Phe Tyr und Trp

In dieser Studie wird eine eingehende Konformationsanalyse der drei aromatischen Aminosäuren Tryptophan Phenylalanin und Tyrosin sowie ihrer ionischen und zwitterionischen Formen anhand von First-Principles-Berechnungen durchgeführt. Für jede Aminosäure ergaben umfangreiche Scans der potentiellen Energieoberfläche zahlreiche stabile Konformer darunter über 50 einzigartige dimere Strukturen für jede. Die Stabilisierung dieser Strukturen ergibt sich aus einem reichhaltigen Zusammenspiel von nichtkovalenten Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrückenbindungen (insbesondere NH-O) π-π-Stapelung CH-π- NH-π- und OH-π-Wechselwirkungen. Monomere Formen bevorzugten Konformationen mit starken intramolekularen Wasserstoffbrückenbindungen während dimere Formen ein Gleichgewicht zwischen Wasserstoffbrückenbindungen und aromatischen Wechselwirkungen aufwiesen. Die Analyse von Atomen in Molekülen lieferte weitere Erkenntnisse über die Stärke und Art dieser Wechselwirkungen. Vergleichende Beobachtungen mit Strukturen aus der Protein Data Bank machten geometrieabhängige Präferenzen deutlich: π-π-Stapelung dominiert im Nahbereich während T-förmige CH-π-Wechselwirkungen bei größeren Entfernungen stärker ausgeprägt sind. Diese Ergebnisse geben Aufschluss über die komplizierte nichtkovalente Landschaft die Aminosäurekonformationen in biologischen Systemen prägt.