Výsledky projektu Strukturní markery amidové a disulfidové skupiny ve spektrech Ramanovy optické aktivity

Studovali jsme projevy neplanární amidové vazby ve spektrech vibrační optické aktivity (VOA). Jako modelové látky byly použity tricyklické spirodilaktamy - systémy s dobře definovanou strukturou obsahující dvě neplanární amidové skupiny ukotvené v rigidním polycyklickém skeletu. Byla změřena a interpretována spektra VOA v kompletním měřitelném rozsahu včetně dosud málo prostudované oblasti valenčních C-H a C-D vibrací. Valenční C-D vibrace byly zaznamenány pomocí Ramanovy optické aktivity (ROA) vůbec poprvé. Ve spektrech vibračního cirkulárního dichroismu (VCD) i ROA byly na základě porovnání s kvantově-mechanickými výpočty identifikovány charakteristické projevy neplanarity amidové vazby. Patří mezi ně především poměrně intenzivní jednoznaménkový pás v oblasti amidu I, který převáží očekávaný couplet způsobený interakcí amidových skupin. Z hlediska detekce amidové neplanarity se právě tento signál jeví jako nejvýznamnější. Projevy amidové neplanarity byly dále pozorovány především v oblasti nízkoenergetických amidových vibrací (amid V a VI), které jsou díky experimentálním omezením spektroskopie VCD pozorovatelné pouze pomocí ROA. Právě v oblasti nízkých frekvencí má ROA spektroskopie pro detekci amidové neplanarity jedinečný potenciál.

Práce se zabývá studiem konformace disulfidové vazby v neurohypofyzárních hormonech (NHH) a jejich analozích pomocí metod vibrační optické aktivity (VOA) a elektronového cirkulárního dichroismu (ECD). Mezi studované systémy patří peptidové hormony oxytocin, arginin a lysin vasopressin a jejich analogy s rozdílnými biologickými aktivitami. Tyto molekuly představují vzhledem ke krátké sekvenci (6 – 12 aminokyselin) a jedinému disulfidovému můstku vhodný modelový systém pro studium konformace disulfidové skupiny a jejích projevů ve spektrech elektronového cirkulárního dichroismu a především Ramanovy optické aktivity (ROA). VOA i ECD data vykazují vzájemnou strukturní podobnost a malou variabilitu a shodují se s výsledky předchozích studií (NMR, molekulárně-dynamické simulace, rentgenové struktury komplexu NHH s neurofyzinem). ROA prokázala svůj potenciál při určování konformace disulfidové vazby v NHH. Získaná data naznačují možnou korelaci smyslu torze disulfidového můstku s biologickou aktivitou NHH a jejich analogů - zatímco agonistické látky vykazují pravotočivou orientaci S-S můstků, neaktivní látky a inhibitory zaujímají levotočivou konformaci.