II INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
Baku Engineering University
48
27-28 April 2018, Baku, Azerbaijan
Tetrapeptidin konformasiya analizinin aparılması ona daxil olan atomlar sayının və birqat
kimyəvi rabitələr sayının çox olması ilə əlaqədar mürəkkəbdir. Ona görə də bu məsələni yalnız
kompüter vasitəsilə həll etmək mümkündür.
Kompüterdə müvafiq hesablamalar aparmaq üçün Ala-Arg-Pro-Tyr-NH2 tetrapeptid
molekulunu
olduğu kimi, yəni bütün incəlikləri ilə kompüterə tanıtmaq lazımdır.
Bundan sonra ətrafında fırlanma mümkün olan birqat kimyəvi rabitələr müəyyənləşdirilir. Bu
rabitələrin heç də hamısı ətrafındakı fırlanmalar konformasiya enerjisinin dəyişməsinə səbəb olmur.
Ona görə də bu rabitələrdən yalnız ətrafındakı fırlanmaların konformasiya enerjisinin dəyişməsinə
səbəb olanlarını seçmək lazımdır. Molekul tam xarakterizə edən bütün kəmiyyətlər kompüterə
veridikdən sonra müvafiq proqram əsasında hesablamalar aparılmışdır.
Hazırki tədqiqat işində Şistostatin biomolekulunun Ala-Arg-Pro-Tyr-NH2 tetrapeptid nəzəri
konformasiya analizi üsulu ilə fəza quruluşu tədqiqi edilmişdir. Qarşıya qoyulan məsələni həll etmək
üçün molekuldaxili bütün növ (Van-der-Vaals, torsiyon, elektrostatik və hidrogen rabitəsi) qarçılıqlı
təsirlər nəzərə alınaraq molekulun ümumi enerjisi
U=U
v.v.
+U
tors
+U
el.
+U
h.r.
Ifadəsi ilə təyin olunmuşdur. Burada
12
6
.
.
ij
ij
ij
ij
v
q
r
B
r
А
U
)
cos
1
(
2
1
0
m
U
U
tor
,
exp
1
2
.
.
D
r
n
D
U
r
h
ij
j
s
e
r
q
q
K
U
1
.
.
kimi təyin olunur.
Düsturlardan A
ij
və B
ij
–atomların növündən asılı olan parametrlər, U
0
- potensial baryerin
hündürlüyü, φ –ikiüzlü bucaq, q,m- molekulun simmetriya elementlərindən asılı olan parametr, D-
hidrogen rabitəsinin dissosiasiya enerjisi,
r = r-r
0
qarşılıqlı təsirdə olan atomların tarazləq
vəziyyətindən etibarən yerdəyişməsi., n- empirik parametrdir.
Şəkil 1. Əsas zəncirin gediş formaları (a: e və f şeypləri, b: eee, eef, fee, fef, fff)
Nəzəri konformasiya metodunun əsasını molekulun mexaniki modeli təşkil edir. Bu modelə görə
molekul cüt-cüt qarşılıqlı təsirdə olan atomlardan ibarətdir. Bu halda molekulun mexaniki modelinə
görə atomun elektron-nüvə quruluşu diqqətə alınmır.
Şəkil 2 Ala1-Arg2-Pro3-Tyr4-NH
2
tetrapeptid graqmentinin qlobal konformasiyasının fəza quruluşu
II INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
Baku Engineering University
49
27-28 April 2018, Baku, Azerbaijan
E
ümumi
=-10,95 kkal/mol, E
nisbi
=0, şeyp –
eef, konformasiya
BB
3
BR
3
Tetrapeptid fraqmenti fəza quruluşu Hiper Chem proqramı vasitəsi ilə hesaba buraxılır.
Proqramda hər bir amin turşuna uyğun ikiüzlü bucaqlar daxil edilmişdir.
Şəkildə fraqmentin qlobal konformasiyaya uyğun iki üzlü bucaqlar (ω, φ, ψ), həndəsi
parametrləri öz əksini tapıb.
Apardığımız tədqiqatlar nəticəsində müəyyən olumuşdur ki, Ala-Arg-Pro-Tyr-NH
2
tetrapeptid
molekulu ümumiyyətlə quruluşca çevikdir, başqa sözlə onun çoxsaylı kiçikenerjili konformasiyaları
mövcuddur. Bunlar içərisində praktik baxımdan ən kiçik enerjili qlobal konformasiya və birbaşa ona
ən yaxın enerjili konformasiyalar əhəmiyyət kəsb eddir. Bu səbəbdən məhz həmin konformasiyaların
stabilləşməsində enerji payları cədvəl 2-də verilmişdir.
Cədvəl 2. Kiçikenerjili konformasiyasının stabilləşməsindəki enerji payları
Şeyp
Forma
Е
qey
Е
ele.st
Е
tors
Е
ümumi
Е
nisbi
eee
BB
3
BR
3
-10.44
0.42
1.07
-10.95
0
BB
3
BR
2
-8.31
0.43
0.90
-6.98
3.97
LB
3
BB
3
-10.15
0.53
1.23
-8.39
2.56
fee
RB
3
BR
2
-9.21
0.86
0.82
-7.53
3.42
RB
3
BR
3
-11.41
0.80
0.95
-9.66
1.29
RB
2
BR
3
-10.34
0.37
1.16
-9.80
1.15
eef
LB
1
RB
3
-9.16
0.85
1.68
-10.13
0.32
BB
3
RR
3
-8.61
0.87
1.19
-9.56
1.39
LB
3
RB
3
-9.53
0.73
2.20
-8.60
2.35
fef
RB
2
RR
3
-11.19
0.41
1.98
-10.39
0.66
BB
3
RB
2
-9.98
0.45
1.07
-8.47
2.48
RB
2
RB
2
-11.42
0.70
1.12
-9.60
1.35
Alınan nəticələrdən göründüyü kimi, enerjisi -10,95 kkal/mol olan qlobal konformasiya
(BB
3
BR
3
) eee şeypinə mənsubdur. Qlobal konformasiyanın stabilləşməsində əsas rolu qeyri-valent
qarşılıqlı təsirdir. Bu payın miqdarı E
q.v.=
-10,44 kkal/mol-dur. Qlobal konformasiyada elektrostatik
qarşılıqlı təsirin payı
st
e
E
.
=0,42
mol
kkal
, torsiyon enerji payı isə
tor
E
=1,07 kkal/mol -dur. Enerjisinə
görə qlobal konformasiyaya ən yaxın konformasiya RB
2
RR
3
fef şeypinə aiddir. Bu konformasiyada da
stabilləşmədə ən çox payı olan qeyri-valent qarşılıqlı təsirdir. Bu payın miqdarı E
q.v.
=-11,19 kkal/mol -
dur. Qalan enerji növlərinin payları
st
e
E
.
=0,41 kkal/mol, torsiyon enerji payı isə
tor
E
=1,98 kkal/mol –
dur, nisbi enerjisi isə E
nisbi
=0,66 kkal/mol-dur. Digər konformasiyaların enerjiyə görə paylanması
belədir: nisbi enerjisi E
nisbi
= 0,32 kkal/mol olan LB
1
RB
3
konformasiyası, qeyri-valent enerjisi E
q.v.
=
9,16 kkal/mol, elektrosatti enerjisi E
e.st
=0,85 kkal/mol, torsion enerjisi E
tors
=1,68 kkal/mol-dur.
Apardığımız tədqiqat işinin mühüm məsələlərindən biri də Ala1-Arg2-Pro3-Tyr4-NH
2
tetrapeptid
molekulunun əsas zəncirinin mümkün olan kiçikenerjili 4 şeypindən (
eee, fee, eef və
fef şeypləri) hər
birinin konformasiyasını müəyyənləşdirən daxili fırlanma bucaqlarının təyinidir.
ƏDƏBIYYAT
1.
Ding Q., Donly B.C., Tobe S.S., Bendena W.G. "Comparision of the allatostatin neuropeptide precursors in the
distantly related cockroaches Periplaneta Americana and Diploptera Punctata". Eur. J. Biochem., 1995, v.234, No.3,
p.737-746
2.
Попов Е.М. "Структурная организация белков" М., Наука, 1989, 352с.
3.
Popov E.M. "Quantitative approach to conformations of proteins" //Int. J. Quantum Chem., 1979, 16, p.707-737
4.
Momany F.A., McGuire R.F., Burgess A.W., Scheraga H.A. “Energy parameters in polypeptides: Geometric
parameters, partial atomic charges, nonbonded interaction for naturally occuring amino acid” //Phys. Chem., 1975,v.79,
p.2361-2381
5.
IUPAC-IUB Commision on Biochemical Nomenclature Abbreviations and Symbols for Description of Conformation
of Polypeptide Chains //Pure Applied Chem., 1974, v.40, p.291-308