Исследование механизма организации спиральной структуры олигопептидов

Выводы:

1. Заряженные аминокислотные остатки аспартата, глутамата, аргинина, лизина и гистидина не только стабилизируют альфа-спирали в пептидах и белках, но и обладают уникальным свойством инициировать образование элементов вторичной структуры такого типа. Следствием данного процесса является наблюдаемое пограничное расположение таких остатков — до или после спирального участка в последовательности.

2. Механизмы инициации «прямой» и «обратной» альфа-спирализации олигопептидов имеют общую природу. Ключевой вклад в этот процесс вносят боковые группы кислых и основных аминокислотных остатков, формирующие бифуркационные водородные связи с остовом пептида, приводящие к «спиральному» закручиванию его структуры.

3. В водной среде предлагаемый механизм инициирования первого витка альфа-спирали сохраняется, однако динамика спирализации растворенной молекулы оказывается замедленной, по крайней мере, на два порядка.

4. Предлагаемый механизм запуска образования альфа-спирали не противоречит экспериментальным данным и может использоваться для уточнения предсказательных алгоритмов определения содержания такого типа вторичной структуры в новых пептидах.

Заключение

:

Исследование особенностей электронной структуры отдельных аминокислот, коротких пептидов, а также исследование динамического поведения таких молекул является важной фундаментальной задачей, которая может успешно решаться с помощью современных методов компьютерного молекулярного моделирования.

В данной работе впервые в едином приближении проведены детальные и последовательные исследования сразу нескольких классов молекул: аминокислот, модельных монопептидов и олигопептидовпоказана возможность формирования бифуркационной водородной связи в боковых группах кислых аминокислотных остатков и обоснована ключевая роль такой связи в инициировании альфа-спиральной нуклеации на 1Ч-конце спиральных участковметодическая новизна работы заключается в совместном использовании двух дополняющих друг друга теоретических подходов — квантово-химического и молекулярно-динамического, что позволило связать особенности электронной структуры заряженных остатков с их ролью в динамическом поведении пептидов.

Подробно исследованные особенности электронного строения пептидов и аминокислотных остатков позволили обосновать ключевую роль боковых групп кислых и основных аминокислот не только для сталибизации альфа-спиралей, но и для их ускоренного сворачивания. На основе результатов удалось уточнить существующий механизм начала спирализации полипептидной цепи.

Результаты проведённых теоретических исследований имеют большое значение как для понимания фундаментальных процессов сворачивания пептидов и белков, так и для рационального дизайна конструируемых биомакромолекул.

1. Rose G.D., Fleming P. J., Banavar J.R., Maritan A. A backbone-based theory of protein folding. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2006. V.103. P.16 623−16 633.

2. Anfinsen C.B. Principles that govern the folding of protein chains. // Science. 1973. V.18. P.223−230.

3. Jeffrey G.A., Saenger W. Hydrogen bonding in biological structures. Springer-Verlag. 1991.569 P.

4. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х т. — M.: Мир., 1985. 367 стр.

5. Гурская Г. В. Структуры аминокислот. — М.: Наука., 1966. 159 стр.

6. Финкелыптейн А. В., Птицын О. Б. Физика белка. — М.: Книжный дом «Университет», 2002.376 стр.

7. Berman Н.М., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G., Bhat T.N., Weissig H., Shindyalov I.N., Bourne P.E. The Protein Data Bank. //Nucleic Acids Research. 2000. V.28. P.235−242.

8. Pauling L., Corey R.B. The structure of proteins: Two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain. //Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 1951. V.37. P.205−211.

9. Pauling L., Corey R.B. Configurations of Polypeptide Chains With Favored Orientations Around Single Bonds: Two New Pleated Sheets. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1951. V.37. P.729−740.

10. Pauling L, Corey R.B. The polypeptide-chain configuration in hemoglobin and other globular proteins. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1951. V.37. P.282−285.

11. Elliott A. and Malcolm B. R. Chain Arrangement and Sense of the a-Helix in Poly-L-Alanine Fibres. // Proc.Roy.Soc.London. 1959. A. 249. P.30−41.

12. Fasman G.D., Blout E.R. The Synthesis and the Conformation of Poly-L-serine and Poly-O-acetyl-L-serine. // Journal of the American Chemical Society. 1960. V.82. P.2262−2267.

13. Auer H.E., Doty P. The conformational stability of alpha-helical nonpolar polypeptides in solution. //Biochemistry. 1966. V.5. P.1716−1725.

14. Chou P.Y., Fasman G.D. Conformational parameters for amino acids in helical, betasheet, and random coil regions calculated from proteins. // Biochemistry. 1974. V.13. P.211−222.

15. Chou P.Y., Fasman G.D. Prediction of protein conformation. // Biochemistry. 1974. V.13. P.222−245.

16. Спирин A.C. Структура рибосомы и биосинтез белка. М: Высшая школа, 1986.

17. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Роберте К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. В 3-х томах, 2-е издание. М.: Мир, 1993.

18. Levinthal С. Are there pathways for protein folding? // J.Chim.Phys. PCB. 1968. V.65. P.44−45.

19. Karplus M. The Levinthal paradox: yesterday and today. // Fold.Des. 1997.V.2. P.69−75.

20. Shakhnovich E.I. Theoretical studies of protein-folding thermodynamics and kinetics. // Curr.Opin.Struct.Biol. 1997. V.7. P.29−40.

21. Honig B. Protein folding: from the Levinthal paradox to structure prediction. // J.Mol.Biol. 1999. V.293. P.283−93.

22. Shastry M.C., Roder H. Evidence for barrier-limited protein folding kinetics on the microsecond time scale. //Nat.Struct.Biol. 1998. V.5. P.385−392.

23. Jones C.M., Henry E.R., Hu Y, Chan C.K., Luck S.D., Bhuyan A., Roder H., Hofrichter J., Eaton W.A. Fast events in protein folding initiated by nanosecond laser photolysis. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1993. V.90. P. l 1860−11 864.

24. Pascher Т., Chesick J.P., Winkler J.R., Gray H.B. Protein folding triggered by electron transfer. // Science. 1996. V.271. P.1558−1560.

25. Mines G.A., Pascher Т., Lee S.C., Winkler J.R., Gray H.B. Cytochrome С folding triggered by electron transfer. // Chem.Biol. 1996. V.3. P.491−497.

26. Nolting B. Temperature-jump induced fast refolding of cold-unfolded protein. // Biochem.Biophys.Res.Commun. 1996. V.227. P.903−908.

27. Ballew R.M., Sabelko J., Gruebele M. Observation of distinct nanosecond and microsecond protein folding events. //Nat.Struct.Biol. 1996. V.3. P.923−926.

28. Ballew R.M., Sabelko J., Gruebele M. Direct observation of fast protein folding: the initial collapse of apomyoglobin. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1996. V.93. P.5759−5764.

29. Eaton W. A, Munoz V., Thompson P.A., Chan C.K., Hofrichter J. Submillisecond kinetics ofprotein folding. // Curr.Opin.Struct.Biol. 1997. V.7. P.10−14.

30. Tsong T.Y., Baldwin R.L. A sequential model of nucleation-dependent protein folding: kinetic studies of ribonuclease A. // J.Mol.Biol. 1972. V.63. P.453−469.

31. Tsong T.Y., Baldwin R.L., Elson E.L. The sequential unfolding of ribonuclease A: detection of a fast initial phase in the kinetics of unfolding. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1971. V.68. P.2712−2715.

32. Ptitsyn O.B. Thermodynamic parameters of helix-coil transitions in polypeptide chains. //Pure.Appl.Chem. 1972. V.3 l. P .227−244.

33. Finkelstein A.V., Ptitsyn O.B. Statistical analysis of the correlation among amino acid residues in helical, beta-structural and non-regular regions of globular proteins. // J.Mol.Biol. 1971. V.62.P.613−24.

34. Ptitsyn O.B. Stages in the mechanism of self-organization of protein molecules. // Dokl.Akad.Nauk SSSR. 1973. V.210.P.1213−1215.

35. Pande V.S., Grosberg A.Yu., Tanaka Т., Rokhsar D.S. Pathways for protein folding: is a new view needed? // Curr.Opin.Struct.Biol. 1998. V.8.P.68−79.

36. Dill K.A., Chan H.S. From Levinthal to pathways to funnels. // Nat.Struct.Biol. 1997. V.4.P.10−19.

37. Wolynes P.G. Energy landscapes and solved protein-folding problems. // Philos.Transact.A Math.Phys.Eng.Sci. 2005. V.363. P.453⁶⁴.

38. Bogatyreva N.S., Finkelstein A.V. Cunning simplicity of protein folding landscapes. // Protein Eng. 2001. V.14.P.521−523.

39. Лим В. И. Котрансляционное, косекреторное сворачивание белка и его ренатурация из денатурированного состояния. //Биофизика. 1991. Т.36. № 3.441−454.

40. Fedorov A.N., Baldwin Т.О. Cotranslational protein folding. // J.Biol.Chem. 1997. V. 272. P.32 715−32 718.

41. Башаров M.A. Котрансляционное сворачивание белков. // Биохимия. 2000. Т.65. Вып. 12. С.1639−1644.

42. Колб В. А. Котрансляционное сворачивание белков. // Молекулярная биология. 2001. Т.35, № 4. С.682−690.

43. Wright P.E., Dyson H.J., Lerner R.A. Conformation of peptide fragments of proteins in aqueous solution: implications for initiation of protein folding. // Biochemistry. 1988. V.20. P.7167−75.

44. Teale J.M., Benjamin D.C. Antibody as immunological probe for studying refolding of bovine serum albumin. Refolding within each domain. // J.Biol.Chem. 1977. V.10. P.4521−4526.

45. Blond-Elguindi S., Goldberg M.E. Kinetic characterization of early immunoreactive intermediates during the refolding of guanidine-unfolded Escherichia coli tryptophan synthase beta 2 subunits. // Biochemistry. 1990. V.29. P.2409−2417.

46. Спирин A.C. Молекулярная биология. Биосинтез белка. М.: Высшая школа, 1984.

47. Lim V.I., Spirin A.S. Stereochemical analysis of ribosomal transpeptidation. Conformation of nascent peptide. //J.Mol.Biol. 1986. V.188. P.565−574.

48. Tanford C. Protein denaturation. // Adv.Protein.Chem. 1968. V.23. P.121−282.

49. Anfinsen C.B., Scheraga H.A. Experimental and theoretical aspects of protein folding. // Adv.Protein.Chem. 1975. V.29. P.205−300.

50. Kim P. S., Baldwin R.L. Specific intermediates in the folding reactions of small proteins and the mechanism of protein folding. // Annu.Rev.Biochem. 1982. V.51. P.459−489.

51. Kim P. S, Baldwin R.L. Intermediates in the folding reactions of small proteins. // Annu.Rev.Biochem. 1990. V.59. P.631−60.

52. Privalov P.L. Stability of proteins. Proteins which do not present a single cooperative system. // Adv.Protein.Chem. 1982. V.35.P.1−104.

53. Creighton Т.Е. Protein folding. // Biochem.J. 1990. V.270. P. l-16.

54. Finkelstein A.V., Reva B.A. A search for the most stable folds of protein chains. // Nature. 1991. V.351. P.497−499.

55. Dill K.A., Bromberg S., Yue K., Fiebig K.M., Yee D.P., Thomas P.D., Chan H.S. Principles of protein folding a perspective from simple exact models. // Protein Sci. 1995. V.4. P.561−602.

56. Baum J., Brodsky B. Folding of peptide models of collagen and misfolding in disease. // Curr.Opin.Struct.Biol. 1999. V.9. P. 122−128.

57. Kelly J.W. The environmental dependency of protein folding best explains prion and amyloid diseases. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1998. V.95. P.930−932.

58. Jaenicke R. Folding and association of proteins. // Prog.Biophys.Mol.Biol. 1987. V.49. P. l 17−237.

59. Tsou C. Folding of the nascent peptide chain into a biologically active protein. // Biochemistry. 1988. V.27. P. 1809−1812.

60. Fischer G., Schmid F.X. The mechanism of protein folding. Implications of in vitro refolding models for de novo protein folding and translocation in the cell. // Biochemistry. 1990. V.29. P.2205−2212.

61. Jaenicke R. Protein folding: local structures, domains, subunits, and assemblies. // Biochemistry. 1991. V.30. P.3147−3161.

62. Baker D., Agard D.A. Kinetics versus thermodynamics in protein folding. // Biochemistry. 1994. V.33. P.7505−7509.

63. Chasse G.A., Rodriguez A.M., Mak M. L., Deretey E., Perczel A., Sosa C. P., Enriz R. D. and Csizmadia I. G. //J.Mol.Stract.(THEOCHEM). 2001. V.537. P.319−361.

64. Socci N.D., Onuchic J.N., Wolynes P.G. Protein folding mechanisms and the multidimensional folding funnel. // Proteins. 1998. V.32. P.136−58.

65. Dobson C.M. NMR spectroscopy and protein folding: studies of lysozyme and alpha-lactalbumin. // Ciba.Found.Symp. 1991. V.161. P.167−181.

66. Fersht A.R. From the first protein structures to our current knowledge of protein folding: delights and scepticisms. //Nat.Rev.Mol.Cell.Biol. 2008. V.9. P.650−654.

67. Mirny L.A., Finkelstein A.V., Shakhnovich E.I. Statistical significance of protein structure prediction by threading. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2000. V.97. P.9978−9983.

68. Dill K.A., Ozkan S.B., Shell M.S., Weikl T.R. The protein folding problem. // Annu.Rev.Biophys. 2008. V.37. P.289−316.

69. Daggett V. Protein folding-simulation. // Chem.Rev. 2006. V.106. P.1898−1916.

70. Ефимов A.B., Кондратова M.C. Сравнительный анализ межспиральных полярных взаимодействий в различных упаковках а-спиралей в белках. // Молекулярная биология. 2003. Том.37, № 3. Стр.515−521.

71. Рахманинова А. Б., Миронов А. А. Изменение энтропии свободной полипептидной цепи при образовании водородных связей. // Молекулярная биология. 2001. Том.35, № 3. Стр.451−461.

72. Go N. The consistency principle in protein structure and pathways of folding. // Adv.Biophys. 1984. V.18. P. 149−164.

73. Go N. Theoretical studies of protein folding. // Annu.Rev.Biophys.Bioeng. 1983. V.12. P.183−210.

74. Karplus M., Weaver D.L. Diffusion-collision model for protein folding. // Biopolymers. 1979. V.18. P.1421−1437.

75. Ptitsyn O.B. Structures of folding intermediates. Curr.Opin.Struct.Biol. 1995. V.5.P.74−78.

76. Galzitskaya O.V., Higo J, Finkelstein A.V. a-Helix and р-Hairpin Folding from Experiment, Analytical Theory and Molecular Dynamics Simulations. // Current Protein & Peptide Science. 2002. V.3. P.191−200.

77. Daidone I., D’Abramo M., Di Nola A., Amadei A. Theoretical characterization of alpha-helix and beta-hairpin folding kinetics. // J.Am.Chem.Soc. 2005. V.127. P.14 825−14 832.

78. Nolting В., Agard D.A. How general is the nucleation-condensation mechanism? Proteins. 2008. V.73. P.754−764.

79. Levitt M., Warshel A. Computer simulation of protein folding. // Nature. 1975. V. 253. P.694−698.

80. Tanaka S., Scheraga H.A. Model of protein folding: inclusion of short-, medium-, and long-range interactions. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1975. V.12. P.3802−3806.

81. Wright P.E., Dyson H.J., Lerner R.A. Conformation of peptide fragments of proteins in aqueous solution: implications for initiation of protein folding. //Biochemistry. 1988. V.27. P.7167−7175.

82. Sansom M.S., Tieleman D.P., Berendsen H.J. The mechanism of channel formation by alamethicin as viewed by molecular dynamics simulations. // Novartis.Found.Symp. 1999. V.225. P.128−141.

83. Skolnick J., Kolinski A. Dynamic Monte Carlo simulations of a new lattice model of globular protein folding, structure and dynamics. //J.Mol.Biol. 1991. V.221. P.499−531.

84. Sung S.S., Helix folding simulations with various initial conformations. // Biophys.J. 1994. V.66. P.1796−1802.

85. Sung S.S., Folding simulations of alanine-based peptides with Lysine residues. // BiophysJ. 1995. Y.68.P.826−834.

86. Cheung M.S., Garcia A.E., Onuchic J.N. Protein folding mediated by solvation: water expulsion and formation of the hydrophobic core occur after the structural collapse. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2002. V.99. P.685−690.

87. Zhou R. Trp-cage: folding free energy landscape in explicit water. // Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 2003. V.100. P.13 280−13 285.

88. Herges T, Wenzel W. In silico folding of a three helix protein and characterization of its free-energy landscape in an all-atom force field. //Phys.Rev.Lett. 2005. V.94. P.18 101.

89. Levy Y, Onuchic J.N. Water mediation in protein folding and molecular recognition. // Annu.Rev.Biophys.Biomol.Struct. 2006. V.35. P.389−415.

90. Sasaki S., Noda Y. Aquaporin-2 protein dynamics within the cell. // Curr.Opin.Nephrol.Hypertens. 2007. V.16. P.348−352.

91. Snow C. D, Sorin E.J., Rhee Y.M., and Pande V.S. How well can simulation predict protein folding kinetics and thermodynamics? // Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 2005. V.34. P.43−69.

92. Scheraga H. A, Khalili M., Liwo A. Protein-folding dynamics: overview of molecular simulation techniques. // Annu.Rev.Phys.Chem. 2007. V.58. P.57−83.

93. Шайтан K.B., Терёшкина К. Б. Молекулярная динамика белков и пептидов. Методическое пособие. М: МГУ, 2004.

94. Михайлюк Максим Григорьевич. Молекулярная динамика элементов вторичной структуры и пространственно-временные корреляции атомных групп в белках. Дисс. на соискание ученой степени канд. физ-мат. наук. Москва. 2003.

95. Forcellino F., Derreumaux P. Computer simulations aimed at structure prediction of supersecondaiy motifs in proteins. //Proteins. 2001. V.45. P.159−166.

96. Gumbart J., Wang Y., Aksimentiev A., Tajkhorshid E., Schulten K. Molecular dynamics simulations of proteins in lipid bilayers. // Curr.Opin.Struct.Biol. 2005. V.15. P.423−431.

97. Karplus M., Kuriyan J. Molecular dynamics and protein function. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2005. V.102. P.6679−6685.

98. Richardson J.M., Lopez M.M., Makhatadze G.I. Enthalpy of helix-coil transition: missing link in rationalizing the thermodynamics of helix-forming propensities of the amino acid residues. //Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2005. V.102. P.1413−1418.

99. Marqusee S., Robbins V.H., Baldwin R.L. Unusually stable helix formation in short alanine-based peptides. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1989. V.86. P.5286−90.

100. Karpen M.E., Tobias D.J., Brooks C.L.3rd. Statistical clustering techniques for the analysis of long molecular dynamics trajectories: analysis of2.2-ns trajectories ofYPGDV. // Biochemistry. 1993. V.32. P.412−420.

101. Baldwin R.L. Alpha-helix formation by peptides of defined sequence. // Biophys.Chem. 1995. V.55. P. l27−35.

102. Takano M., Yamato Т., Higo J., Suyama A., and Nagayama K. Molecular dynamics of a 15-residue poly (L-alanine) in water: Helix formation and energetics. // J.Am.Chem.Soc. 1999. V.121.P. 605−612.

103. Daura X., Gademann К., Jaun В., Seebach D., van Gunsteren F., and Mark A.E. Peptide Folding: When Simulation Meets Experiment. // Angew.Chem.Int.Ed. 1999. V.38. P.236−240.

104. Hummer G., Garcia A.E., Garde S. Helix nucleation kinetics from molecular simulations in explicit solvent. //Proteins. 2001. V.42. P.77−84.

105. Hiltpold A., Ferrara P., Gsponer J., and Caflisch A. Free Energy Surface of the Helical Peptide Y (MEARA)6 // J.Phys.Chem.B. 2000. V.104. P.10 080−10 086.

106. Vila J.A., Ripoll D.R., Scheraga H.A. Physical reasons for the unusual alpha-helix stabilization afforded by charged or neutral polar residues in alanine-rich peptides. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2002. V.97. P.13 075−13 079.

107. Gnanakaran S., Nymeyer H., Portman J., Sanbonmatsu K.Y., Garcia A.E. Peptide folding simulations. // Curr.Opin.Struct.Biol. 2003. V.13. P. 168−174.

108. Garcia A. E, Sanbonmatsu K.Y. a-Helical stabilization by side chain shielding of backbone hydrogen bonds. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 2002. V.99. P.2782−2787.

109. Ramajo A.P., Petty S.A., Starzyk A., Decatur S.M., and Volk M. The alpha-Helix Folds More Rapidly at the C-Terminus Than at the N-Terminus. // J.Am.Chem.Soc. 2005. V.127. P.13 784−13 785.

110. Foresman J.B., Frisch /Eleen «Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods», Second Edition. //Pittsburgh: Gaussian Inc. 1996.

111. Кларк Т. «Компьютерная химия»: пер. с англ. // Москва: Мир — 1990.

112. Weiner S J., Kollman Р.А., Nguyen D.T., and Case D.A. An all-atom force field for simulations of proteins and nucleic acids. // J.Comp.Chem. 1986. V.7. P.230−252.

113. Hartree D.R. «The wave-mechanics of an atom with a non-Coulomb central field. Part I. Theory and methods» // Proc.Camb.Phil.Soc. 1928. V.24. P.89−132.

114. Moller C., Plesset M.S. Moller-Plesset perturbation theory of order n for electron correlation. //Phys.Rev. 1934. V.46. P.618−624.

115. Pople J., Beveridge D.L. (Approximate Molecular Orbital Theory" // McGraw-Hill, New York-1970.

116. Dewar M.J. «The Molecular Theory of Organic Chemistry» // McGraw-Hill, New York 1969.

117. Dewar M.J., Thiel W. Ground States of Molecules. The MNDO Method. Approximations and Parameters. //JAm.Chem.Soc. 1977. V.99. P.4899−4912.

118. Dewar M.J., Zoebisch E.G., Healy E.F., Stewart J.P. AMI: A New General Purpose Quantum Mechanical Molecular Model. // J.Am.Chem.Soc. 1985. V.107. P.3902−3909.

119. Stewart J.J.P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods. I. Method. // J.Comput.Chem. 1989. V.10. P.209−220.

120. Stewart J.J.P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods. II. Applications. //J.Comput.Chem. 1989. V. 10. P.221−264.

121. Stewart J.J.P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods. Ш. Extension of PM3 to Be, Mg, Zn, Ga, Ge, As, Se, Cd, In, Sn, Sb, Те, Hg, Tl, Pb, and Bi. // J.Comput.Chem. 1991. V.12. P.320−341.

122. Stewart J.J.P. MOPAC: A General Molecular Orbital Package. // Quant.Chem.Prog.Exch. 1990. V.10. P.86−97.

123. Stewart J.J.P. Application of Localized Molecular Orbitals to the Solution of Semiempirical Self-Consistent Field Equations. // Int.J.Quant.Chem. 1996. V.58. P.133−146.

124. Becke A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange. // J.Chem.Phys. 1993. V.98. P.5648−5652.

125. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. // Phys.Rev.B. 1988. V.37. P.785.

126. Miehlich В., Savin A., Stoll H., Preuss H. Results obtained with the correlation energy density functionals of Becke and Lee, Yang and Parr. // Chem.Phys.Lett. 1989. V.157. P.200−211.

127. Weiner S.J., Kollman P.A., Case D.A., Chandra Singh U., Ghio C., Alagona G., Profeta S., Weiner P. A new force field for molecular mechanical simulation of nucleic acids and proteins. // J.Am.Chem.Soc. 1984. V.106. P.765−784.

128. Weiner S.J., Kollman P.A., Nguyen D.T., Case D.A. An all-atom force field for simulations of proteins and nucleic acids. //J.Comp.Chem. 1986. V.7. P. 230−252.

129. McCammon J.A., Gelin B.R., Karplus M. Dynamics of folded proteins. // Nature. 1977. V.267. P.585−590.

130. Минкин В. И., Симкин Б .Я., Миняев P.M., «Теория строения молекул». М., Наука, 1997.

131. Немухин А. В., Компьютерное моделирование в химии. // Соросовский образовательный журнал. № 26, 1998, стр. 48−54.

132. Степанов Н. Ф., Потенциальные поверхности и химические реакции. // Соросовский образовательный журнал. № 10, 1996, стр. 33−38.

133. David С. Young Computational Chemistry. Willey & Sons Publication, Inc. 2001.

134. Dos Santos H., De Almeida W.B. MNDO/AM1/PM3 quantum mechanical semiempirical and molecular mechanics barriers to inertial rotation: a comparative study. // J.Mol.Struct (THEOCHEM). 1995. V.335. P.129−139.

135. Wang J., Cieplak P. and Kollman P.A. How well does a Restrained Electrostatic Potential (RESP) model perform in calculating conformational energies of organic and biological molecules?//J.Comput.Chem. 2000. V.21. P.1049−1074.

136. Sellers H.L., Schafer L. Investigations Concerning the Apparent Contradiction between the Microwave Structure and the ab Initio Calculations of Glycine // J.Am.Chem.Soc. 1978. V.100. P.7728−7729.

137. Cox J. and Pilcher G. Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds. // Academic Press New York, NY, 1970.

138. Ngauv S., Sabbah.R., Laffitte.M. Thermodynamique de composes azotes. III. Etude thermochimique de la glycine et de la L-a-alanine // Thermochim.Acta. 1977. V.20. P.371−380.

139. Sabbah R., Laffitte M. Thermodynamique de composes azotes. IV. Etude thermochimique de la sarcosine et de la L-proline //Bull.Soc.Chim.Fr. 1978 V.l. P.50−52.

140. Sabbah R., Laffitte M. Enthalpy of formation of solid L-proline // J.Chem.Thermodyn. 1978. V.10. P.100−102.

141. Sabbah R., Minadakis C. Thermodynamique de substances soufrees. II. Etude thermochimique de la L-cysteine et de la L-methionine // Thermochim. Acta. 1981. V.43. P.269−277.

142. Герцберг Г. Электронные спектры и строение многоатомных молекул. Пер. с англ.-М.: Мир, 1969.

143. Гурская Г. В. Структуры аминокислот. — М.: Наука, 1966.

144. Wright L.R., Borkman R.F. Ab Initio Self-Consistent Field Calculations on Some Small Amino Acids // J.Am.Chem.Soc. 1980. V.102. P.6207−6210.

145. Csaszar A.G. Conformers of gaseous glycine. // J.Am.Chem.Soc. 1992. V.114. P.9568−9575.

146. Попов E.M. Проблема белка. Т. З. Структурная организация белка. М.: Наука, 1997. 604 с.

147. Ramachandran G.N., Ramakrishnan С. and Sasisekharan V. Stereochemistry of polypeptide chain configurations. // J.Mol.Biol. 1963. V.7. P.95−99.

148. Ramachandran G.N., and Sasisekharan V. Conformation of polypeptides and proteins. // Adv. Protein Chem. 1968. V.23. P.283−437.

149. Leach S., Nemethy G. and Scheraga H.A. Computation of the sterically allowed conformations of peptides. // Biopolymers. 1966. V.4. P.369−407.

150. Scott R.A. and Scheraga H.A. Conformational analysis of macromolecules. Ш. Helical structures of polyglycine and poly-L-alanine. // J.Chem.Phys. 1966. V.45. P.2091;2101.

151. Bohm H-J. and Brode S. Ab Initio SCF calculations on low-energy conformers of N-Acetyl-N-methylalaninamide and N-Acetyl-N-methylglycinamide. // J.Am.Chem.Soc. 1991. V. l 13. P.7129−7135.

152. Frey R.F., Coffin J., Newton S.Q., Ramek M., Cheng V.K.W., Momany F.A. and Schaefer L. Importance of correlation-gradient geometry optimization for molecular conformational analysis. // J.Am.Chem.Soc. 1992. V. l 14. P.5369−5377.

153. Shang H.S. and Head-Gordon T. Stabilization of helices in glycine and alanine dipeptides in a reaction field model of solvent. // J.Am.Chem.Soc. 1994. V. l 16. P.1528−1532.

154. Bisetty K., Catalan J.G., Kruger H.G. and Perez J.J. Conformational analysis of small peptides of the type Ac-X-NHMe, where X=Gly, Ala, Aib and Cage. // J.Mol.Struct.(THEOCHEM). 2005. V.731. P.127−137.

155. Stepanian S.G., Reva I.D., Radchenko E.D. and Adamowicz L. Conformers on nonionized proline. Matrix-isolation infrared and post-Hartree-Fock ab initio study. // J.Phys.Chem. 2001. V.105. P.10 664−10 672.

156. Mohle K. and Hofmann H-J. Stability order of basic peptide conformations reflected by density functional theory // J.Mol.Model. 1998. V.4. P.53−60.

157. Кондратьев M.C., Самченко A.A., Комаров B.M., Кабанов А. В. Некоторые аспекты структуры и конформационной лабильности природных L-аминокислот и модельных олигопептидов. // «Математика. Компьютер. Образование». 2005. Том 12. Стр.899−916.

158. Кондратьев М. С., Самченко А. А., Комаров В. М., Кабанов А. В. Сравнительный конформационный анализ вращательных изомерных форм свободных метиламидов N-ацетил-альфа-Ь-аминокислот. // «Математика. Компьютер. Образование». 2006. Том 13. Стр.443−452.

159. Кондратьев М. С., Кабанов А. В., Комаров В. М. «Спиралеобразующие» конформеры в структурной организации метиламидов М-ацетил-альфа-Ь-аминокислот. Квантово-химический РМЗ анализ. // Биофизика. 2007. Т.52. № 3. Стр.401−408.

160. Птицын О. Б. Стадийный механизм самоорганизации белковых молекул. // Докл. АН СССР. 1973. Т.210, Стр.1213−1215.

161. Zagrovic В., Snow C.D., Shirts M.R. and Pande V.S. Simulation of Folding of a small alpha-helical protein in atomistic detail using worldwide-distributed computing // J.Mol.Biol. 2002. V.323. P.927−937.

162. Ananda K, Vasudev P.G., Sengupta A., Raja K.M.P., Shamala N., Balaram P. Polypeptide helices in hybrid peptide sequences. // J.Am.Chem.Soc. 2005. V.127. P.16 668−16 674.

163. Leach S., Nemethy G. and Scheraga H.A. Computation of the sterically allowed conformations of peptides. // Biopolymers. 1966. V.4. P.369−407.

164. Scott R.A. and Scheraga H.A. Conformational analysis of macromolecules.III. Helical structures of polyglycine and poly-L-alanine. // J.Chem.Phys. 1966. V.45. P.2091.

165. Bloom S.M., Fasman G.D., de Loze С., and Blout E.R. The Effect of Amino Acid Composition on the Conformations of Synthetic Polypeptides, Polymers and Copolymers of L-Methionine S-Methyl-L-cysteine and L-Valine. // J.Am.Chem.Soc. 1962.V.84, P.458−463.

166. Kotelchuk D., Scheraga H.A. The Influence of Short-Range Interactions on Protein Conformation, I. Side Chain-Backbone Interactions within a Single Peptide Unit. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1968. V.61. P. l 163−1170.

167. Cook D.A. The relation between amino acid sequence and protein conformation. // J.MoI.BioI. 1967. V.29. P.167−171.

168. Cochran D.A., Penel S. and Doig AJ. Effect of the N1 residue on the stability of the a-helix for all 20 amino acids. //Protein Science. 2001. V. 10. P.463−470.

169. Iqbalsyah T.M. and Doig AJ. Effect of the N3 residue on the stability of the a-helix. //Protein Science. 2004. V.3. P.32−39.

170. HyperChem™ Professional 7.51, Hypercube, Inc., 1115 NW 4th Street, Gainesville, Florida 32 601, USA.

171. Ren P. and Ponder J.W. Polarizable Atomic Multipole Water Model for Molecular Mechanics Simulation. //J.Phys.Chem.B. 2003. V.107. P.5933−5947.

172. Пермяков C.E., Пермяков E.A. Использование методов белковой инженерии в исследовании кальцийсвязывающих белков. // Биофизика. 2000. Т.45. № 6. С.990−1006.

173. Kondratyev M.S., Kabanov A.V., Samchenko A.A., Komarov V.M. Aspartic and Glutamic acids are important for alpha-helix folding. // JBSD. 2007. V.24. P.756.

174. Jeffrey G.A., Saenger W. «Hydrogen bonding in biological structures» // SpringerVerlag — 1991 569 P.

175. Papoian G.A., Ulander J., and Wolynes P.G. Role of Water Mediated Interactions in Protein-Protein Recognition Landscapes. // J.Am.Chem.Soc. 2003. V.125. P.9170−9178.

176. Papoian G.A., Ulander J., Eastwood M.P., Luthey-Schulten Z., and Wolynes P.G. Water in protein structure prediction. //Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 2004. V.101. P.3352−3357.

177. Levy Y. and Onuchic J.N. Water and proteins: a love-hate relationship. // Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 2004. V.101. P.3325−3326.

178. Yao S., Torres A.M., Azad A.A., Macreadie I.G., Norton R.S. Solution structure of peptides from HIV-l Vpr protein that cause membrane permeabilization and growth arrest. // J.Pept.Sci. 1998. V.4. P.426−435.

179. Takemura K., Kitao A. Effects of water model and simulation box size on protein diffusional motions. // J.Phys.Chem.B. 2007. V. l8. P. l 1870−11 872.2101.