Energia potenziale in catene polipeptidiche

Presentazione sul tema: "Energia potenziale in catene polipeptidiche"— Transcript della presentazione:

1 Energia potenziale in catene polipeptidiche
Interazioni a corto raggio – interazioni tra gruppi vicini (gruppi in catena laterale e catena principale, gruppi in residui adiacenti) Interazioni a lungo raggio – interazioni tra gruppi lontani nella sequenza (ripiegamenti di catene, strutture terziarie). Interazioni di coppia – interazioni tra coppie di atomi. Dipendono solo dalla distanza relativa tra i due atomi.

2 Energia torsionale Interazioni elettrostatiche Legame idrogeno Interazioni di non legame Interazioni di van der Waals

3 Interazioni di Van der Waals
Potenziale di Lennard-Jones (12,6)

4 Per r=r0: U(r0)=0 Urep=-Uattr Per r=r*: U(r*)=-ε Frep=-Fattr

5 Interazioni elettrostatiche

6 Analisi in cariche parziali
Glutammato Cisteina

7 Polarità delle strutture elicoidali
Il legame peptidico ha una sua componente di dipolo: Il momento di dipolo risultante ha un valore di 0.72eÅ=3.46D

8 Allorchè il peptide si trova in una conformazione elicoidale i singoli momenti di dipolo si sommano dando luogo ad un macrodipolo diretto lungo la catena, con il polo positivo centrato sul gruppo N-terminale (δ=+0.5) e il polo negativo centrato sul C-terminale (δ=-0.5). d = (numero di monomeri)·z’ q = 0.473

9 Legame Idrogeno D=-230kJ·Å3·mol-1

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11 Energia torsionale mk = numero di minimi per il k-esimo angolo torsionale Φk In approssimazione isomeri rotazionali:

12 Ni—Ci : Eo( )  0.6 kcal·mol-1
CiCi : Eo()  0.2 kcal·mol-1 CiNi+1: Eo()  20 kcal·mol-1 (gli atomi Ci, Oi e Ni+1 sono bloccati sul piano in conformazione trans planare)

13 Diagrammi di energia potenziale (Plot di Ramachandran)
l’energia è riportata in una mappa a due dimensioni, in funzione dei valori assunti dagli angoli torsionali Φ e Ψ. Le curve di livello sono equispaziate a partire dal minimo più profondo dell’energia. zone scure: regioni a bassi valori ) dell’energia potenziale; zone chiare: regioni ad alta energia potenziale (es. impedimenti sterici).

14 Glicina Ψ Φ Un diagramma centrosimmetrico (residuo achirale)
Zone permesse Zone proibite Φ Due minimi simmetrici a Φ=-80°, Ψ=90° e a Φ=80° e Ψ=-90°

15 Alanina Strutture β Elica sinistra Elica destra (più stabile)
La differenza energetica tra l’-elica destra e l’-elica sinistra è dovuta al fatto che le due eliche non sono esattamente enantiomere (l’una l’immagine speculare dell’altra), bensì vanno considerate come diastereomere.

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17 Moti vibrazionali Stretching = stiramento dei legami
Lo stiramento di un doppio legame (b) richiede più energia di quella necessaria per lo stiramento di un legame singolo (a).

18 Bending = piegamento degli angoli
Il piegamento di un angolo trigonale (b) richiede più energia di quella necessaria per il piegamento di un angolo tetraedrico (a).