформации, соответствующие стереохимически допустимым локальным деформациям сегмента полипептдной цепи, входящего в β-изгиб. Установлено, что во всех полученный конформациях локальная конформация Asn47 оставалась в запрещенной области. Выявленные конформации включают экспериментально определенную структуру из банка PDB, а также дополнительный вариант, отличающийся от экспериментально установленный структур значениями пары углов Ф и Ψ второго остатка, принадлежащего β-изгибу. Значения этих углов попадают в область карты Рамачандрана вблизи линии Ф = 0 при отрицательные значениях ω, т.е. на запрещенную область, в которой не наблюдается экспериментальные точек. Таким образом, сформулированная идея, состоящая в том, что запрещенная конформация «навязывается» β-изгибу фиксацией примыкающих к нему остатков, подтверждается результатами проведенные вычислений. Топологические ограничения в контексте структуры в такого типа 0-шпильках исключают разрешенные локальные конформации.