Experimental study of aggregation of model monopeptide molecules: vii. modelling of peptide ß-structure association modes

C.N.R.S.-E.R.A. 23, E.N.S.I.C.I.N.P.L., 1, rue Grandeville, 54042 Nancy Cédex, France, France.

Abstract

Monopeptide tBuCO-NH-CHR-CO-NHiPr molecules aggregate extensively in CCl4 solution, forming two association modes, Γ12 and Γ14, respectively related to parallel and antiparallel ß-structures. In binary A/B mixtures of monopeptide species, AA, AB and BB molecular contacts are of the Γ12 and Γ14 types, in proportions depending on the nature of the R side-chains. A model of this complex aggregation is formulated, giving mathematical expressions for the concentrations of each molecular state in Γ14 dimeric and Γ12 polymeric aggregates. The influence of the A and B concentrations and of the association constants for each type of contact has been taken into account for the prediction of NMR data. The validity of this model for monopeptide aggregation is confirmed by its agreement with experimental values.

Résumé

Les molécules monopeptidiques tBuCO-NH-CHR-CO-NHiPr sont fortement agrégées en solution dans CCI₄ et les deux modes d'association notés F12 et F14 sont reliés respectivement aux structures (3 parallèles et antiparallèles. Dans les mélanges binaires A/B de monopeptides, les contacts moléculaires AA, AB et BB sont de deux types Γ12 et Γ14, mais en proportions variables selon la nature de chaînes latérales R. Un modèle de cette association complexe est formulé et conduit aux expressions mathématiques des concentrations de chaque état moléculaire dans les agrégats F14 dimères de Γ12 polymères. On a étudié l'influence des concentrations en espèces A et B et des constantes d'association homogène et hétérogène pour chaque type de contact sur la prédiction des données de la RMN. La comparaison avec les données expérimentales de la RMN démontre la validité du modèle pour l'agrégation des molécules monopeptidiques.