Peptidek kiroptikai tulajdonságainak vizsgálata elméleti módszerekkel

Abstract

Az -laktalbumin diszulfid hídjai UV fény hatására foto redukciót szenvednek. A reakcióút valószínűleg egy közeli triptofán gerjesztésén keresztül halad. Ennek a reakciónak a vizsgálatára érdemesebb kisebb modellpeptideket alkalmazni. Szaklaboratóriumi munkám során három modellpeptid elektronikus és vibronikus cirkuláris dikroizmus spektrumait (ECD és VCD) tanulmányoztam elméleti módszerekkel. A három modellpeptid aminosav szekvenciája Ac-(CAWAC)-NH2, Ac-(CWAGC)-NH2 és Ac-(CWKAC)-NH2 volt. Kvantumkémiai módszernek a gerjesztések vizsgálatára a TDDFT (Time Dependent Density Functional Theory) módszert választottam a hibrid B3LYP funkcionállal. Megvizsgáltam a módszer bázisfüggését és a 6-31G(d) bázist választottam. A tárgyalt molekulákra korábban, kísérleti módszerekkel, meghatározott szerkezetből indítottam vizsgálataimat. Megállapítottam, hogy a számolt VCD spektrum semelyik modellpeptid esetén nem adott jó közelítést a mért spektrumra. Az ECD spektrumok vizsgálatánál csak az Ac-(CWAGC)-NH2 esetén tapasztaltam elfogadhatalanul rossz egyezést. Olyan szerkezeteket kezdtem el keresni, amelyekre számolt VCD vagy ECD spektrum jobban közelíti a mért görbéket. Ennek céljából molekuladinamikai szimulációt futtattam. Megvizsgáltam a modellpeptidekben a triptofán aminosav gerinc és oldallánc konformációit. Az eredményeim szerint az Ac-(CAWAC)-NH2 és az Ac-(CWAGC)-NH2 flexibilisebbek, mint az Ac-(CWKAC)-NH2. A trajektóriákból kiválasztottam szerkezeteket úgy, hogy a lehető legkisebb legyen páronként az átfedésük. A kiválasztott szerkezetekre számoltam VCD és az Ac-(CWAGC)-NH2 esetén ECD spektrumokat is. Ezzel a módszerrel mindhárom peptidre találtam olyan szerkezetet, amelyre számolt spektrum jobban közelítette a mért spektrumot, mint a kísérleti úton meghatározott szerkezetekre kapott számolt spektrumok.