Вызывают ли разные хиральные центры на лигандах разные подтверждающие изменения и эффекты в белках-мишенях?

Есть несколько вещей, о которых вы должны позаботиться в связи с хиральностью в биологических системах:

Во-первых, обратите внимание, что для аминокислот мы обычно используем L и D вместо номенклатуры r и s.

В химии разница между хиральными энантиомерами обычно заключается в разнице в поляризации света, как вы описали, в противном случае их можно считать идентичными, поскольку они имеют одинаковые химические свойства. Этот способ мышления неприменим к биохимии — в тот момент, когда участвуют ферменты (большие молекулы с очень четкой трехмерной структурой), структурное различие между двумя формами становится очень важным для каждой биологической реакции.

В случае отдельных аминокислот это означает, что D-аминокислоты токсичны для эукариотических клеток, потому что их сходство с D-формой позволяет им взаимодействовать с некоторыми ферментами, которые обычно связывают ее, но связывание не является идеальным, поэтому ферменты ингибируются, что делает форму D токсичной. (Это уже описано во второй статье, на которую вы ссылаетесь:)

В исследованиях на животных введение D-аминокислот крысам и цыплятам приводило к задержке роста [18]. Кроме того, накопление D-аминокислот в тканях животных приводило к серьезным нарушениям, таким как подавление синтеза глутаматоксалоацетаттрансаминазы, глутаминпировиноградной трансаминазы и лактатдегидрогеназы [18].

Теперь в своем вопросе вы спрашиваете о разнице между токсином, сделанным из «неправильной» аминокислоты. Дело в том, что это изменение белка, скорее всего, будет означать, что это больше не токсин. Белковый токсин токсичен, потому что он может взаимодействовать с другими белками благодаря своей трехмерной структуре. Эта структура основана на химических и структурных свойствах составляющих ее аминокислот. Если вы измените базовую структуру каждой аминокислоты, она будет складываться по-другому, и вы получите совершенно другой белок, а не зеркальную версию исходного белка/токсина.

Нет.

Нельзя делать никаких обобщений относительно влияния изменения хиральности лиганда на белок, с которым он обычно связывается. Как показывает приведенная ниже простая диаграмма, с точки зрения взаимодействия с сайтом связывания лиганда нет существенной разницы между энантиомером нормального лиганда и его модифицированной версией:

Оба могут быть в состоянии взаимодействовать с сайтами «а» и «b» на белке, но будет ли это ингибирующим или нет, нельзя предсказать — это будет зависеть от энергии взаимодействия по сравнению с энергией правильного взаимодействия (и относительные концентрации субстрата и ингибитора).

Если он действительно связывается, то маловероятно, что он вызовет изменение конформации, и еще менее вероятно, что он вызовет альтернативный путь. Большинство сайтов связывания белка предназначены для единственного ответа. В случае нарушения наиболее вероятным результатом является торможение.

Что касается бактериального токсина, тот факт, что он может использовать D-аминокислоты, является отвлекающим маневром. Общая структура токсина — это то, что имеет значение, и она эволюционировала, чтобы воздействовать на конкретную цель. Каждый пример, скорее всего, уникален.

В любом учебнике по биохимии есть разделы о субстратной специфичности ферментов (например, Berg et al. онлайн ).

Как упомянул Николай в своем ответе, изменение хиральности (L и D) аминокислот резко изменит способ сворачивания белка. Я искал в Интернете, чтобы найти, является ли решенная структура D единственной формой любого белка. Однако их не было.
Но известны как правосторонние, так и левосторонние ДНК. Эта разница возникает не из-за разницы в хиральности составляющих ДНК, а из-за того, как основания спарены. Однако это пример того, как изменение хиральности может привести к нетривиальному изменению структуры. Первоначальным загрузчиком был Ричард Уилер (Zephyris) на en.wikipedia - Первоначально из en.wikipedia; страница описания находится/была здесь., GFDL, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2117121


Я прочту еще немного о передаче сигналов и вернусь к вопросу.