IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
29
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
bioloji təsirini müəyyən fəza quruluşunda göstərirlər. Molekul bioliji təsir göstərəndə mütləq hansısa
konformasiya halında olmalıdır. Konformasiyanın dayanıqlı olması, yəni, bioloji təsirə malik olması
üçün onun enerjisinin minimum olduğu hal olmalıdır.
Təqdim olunmuş işdə Acetyl-Ser-Lys-Lys-Arg-CONH2 (Ac-Asetil, S-Ser, K-Lys, R-Arg).
tetrapeptidinin fəza quruluşu nəzəri konformasiya analizi üsulu ilə polyar mühit üçün (dielektrik sabiti
=10) tədqiq olunmuşdur[4]. Acetyl-Ser-Lys-Lys-Arg-CONH2 iki sonluq qrupundan və dörd
aminturşusu qalığından ibarətdir. Hesablama modeli 88 atomdan ibarətdir. Bu tetrapeptidin vücuda
zərəri olmadığı tapılmışdır.
Müzakirə və Nəticələr
Kimyəvi quruluşuna görə Ser-Lys-Lys-Arg tetrapeptidi müxtəlif tipli aminturşusu qalıqlardan
təşkil olunub. Birinci (Serin Ser) qalığın polyar şaxəli yan zənciri var. İkinci, üçüncü və dördüncü
qalığın nisbətən uzun müsbət yüklü yan zəncirləri var. Hesablamada ikiüzlü fırlanma bucaqları
göstərilmişdir. İkiüzlü fırlanma bucaqlarının işarələri və qiymətləri beynəlxalq nomenklaturaya
uyğundur. Torsion qarşılıqlı təsir enerjilərini hesablamaq üçün potensial funksiyalar, atomlardakı
parsial yüklərin qiymətləri valent bucaqlarının qiymətləri və valent rabitələrinin uzunluqları Momani
və Şeraqanın məqaləsindən götürülmüşdür.İlkin hesablama variantların seçilməsində Ser, Lys və Arg
qalıqları üçün B və R formaları istifadə olunmuşdur. Məlumdur ki, dörd qalıdqan ibarət olan peptid
molekulu 8 optimal fəza quruluşu tipi yarada bilir: eee, efe, eef, eff, ffe, fef, fee və fff. lkin
variantlarda əsas zəncirin hər bir forması üçün qalığların yan zəncirlərinin müxtəlif orientasiyaları
nəzərə alınmışdır: 1=60˚,2=180˚və 3=-60˚. Nəticədə hesablamada tetrapeptid üçün 648 ilkin variantlar
seçilib minimizə olunmuşdur. Cədvəl 1-.də səkkiz şeypin hər birinin ən optimal konformasiyalarının
qarşılıqlı təsir qüvvələrin enerji payları müqayisəli şəkildə verilmişdir.
Cədvəl 1. Ser-Lys-Lys-Arg tetrapeptidinin optimal konformasiyalarının qarşılıqlı təsir qüvvələrin enerji payları.
Şeyp
Konformasiya
Qarşılıqlı təsir qüvvələrin payları (kkal/mol)
E
qval
E
els
E
tor
E
ümumi
E
nisbi
eee
B3B3B12B12 -18,2
16,5 1,5 -0,2 1,8
eef B3B3R32R32
-18,7 17,7
1,3
0,3
2,4
efe B3R3B32B32
-20,7 18,4
0,9
-2,0
0,0
eff B2R3R22R22
-16,5 18.0
0,4
1,9
4,0
fee R1B3
B22B12
-18,4 16,5
1,4
-0,5
1,5
fef
R1 B3 R22R22
-19,4
16,9
1,5
-0,9
1,1
ffe
R2 R3 B32B12
-19,9
18,0
1,5
-0,4
1,6
fff R3R2
R22R12
-22,4 21,3 1,0
-1,8
0,2
Cədvəl 1-dən göründüyü kimi tetrapeptidinin bütün optimal konformasiyalarında ən əhəmiyyətli
stabilləşdirici rolu elektrostatik təsirlərin enerji payına düşür, sonra isə növbə torsion qarşılıqlı
təsirlərindir. İlkin variantların hesablanması nəticəsində müəyyən olundu ki, ən stabil konformaiya efe
şeypinə aiddir. Bu şeypə məxsus olan ən stabil konformasiya B3R3B32B32 qlobal konformasiya
adlandırıla bilər, çünkü başqa şeyplərə məxsus olan hesablanmış və minimizə olunmuş
konformasiyalar bu konformasiyaya nisbətən yüksək enerjili quruluşlardır. Cədvəl 1-dən göründüyü
kimi eneji cəhətdən əlverişli konformasiyada dörd amin turşu qalığının ikincisi (Lys2) spiralvari
quruluşunda effektiv qarşılıqlı təsirlər yaranır. Enerji cəhətdən efe şeypindən sonra ən əlverişli
konformasiyalar fff şeypinə məxsusdur. R3R2R22R12 konformasiyasının nisbi enerjisi qlobal
konformasiyadan 0,2 kkal/mol qədər çoxdur, bu konformasiya əsasən elektrostatik və qeyri-valent
qarşılıqlı təsir enerjisinin verdiyi paya görə ən kiçik enerjili konformasiyadan fərqlənir. Məsələn
qlobal konformasiyada çox effektiv qarşılıqlı təsirlər bunlardır: Ser və Arg (enerji payı -5,8 kkal/mol
və Arg və Arg (enerji payı-3,4 kkal/mol). Eyni zamanda fff şeypinin ən optimal konformasiyasında
R3R2R22R12 (nisbi enerjisi 0,2 kkal/mol) eyni qalıqlar-arası qarşılıqlı təsirlər əmələ gəlirlər: Ser və
Arg (enerji payı -6,3 kkal/mol və Ser və Lys3 (enerji rayı -3,1 kkal/mol). Cədvəl 1-də tetrapeptidinin
enerji cəhətdən ən əlverişli konformasiyalarının daxili fırlanma bucaqlarının qiymətləri göstərilmişdir.
IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
30
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
Cədvəl 2. Ser-Lys-Lys-Arg tetrapeptidinin ən optimal konformasiyalarının daxili fırlanma bucaqlarının qiymətləri.
I- B3R3B32B32 , II- R1B3R22R22 , III- B3B3B12B12 , IV- B3B3R32R32, V- R3R2R22R12
Amin
turşusu
Bucaq
Aşağı enerjili konformasiyalar
I
II
III
IV
V
Ser
-100 -80 -79 -80 -64
99 -62 78 90
-39
ω
178 173 181 179
179
1
-59 56 -62 -62
-59
2
180 180 179 179
180
Lys
-115 -91 -92 -93 -79
-65 64 75 81 -34
ω
176 185 180 187
-176
1
-60 -59 -59 -60
182
2
180 180 178 179
178
3
180 180 181 180
180
4
180 180 179 180
180
5
180 180 180 180
180
Lys
-126 -105 -149 -112
-66
95 -60 161
-63
-45
ω
176 179 179 178
-181
1
-60 182 60 -58
181
2
-180 176 178 178 179
3
180 180 181 180
180
4
180 179 179 179
180
5
180 180 180 180
180
Arg
-126 -99 -146 125 -78
100 -54 160 -59 -34
ω
180 180 180 180
-176
1
-62 183 59 -65
72
2
182 178 180 181
188
3
179 179 180 178
178
4
181 180 179 181
180
Enis(kkal/m
ol)
0,2 0,9 1,6 2,2
0,0
Ən aşağı enerjili konformasiyaların ikiüzlü bucaqları əsasında atomların üç ölçülü koordinatları
müəyyən edilmiş və molekulun fəza modelləri qurulmuşdur. Aparılan tədqiqat bu molekulun mühüm
quruluş əlamətlərini müəyyənləşdirməyə və bu məlumatlar əsasında dərman əhəmiyyətli preparatların
yaranmasına imkan verə bilər.
IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
31
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
ALA-LEU-ALA TRİPEPTİD MOLEKULUNUN KONFORMASİYA
XÜSUSİYYƏTLƏRİNİN və ELEKTRON QURULUŞUNUN TƏDQİQİ
Ülkər KƏRİMLİ
Qafqaz Universiteti
ulkerimli@gmail.com
AZƏRBAYCAN
Niftalı QOCAYEV
Qafqaz Universiteti, Bakı Dövlət Universiteti
nqocayev@qu.edu.az
AZƏRBAYCAN
Nəzəri konformasiya analizi üsulu ilə Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun fəza quruluşu və
konformasiya xassələri tədqiq olunmuşdur. Hesablamalar nəticəsində molekulun aşağı enerjili
konformasiyalarının ikiüzlü bucaqlarının qiymətləri, qalıqlararası qarşılıqlı təsirlərin enerji payları və
molekulun optimal fəza quruluşunun modeli müəyyənləşdirilmişdir.
Nəzəri konformasiya analizi üsuluna əsaslanaraq Ala-Leu-Ala tripeptidinin mümkün olan
konformasiyaları kompyüterdə modelləşdirmə yolu ilə müəyyənləşdirilmiş və onun fəza quruluşu
polyar mühitdə (ε=10) tədqiq olunmuşdur. Nəzəri konformasiya analizi üsulunda peptid molekunun
tam potensial enerjisi Van-der-Vaals , elektrostatik, torsion qarşılıqlı təsirlərinin və hidrogen
rabitələrinin enerjilərininadditiv cəmi kimi nəzərə alınmışdır. Enerji payları atom-atom potensialları
əsasında hesablanmışdır. Konformasiya məsələlərinin həlli zamanı N.M.Qocayev, L.İsmayılova və
İ.S.Maksumov tərəfindən tərtib edilmiş universal proqram alqoritmindən istifadə edilmişdir. Enerjinin
minimallaşması qradient üsulu ilə aparılmışdır. İkiüzlü bucaqlar İUPAC-İUB nomenklaturasına
əsasən qiymətləndirilmişdir [3]. Hər bir şeyp özünə məxsus əsas və yan zəncirlərin qarşılıqlı təsirlərini
yaradır.Ala- Leu-Ala tripeptid molekulu 42 atomdan ibarətdir, hesablamalar hər bir amin turşusu
qalığının sərbəst haldakı mümkün konformasiyaların ikiüzlü bucaqları əsasında aparılmışdır.
Cədvəl 1. Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun hər şeypə aid ən kiçik enerjili konformasiyaları stabilləşdirən qarşılıqlı
təsirlərin enerji payları (kal/mol).
№ Konformasiya
Şeyp E
q.v
E
el
E
tor
E
üm
E
nisbi
1
RR22R
ff
-8,9 -0,1 3 -5,9 0
2 RR22L
fe
-6,1
3,8
1,1
-0,6
5,3
3 BR22R
ef
-7,1
1,9
1,8
-3,4
2,6
4 LR22R
ef
-6,3
2,4
1,3
-2,1
3,9
5 BB22L
ef
-1,1
1,9
2,5
3,4
3,9
6 BB22R
ee
-5,0
2,9
1,5
-1,9
4,1
7 BR22L
ee
-6,3
3,3
1,7
-1,3
4,7
8 RB22R
fe
-6,1
3,3
1,5
-1,2
4,8
9 BL31R
fe
-5,1
2,7
1,6
-0,8
5,2
10 LB31R
ee
-5,5
3,5
1,3
-0,7
5,2
11 LR22L
ee
-5,8
3,8
1,5
-0,5
5,5
12 RL31R
ee
-5,2 3,6 1,6 0,1 6,1
Hesablamalar nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki, Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun ən aşağı
enerjili RR22R konformasiyasında tam bükülü quruluş əmələ gəlir və bu quruluş hidrogen rabitələri
ilə stabilləşir. Hesablamalar nəticəsində molekulun bütün aşağı enerjili konformasiyaların ikiüzlü
bucaqların qiymətləri və qalıqlararası qarşılıqlı təsirlərin enerji payları müəyyən edilmişdir.
Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunda yaranan hidrogen rabitələri və onların parametrləri cədvəl 2-
də verilmişdir. Cədvəldə hər şeypə aid olan ən optimal konformasiyalarda yaranan hidrogen
rabitələrinin parametrləri göstərilmişdir. Buradan aydın görünür ki, hər bir şeypin ən optimal
konformasiyalarının hər birində hidrogen rabitəsi yaranır və bu daha çox 1....12 və 3...12 atomları
arasında əmələ gəlir.
IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
32
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
Cədvəl 2. Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunda hər şeypə daxil olan ən optimal konformasiyalarında əmələ gələn
hidrogen rabitələrinin parametrləri.
№
Şeyp
Konformasiya Atomların sıra
nömrəsi
Rabitənin
uzunluğu(Ǻ)
Rabitənin
enerjisi(kkal/mol)
1. ee BB22R
1.................12
3.................12
33...............41
2,86
2,44
2,76
-0,12
-0,40
-0,16
2. ef BR22R
1.................12
3.................12
33...............41
2,88
2,37
2,78
-0,12
-0,49
-0,15
3. fe RB22R
14...............31
33...............41
2,91
2,77
-0,11
-0,16
4. ff RR22R
1.................41
3.................42
33...............41
2,07
1,98
2,81
-1,05
-1,23
-0,14
Hesablamalar nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki, Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun ff şeypinə
aid olan ən aşağı enerjili RR22R konformasiyasında tam bükülü quruluş əmələ gəlir. Tam bükülü
quruluş olduğuna görə, N- və C- sonluqları atomları arasında hidrogen bağının
Ala1NH3…OOCAla3 əmələ gəlməsi hesabına nəticədə kvaziqapalı quruluş yaranır. Bu hidrogen
rabitəsinin uzunluğu 2,81A0 və enerjisi isə -0,14 kkal/mol təşkil edir.
Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun ən əlverişli konformasiyalarının elektron quruluşu müəyyən
edilmişdir. Tədqiqat Hyperchem proqramı paketinin nəzdindəki CNDO proqramı vasitəsilə
aparılmışdır. CNDO metodu vasitəsilə Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun ən əlverişli
konformasiyasında elektron sıxlığı müəyyən edilmişdir.
Şəkil 1. Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunda elektron sıxlığının paylanması.
Hesablamalarla əldə edilən nəticələr- Ala-Leu-Ala tripeptid molekulunun kiçikenerjili
konformasiyaları, bu konformasiyaların stabilləşməsində iştirak edən bütün qarşılıqlı təsirlərin eneji
paylarının təyini, molekul daxilində elektron buludunun paylanması böyük elmi və praktik əhəmiyyət
kəsb edir.
IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
33
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
ARG-TYR DİPEPTİD MOLEKULUNUN FƏZA VƏ ELEKTRON
QURULUŞU
A.V. SÜLEYMANLI
Qafqaz Universiteti
asuleymanli@std.qu.edu.az
1AZƏRBAYCAN
G.Ə.AĞAYEVA
Bakı Dövlət Universiteti
gagayeva1@qu.edu.az
AZƏRBAYCAN
Məlumdur ki, Arg-Tyr antioksidant biopeptidi insan dərisinə bərpaedici və cavanlaşdırıcı təsir
göstərir. Antioksidant peptidlərin təsir mexanizmini öyrənmək və onların əsasında yeni dərman
preparatlarının hazırlanması üçün belə molekulların fəza quruluşunun və konformasiya xassələrin
tədqiqi müəyyən elmi maraq kəsb edir. Bu məqsədlə Arg-Tyr dipeptidinin konformasiya imkanları
molekulyar mexanika üsulu ilə polyar mühit üçün müəyyənləşdirilmişdir. Hesablama zamanı peptid
molekunun tam potensial enerjisinin qiyməti van-der-vaals, elektrostatik, torsion qarşılıqlı təsirlərinin
və hidrogen rabitələrinin enerji paylarının cəmi kimi nəzərə alınmışdır. Konformasiya məsələlərinin
həlli zamanı N.M.Qocayev və İ.S.Maksumov tərəfindən tərtib edilmiş universal proqram
alqoritmindən istifadə edilmişdir. İkiüzlü bucaqların hesablanması İUPAC-İUB nomenklaturasına
əsasən aparılmışdır. Arg-Tyr dipeptidin hesablama atom modeli 48 atomdan və 12 fırlanma
bucağından ibarətdir. Molekulun tədqiqində hər bir monopeptidin özünə məxsus konformasiya
xüsusiyyətlərindən istifadə edilmişdir. Dipeptidin hesablama konformerləri hər bir aminturşusu
qalığının stabil konformasiyalarının ikiüzlü bucaqları əsasında təşkil olunmuşdur. Tədqiqat
nəticəsində Arg-Tyr dipeptid molekulunun kiçik enerjili konformasiyalarının toplusu müəyyən
edilmişdir.
Cədvəl 1. Arg-Tyr dipeptid molekulunun ən optimal konformasiyalarına uyğun ikiüzlü fırlama bucaqlarının qiymətləri.
Amin
turşu
qalığı
Konformasiya
Əsas
zəncirin
bucaqları
Yan
zəncirin
bucaqları
N
Φ
ψ
ω
Arg B
22
R
3
R
21
L
3
L
23
R
3
B
21
R
3
R
32
L
3
L
12
R
3
-67
-63
61
-117
-165
40
144
-65
104
120
62
46
178
180
177
176
180
183
181
171
206
173
-64
54
175
59
-60
62
182
177
178
175
191
175
179
184
180
179
182
177
180
179
Tyr B
22
R
3
R
21
L
3
L
23
R
3
B
21
R
3
R
32
L
3
L
12
R
3
-139
54
-137
-139
54
-44
-46
62
-60
-57
55
-57
-
-
-
-
-
-
-59
-55
-58
-58
-54
-52
87
93
90
89
100
99
180
180
180
180
180
180
-
-
-
-
-
-
Arg-Tyr dipeptid molekulunun hesablama nəticəsinde aldığımız ən aşağı enerjiyə malik
konformasiyalara uyğun ikiüzlü bucaqlarının qiymətləri cədvəl 1-də göstərilmişdir. Enerji cəhətdən
əlverişli konformasiyaların ikiüzlü bucaqları əsasında HyperChem 8.0 proqram paketi vasitəsilə
dipeptid molekulunun vizual modelləri yaradılmışdır.
IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
34
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
Şəkil 1. Arg-Tyr dipeptid molekulunun elektron sıxlığlnın və parsial yüklərinin paylanması
Tədqiqatın sonrakı mərhələsində Arg-Tyr dipeptidinin enerji cəhətdən əlverişli konformasiyaları,
elektron quruluşu ve dipol momenti müəyyən edilmişdir. Tədqiqat HyperChem 8.0 proqram paketinin
tərkibindəki CNDO proqramı vasitəsilə aparılmışdır. Şəkil 1- dən görünür ki, elektron buludunun
paylanmasının ən böyük elektron sıxlığı NH-CO qrupunun atomlarında toplanmışdır. Bu qrupun
karbonil oksigeninin elektron yükü q= -0.344 e tərtibindədir. Arg -Tyr dipeptid molekulunun elektron
quruluşunun hesablanması zamanı sistemin yükləri cəmi 0, elektronların sayi 133, doldurulmuş
səviyyələrin sayi 66, başlanğıc orbitalların sayı 120 götürülmüşdür. Şəkil 1-də ən kiçik enerjili L23R3
konformasiyasında elektron sıxlığı göstərilmişdir. Hesablama zamanı bu konformasiyanın
elektrostatik potensialı da təyin edilmişdir. Elektrostatik potensial molekulun konfromasiyasında
müsbət və mənfi yüklərin məskunlaşma oblastlarını göstərir.
Nəticədə molekulun əks yüklü oblastlarının bir-birinə qarşı yerləşməsi müəyyən edilmişdir. Bu
tədqiqat nəticəsində molekulun nukleofil və elektrofil xassələri müəyyənləşdirilmişdir. Molekulun
elektrostatik potensialının tədqiqi onların ayrı-ayrı qruplarının reaksiya qabiliyyəti haqqında məlumat
verir.
Cədvəl 2. Arg-Tyr dipeptid molekulunun ən əlverişli L23R3 konformasiyasının elektron xarakteristikaları
Arg-Tyr Ümumi
enerji
Rabitə
enerjisi
İzolə
edilmiş
atomların
enerjisi
Ekelrton
enerjisi
Nüvə-nüvə
qarşılıqlı
təsir
enerjisi
Formalaşmı
ş mərkəzi
enerji
Enerji
qradienti
Enejilər
(kkal/mol)
-161139 -13348 -147790 -875487 714348 -8731
90
Cədvəl 2-də molekulun ən əlverişli konformasiyasının elektron xarakteristikaları göstərimişdir:
Ümumui enerji, rabitə enerjisi, izolə edilmiş atomların enerjisi, elektron enerjisi, nüvə-nüvə qarşılıqlı
təsir enerjisi, formalaşmış mərkəzi enerji, enerji qradienti.
Beləliklə, nəzəri konformasiya analizi üsulu ilə Arg-Tyr dipeptid molekulunun optimal fəza
quruluşları müəyyən edilmişdir. Hesablamalar nəticəsində molekulun aşağı enerjili
konformasiyalarında atomların koordinatları, qalıqlararası qarşılıqlı təsirlərin enerji payları, yaranan
hidrogen rabitələrin parametrləri və elektron quruluşlarının xarakteristikaları təyin edilmişdir.
IV INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
35
Qafqaz University 29-30 April 2016, Baku, Azerbaijan
Dostları ilə paylaş: |