Конформация белков в организме. Конформация лиганд в фармакологии

Отдельные возможные формы, которые молекула способна принимать в пространстве вследствие вращения отдельных ее чистой вокруг простых связей, называются конформациями. Конформации, отвечающие относительному минимуму потенциальной энергии (устойчивые или «предпочтительные» конформации), называют конформационными или поворотными изомерами, или короче, — конформерами.

Большое значение конформационная изомерия имеет для циклических соединений, в частности для производных циклогексана и конденсированных полициклических систем типа стероидов. Определенные конформеры этих соединений проявляют значительно большую стабильность, чем это имеет место в случае соединений с открытой цепью. Так, с помощью современных методов исследования показано, что циклогексан при обычной температуре существует почти исключительно в форме «кресла» в которой имеется два вида атомов водорода: шесть из них расположены в «средней» плоскости кольца, снаружи его (они называются экваториальными водородами) и шесть (по три через один, сверху и снизу кольца) — вне этой плоскости. Они носят название аксиальных водородов, поскольку их связи с углеродными атомами параллельны оси симметрии цикла.

Часто определенные конформации как циклических, так и нециклических соединений стабилизируются вследствие образования внутримолекулярных, например водородных, связей. Сложные молекулы белков, несмотря на то, что атомы их «скелета» связаны большим числом простых связей, существуют в виде достаточно определенных конформации, именно благодаря множественным внутримолекулярным водородным и некоторым иным связям.

Следует отметить, что конформация молекулы определяет не только ее форму, но во многих случаях и ее реакционную способность. Особенно это важно в случае таких сложных реакций, как взаимодействие физиологически активных веществ с чувствительными к ним биологическими структурами (ферменты, рецепторы), где, по-видимому, исключительное значение имеют строгая комплементарность и специфическая реакционная способность.

белки в организме

Отсюда, естественно, вытекает предположение, что биологическая активность многих веществ должна зависеть от способности их молекул существовать в виде определенных конформации, наиболее благоприятных для взаимодействия с соответствующим рецептором (ферментом). Поэтому не уди-иительно, что в последние годы в ряде работ, посвященных изучению молекулярного механизма действия некоторых физиологически активных веществ, большое внимание уделяется конформации их молекул. В некоторых случаях конформация определялась экспериментально для кристаллических веществ с помощью рентгеноструктурного анализа. Наряду с этим осуществлялось определение наиболее вероятных конформации путем квантово-химических расчетов. Использование этих данных позволило значительно глубже понять механизм первичной фармакологической реакции некоторых веществ и высказать значительно более обоснованные предположения о строении соответствующих биорецепторов.

В связи с обсуждаемой проблемой необходимо остановиться еще на двух ее аспектах. В первую очередь это касается ферментативного превращения лекарств. Существует по крайней мере, четыре ситуации, встречающиеся в этом виде катализа:

1. Стереоизбирательное (частичное или полное) превращение одного из изомеров (субстратов) в продукт (или продукты) реакции.
2. Избирательное (в большинстве случаев частичное) образование хирального продукта реакции.
3. Стереоизбирательный метаболизм рацематов или изомеров, приводящих к образованию хиральных центров.
4. Процессы изомеризации.

В последнее время широкое распространение нашли исследования взаимосвязи структуры и свойств (SAR) химических веществ. В LADMER-системе такими свойствами могут быть: фармакологическая активность, биодоступность, объем распределения, клиренс и др. Одним из фундаментальных показателей химической структуры является ее пространственное (D-dimensional) расположение. Отсюда возможно описание молекулы в одномерном (1—D) пространстве (формула, например C6H6) в двумерном (2—D) пространстве (бензольное кольцо) или в трехмерном (3—D) при наличии изомерии.

- Вернуться в оглавление раздела "фармация"

Оглавление темы "Структура белков в организме":
1. Термодинамика фармакологии. Классическая термодинамика
2. Термохимия. Второй закон термодинамики в фармации
3. Термодинамическое равновесие. Критерии равновесия в фармации
4. Строение воды. Водородные связи воды
5. Комплементарность связывания лекарств. Связывание лекарств в организме
6. Гидрофобность лекарств. Мембранные белки и лекарства
7. Вторичная структура белков. Организация полипептидной цепи
8. Третичная и четвертичная структура белков. Ион-индуцированный диполь и диполь-индуцированный диполь
9. Стереоспецифичность связывания лигандов. Пространственная конфигурация заместителей
10. Конформация белков в организме. Конформация лиганд в фармакологии

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: