Revisiting the structure of a synthetic somatostatin analogue for peptide drug design

Fili, S.; Valmas, A.; Spiliopoulou, M.; Kontou, P.; Fitch, A.; Beckers, D.; Degen, T.; Barlos, K.; Barlos, K.K.; Karavassili, F.; Margiolaki, I.

doi:10.1107/S2052520619006012

Revisiting the structure of a synthetic somatostatin analogue for peptide drug design

S. Fili, A. Valmas, M. Spiliopoulou, P. Kontou, A. Fitch, D. Beckers, T. Degen, K. Barlos, K. K. Barlos, F. Karavassili and I. Margiolaki

Natural or artificially manufactured peptides attract scientific interest worldwide owing to their wide array of pharmaceutical and biological activities. X-ray structural studies are used to provide a precise extraction of information, which can be used to enable a better understanding of the function and physicochemical characteristics of peptides. Although it is vulnerable to disassociation, one of the most vital human peptide hormones, somatostatin, plays a regulatory role in the endocrine system as well as in the release of numerous secondary hormones. This study reports the successful crystallization and complete structural model of octreotide, a stable octapeptide analogue of somatostatin. Common obstacles in crystallographic studies arising from the intrinsic difficulties of obtaining a suitable single-crystal specimen were efficiently overcome as polycrystalline material was employed for synchrotron and laboratory X-ray powder diffraction (XPD) measurements. Data collection and preliminary analysis led to the identification of unit-cell symmetry [orthorhombic, P2₁2₁2₁, a = 18.5453 (15), b = 30.1766 (25), c = 39.798 (4) Å], a process which was later followed by complete structure characterization and refinement, underlying the efficacy of the suggested (XPD) approach.

Keywords: peptides; drug design; octreotide; somatostatin; X-ray crystallography; powder diffraction.

Read article Similar articles

Supporting information

Crystallographic Information File (CIF) https://doi.org/10.1107/S2052520619006012/ra5052sup1.cif
Contains datablock I

CCDC reference: 1922522

Computing details top

Program(s) used to refine structure: GSAS.

(I) top

Crystal data top

C₁₄₉N₃₀O₇₈S₆	b = 30.177 (3) Å
M_r = 3650.14	c = 39.798 (4) Å
Orthorhombic, P2₁2₁2₁	V = 22272 (3) Å³
a = 18.5453 (15) Å	Z = 4

Data collection top

2θ_min = 0.004°, 2θ_max = 28.008°, 2θ_step = 0.004°

Refinement top

Least-squares matrix: userblocks	Profile function: CW Profile function number 5 with 16 terms Profile function not installed. This is an error & should not happen! Peak tails are ignored where the intensity is below 0.0050 times the peak Aniso. broadening axis 0.0 0.0 1.0
R_p = 0.107	823 parameters
R_wp = 0.139	643 restraints
R_exp = 0.080	(Δ/σ)_max = 0.06
R(F²) = 0.31202	Background function: GSAS Background function number 1 with 12 terms. Shifted Chebyshev function of 1st kind 1: 145.132 2: 66.2011 3: 4.06665 4: -47.7892 5: -5.02252 6: 5.43417 7: 4.79478 8: -3.54839 9: -0.640357 10: 1.12381 11: 1.89104 12: -7.747810E-02
7002 data points

Fractional atomic coordinates and isotropic or equivalent isotropic displacement parameters (Å²) top

	x	y	z	U_iso*/U_eq
N_DPN_1_A	−0.03149	0.62008	0.41442	0.2083*
CA_DPN_1_A	−0.00922	0.6497	0.38766	0.2083*
C_DPN_1_A	−0.03699	0.63284	0.35459	0.2083*
O_DPN_1_A	−0.10304	0.62684	0.35047	0.2083*
CB_DPN_1_A	−0.03882	0.69606	0.39407	0.2083*
CG_DPN_1_A	−0.01051	0.72718	0.36738	0.2083*
CD1_DPN_1_A	−0.04988	0.73421	0.33816	0.2083*
CD2_DPN_1_A	0.05505	0.74872	0.37201	0.2083*
CE1_DPN_1_A	−0.02378	0.7628	0.31361	0.2083*
CE2_DPN_1_A	0.08115	0.77725	0.34748	0.2083*
CZ_DPN_1_A	0.04174	0.78428	0.31826	0.2083*
N_CYS_2_A	0.01186	0.62505	0.33092	0.2083*
CA_CYS_2_A	−0.0076	0.60855	0.29775	0.2083*
C_CYS_2_A	0.01914	0.56126	0.29303	0.2083*
O_CYS_2_A	0.08164	0.55132	0.30009	0.2083*
CB_CYS_2_A	0.02475	0.63807	0.27034	0.2083*
SG_CYS_2_A	−0.02017	0.6906	0.26406	0.2083*
N_PHE_3_A	−0.02804	0.53203	0.28107	0.2083*
CA_PHE_3_A	−0.00706	0.48686	0.27544	0.2083*
C_PHE_3_A	−0.02205	0.47255	0.23971	0.2083*
O_PHE_3_A	−0.08045	0.47951	0.22624	0.2083*
CB_PHE_3_A	−0.0399	0.45508	0.30059	0.2083*
CG_PHE_3_A	0.00011	0.4123	0.3025	0.2083*
CD1_PHE_3_A	0.07333	0.412	0.30987	0.2083*
CD2_PHE_3_A	−0.03424	0.37267	0.29635	0.2083*
CE1_PHE_3_A	0.11097	0.37294	0.31115	0.2083*
CE2_PHE_3_A	0.00307	0.33347	0.29781	0.2083*
CZ_PHE_3_A	0.07581	0.33353	0.30514	0.2083*
N_DTR_4_A	0.03219	0.45177	0.22486	0.2083*
CA_DTR_4_A	0.0247	0.43606	0.19079	0.2083*
C_DTR_4_A	0.01278	0.47381	0.16594	0.2083*
O_DTR_4_A	0.05851	0.50317	0.16199	0.2083*
CB_DTR_4_A	0.08827	0.40591	0.18313	0.2083*
CG_DTR_4_A	0.07333	0.38155	0.15114	0.2083*
CD1_DTR_4_A	0.01003	0.37873	0.1326	0.2083*
CD2_DTR_4_A	0.12607	0.35574	0.13252	0.2083*
CE2_DTR_4_A	0.08843	0.33857	0.10305	0.2083*
CE3_DTR_4_A	0.19725	0.34768	0.13895	0.2083*
NE1_DTR_4_A	0.02108	0.35312	0.1048	0.2083*
CZ2_DTR_4_A	0.12629	0.31249	0.08083	0.2083*
CZ3_DTR_4_A	0.2331	0.32147	0.11589	0.2083*
CH2_DTR_4_A	0.19789	0.30437	0.08779	0.2083*
N_LYS_5_A	−0.04804	0.47096	0.14832	0.2083*
CA_LYS_5_A	−0.07172	0.50323	0.1232	0.2083*
C_LYS_5_A	−0.12763	0.53684	0.13599	0.2083*
O_LYS_5_A	−0.15174	0.56553	0.11772	0.2083*
CB_LYS_5_A	−0.10283	0.47878	0.09289	0.2083*
CG_LYS_5_A	−0.04902	0.45949	0.06827	0.2083*
CD_LYS_5_A	−0.0832	0.42374	0.04661	0.2083*
CE_LYS_5_A	−0.03769	0.41234	0.0158	0.2083*
NZ_LYS_5_A	0.0028	0.37009	0.01789	0.2083*
N_THR_6_A	−0.14845	0.53273	0.1676	0.2083*
CA_THR_6_A	−0.20183	0.56262	0.18184	0.2083*
C_THR_6_A	−0.17503	0.58356	0.21386	0.2083*
O_THR_6_A	−0.12914	0.5652	0.23097	0.2083*
CB_THR_6_A	−0.27382	0.53925	0.18956	0.2083*
CG2_THR_6_A	−0.31135	0.52401	0.158	0.2083*
OG1_THR_6_A	−0.26077	0.50254	0.21172	0.2083*
N_CYS_7_A	−0.20528	0.6224	0.22124	0.2083*
CA_CYS_7_A	−0.18927	0.64914	0.25114	0.2083*
C_CYS_7_A	−0.26158	0.66011	0.26843	0.2083*
O_CYS_7_A	−0.31701	0.66196	0.25185	0.2083*
CB_CYS_7_A	−0.14651	0.69099	0.24212	0.2083*
SG_CYS_7_A	−0.06713	0.68519	0.21536	0.2083*
N_THR_8_A	−0.25953	0.66707	0.3014	0.2083*
CA_THR_8_A	−0.32461	0.67734	0.32044	0.2083*
C_THR_8_A	−0.31194	0.71472	0.34557	0.2083*
O_THR_8_A	−0.35912	0.72042	0.36831	0.2083*
CB_THR_8_A	−0.35249	0.63622	0.33934	0.2083*
CG2_THR_8_A	−0.36074	0.59735	0.31534	0.2083*
OG1_THR_8_A	−0.30256	0.62449	0.36532	0.2083*
N_DPN_1_B	−0.53189	0.724	0.25099	0.2083*
CA_DPN_1_B	−0.45629	0.73331	0.24361	0.2083*
C_DPN_1_B	−0.44593	0.73368	0.20561	0.2083*
O_DPN_1_B	−0.48994	0.75366	0.1879	0.2083*
CB_DPN_1_B	−0.43822	0.77748	0.26135	0.2083*
CG_DPN_1_B	−0.36176	0.7925	0.25434	0.2083*
CD1_DPN_1_B	−0.34542	0.81629	0.22587	0.2083*
CD2_DPN_1_B	−0.30655	0.78192	0.2765	0.2083*
CE1_DPN_1_B	−0.27533	0.82944	0.21961	0.2083*
CE2_DPN_1_B	−0.23585	0.79485	0.27006	0.2083*
CZ_DPN_1_B	−0.21973	0.81897	0.24165	0.2083*
N_CYS_2_B	−0.39077	0.71161	0.19255	0.2083*
CA_CYS_2_B	−0.38064	0.71081	0.15611	0.2083*
C_CYS_2_B	−0.34758	0.66753	0.1436	0.2083*
O_CYS_2_B	−0.31787	0.64185	0.1632	0.2083*
CB_CYS_2_B	−0.33599	0.75051	0.14443	0.2083*
SG_CYS_2_B	−0.24788	0.75382	0.1633	0.2083*
N_PHE_3_B	−0.35357	0.65945	0.11091	0.2083*
CA_PHE_3_B	−0.32407	0.61925	0.09591	0.2083*
C_PHE_3_B	−0.28174	0.62787	0.06365	0.2083*
O_PHE_3_B	−0.30159	0.6557	0.04314	0.2083*
CB_PHE_3_B	−0.38436	0.58525	0.08933	0.2083*
CG_PHE_3_B	−0.363	0.54807	0.06588	0.2083*
CD1_PHE_3_B	−0.34046	0.50751	0.07827	0.2083*
CD2_PHE_3_B	−0.36494	0.55417	0.03141	0.2083*
CE1_PHE_3_B	−0.32084	0.47364	0.05671	0.2083*
CE2_PHE_3_B	−0.34537	0.5205	0.00972	0.2083*
CZ_PHE_3_B	−0.32332	0.48014	0.02236	0.2083*
N_DTR_4_B	−0.22378	0.60281	0.05938	0.2083*
CA_DTR_4_B	−0.17983	0.60563	0.0295	0.2083*
C_DTR_4_B	−0.14947	0.6507	0.02246	0.2083*
O_DTR_4_B	−0.11593	0.67201	0.04435	0.2083*
CB_DTR_4_B	−0.11857	0.57243	0.03319	0.2083*
CG_DTR_4_B	−0.08865	0.56066	−0.0009	0.2083*
CD1_DTR_4_B	−0.11022	0.5263	−0.02189	0.2083*
CD2_DTR_4_B	−0.02944	0.5829	−0.019	0.2083*
CE2_DTR_4_B	−0.02125	0.55841	−0.05076	0.2083*
CE3_DTR_4_B	0.01375	0.61892	−0.01118	0.2083*
NE1_DTR_4_B	−0.07037	0.52573	−0.05066	0.2083*
CZ2_DTR_4_B	0.03149	0.57243	−0.07307	0.2083*
CZ3_DTR_4_B	0.06578	0.63158	−0.0344	0.2083*
CH2_DTR_4_B	0.0743	0.60878	−0.06468	0.2083*
N_LYS_5_B	−0.16209	0.66531	−0.00847	0.2083*
CA_LYS_5_B	−0.13675	0.70743	−0.02206	0.2083*
C_LYS_5_B	−0.1663	0.74822	−0.00405	0.2083*
O_LYS_5_B	−0.13378	0.78361	−0.0056	0.2083*
CB_LYS_5_B	−0.1512	0.70948	−0.05995	0.2083*
CG_LYS_5_B	−0.10919	0.67486	−0.07965	0.2083*
CD_LYS_5_B	−0.13022	0.6737	−0.11651	0.2083*
CE_LYS_5_B	−0.08498	0.64013	−0.13566	0.2083*
NZ_LYS_5_B	−0.08725	0.64762	−0.17257	0.2083*
N_THR_6_B	−0.22809	0.74352	0.01246	0.2083*
CA_THR_6_B	−0.25974	0.7801	0.03131	0.2083*
C_THR_6_B	−0.20598	0.79206	0.05892	0.2083*
O_THR_6_B	−0.19671	0.83084	0.06764	0.2083*
CB_THR_6_B	−0.33383	0.76867	0.04643	0.2083*
CG2_THR_6_B	−0.38565	0.75409	0.01897	0.2083*
OG1_THR_6_B	−0.32634	0.73411	0.07088	0.2083*
N_CYS_7_B	−0.17056	0.75823	0.07257	0.2083*
CA_CYS_7_B	−0.11696	0.76502	0.09875	0.2083*
C_CYS_7_B	−0.04632	0.77745	0.08151	0.2083*
O_CYS_7_B	0.00442	0.75117	0.08026	0.2083*
CB_CYS_7_B	−0.10579	0.72251	0.11905	0.2083*
SG_CYS_7_B	−0.18274	0.70395	0.14307	0.2083*
N_THR_8_B	−0.04384	0.81778	0.06809	0.2083*
CA_THR_8_B	0.0199	0.83428	0.05076	0.2083*
C_THR_8_B	0.06891	0.85963	0.07463	0.2083*
O_THR_8_B	0.11135	0.888	0.06191	0.2083*
CB_THR_8_B	−0.00022	0.86454	0.02103	0.2083*
CG2_THR_8_B	−0.04357	0.83912	−0.00505	0.2083*
OG1_THR_8_B	−0.04168	0.90149	0.03294	0.2083*
N_DPN_1_C	0.11502	0.56013	0.37791	0.2083*
CA_DPN_1_C	0.1677	0.52862	0.3656	0.2083*
C_DPN_1_C	0.20733	0.5483	0.33635	0.2083*
O_DPN_1_C	0.23138	0.58691	0.33813	0.2083*
CB_DPN_1_C	0.22124	0.51778	0.39349	0.2083*
CG_DPN_1_C	0.275	0.48365	0.38135	0.2083*
CD1_DPN_1_C	0.32628	0.49505	0.35741	0.2083*
CD2_DPN_1_C	0.27311	0.4408	0.39412	0.2083*
CE1_DPN_1_C	0.37562	0.46367	0.34622	0.2083*
CE2_DPN_1_C	0.32245	0.40942	0.38296	0.2083*
CZ_DPN_1_C	0.37373	0.42085	0.35904	0.2083*
N_CYS_2_C	0.21493	0.52279	0.30939	0.2083*
CA_CYS_2_C	0.25262	0.53829	0.27951	0.2083*
C_CYS_2_C	0.20361	0.53657	0.24883	0.2083*
O_CYS_2_C	0.15427	0.50946	0.247	0.2083*
CB_CYS_2_C	0.32035	0.51062	0.27338	0.2083*
SG_CYS_2_C	0.30239	0.45253	0.26625	0.2083*
N_PHE_3_C	0.21763	0.5658	0.22479	0.2083*
CA_PHE_3_C	0.17417	0.56789	0.19411	0.2083*
C_PHE_3_C	0.211	0.55201	0.16189	0.2083*
O_PHE_3_C	0.26961	0.56709	0.153	0.2083*
CB_PHE_3_C	0.14812	0.6157	0.1886	0.2083*
CG_PHE_3_C	0.10579	0.6225	0.15664	0.2083*
CD1_PHE_3_C	0.03365	0.61083	0.15503	0.2083*
CD2_PHE_3_C	0.13782	0.64079	0.1283	0.2083*
CE1_PHE_3_C	−0.00572	0.61696	0.12586	0.2083*
CE2_PHE_3_C	0.099	0.64679	0.09905	0.2083*
CZ_PHE_3_C	0.02707	0.63492	0.09779	0.2083*
N_DTR_4_C	0.17552	0.52139	0.14448	0.2083*
CA_DTR_4_C	0.20215	0.50472	0.11269	0.2083*
C_DTR_4_C	0.27764	0.48739	0.11473	0.2083*
O_DTR_4_C	0.29716	0.46045	0.13667	0.2083*
CB_DTR_4_C	0.15325	0.46741	0.09993	0.2083*
CG_DTR_4_C	0.16948	0.45485	0.06385	0.2083*
CD1_DTR_4_C	0.19935	0.41529	0.05257	0.2083*
CD2_DTR_4_C	0.15659	0.48063	0.03277	0.2083*
CE2_DTR_4_C	0.18193	0.45267	0.00487	0.2083*
CE3_DTR_4_C	0.12817	0.52225	0.02684	0.2083*
NE1_DTR_4_C	0.20652	0.41489	0.01852	0.2083*
CZ2_DTR_4_C	0.1767	0.4689	−0.02764	0.2083*
CZ3_DTR_4_C	0.12397	0.53697	−0.00626	0.2083*
CH2_DTR_4_C	0.14775	0.51102	−0.03294	0.2083*
N_LYS_5_C	0.32116	0.50472	0.09156	0.2083*
CA_LYS_5_C	0.39697	0.49339	0.08591	0.2083*
C_LYS_5_C	0.44852	0.50151	0.11511	0.2083*
O_LYS_5_C	0.50137	0.47745	0.11913	0.2083*
CB_LYS_5_C	0.42485	0.51758	0.05465	0.2083*
CG_LYS_5_C	0.39962	0.49747	0.02171	0.2083*
CD_LYS_5_C	0.42787	0.45054	0.01774	0.2083*
CE_LYS_5_C	0.40495	0.43033	−0.01553	0.2083*
NZ_LYS_5_C	0.43326	0.38447	−0.0192	0.2083*
N_THR_6_C	0.43386	0.53525	0.13533	0.2083*
CA_THR_6_C	0.48082	0.54552	0.16355	0.2083*
C_THR_6_C	0.48368	0.50439	0.18571	0.2083*
O_THR_6_C	0.5369	0.49631	0.20313	0.2083*
CB_THR_6_C	0.45467	0.58605	0.18343	0.2083*
CG2_THR_6_C	0.50584	0.59566	0.21237	0.2083*
OG1_THR_6_C	0.45246	0.62376	0.16157	0.2083*
N_CYS_7_C	0.42544	0.47881	0.18493	0.2083*
CA_CYS_7_C	0.42021	0.43752	0.20358	0.2083*
C_CYS_7_C	0.47694	0.40471	0.19132	0.2083*
O_CYS_7_C	0.50762	0.37986	0.21119	0.2083*
CB_CYS_7_C	0.34602	0.41664	0.19855	0.2083*
SG_CYS_7_C	0.27263	0.4461	0.21795	0.2083*
N_THR_8_C	0.48896	0.40455	0.1584	0.2083*
CA_THR_8_C	0.54148	0.37519	0.14275	0.2083*
C_THR_8_C	0.61778	0.38964	0.15219	0.2083*
O_THR_8_C	0.66966	0.36389	0.14536	0.2083*
CB_THR_8_C	0.53302	0.37489	0.10415	0.2083*
CG2_THR_8_C	0.56505	0.41694	0.08835	0.2083*
OG1_THR_8_C	0.5671	0.33622	0.09041	0.2083*
O_HOH_1_	0.26141	0.57196	0.03465	0.1066*
O_HOH_2_	0.19741	0.69706	0.32512	0.1066*
O_HOH_3_	−0.14198	0.65752	−0.28228	0.1066*
O_HOH_4_	−0.26379	0.57103	−0.03965	0.1066*
O_HOH_5_	−0.01208	0.99175	0.07661	0.1066*
O_HOH_6_	−0.17546	0.37227	0.17609	0.1066*
O_HOH_8_	−0.25861	0.65739	0.43115	0.1066*
O_HOH_9_	0.1121	0.07628	0.0346	0.1066*
O_HOH_10_	−0.1609	0.73046	−0.18594	0.1066*
O_HOH_11_	−0.08406	0.29476	0.06483	0.1066*
O_HOH_12_	0.48303	0.52736	0.27441	0.1066*
O_HOH_13_	−0.51522	0.72579	0.0701	0.1066*
O_HOH_14_	0.43202	0.64758	0.07729	0.1066*
O_HOH_15_	−0.51603	0.69577	0.3268	0.1066*
O_HOH_16_	0.7527	0.42297	0.26803	0.1066*
O_HOH_17_	−0.58522	0.57246	0.34067	0.1066*
O_HOH_18_	−0.06978	0.51533	−0.13478	0.1066*
O_HOH_19_	−0.23305	0.58813	−0.12629	0.1066*
O_HOH_20_	0.45796	0.29881	0.02023	0.1066*
O_HOH_21_	0.60112	0.19677	0.11362	0.1066*
O_HOH_22_	0.79028	0.24648	0.07536	0.1066*
O_HOH_23_	−0.58209	0.6387	0.27125	0.1066*
O_HOH_24_	0.58678	0.34639	0.00568	0.1066*
O_HOH_25_	0.53307	0.11764	0.09372	0.1066*
O_HOH_26_	−0.12828	0.38699	−0.0547	0.1066*
O_HOH_27_	0.05365	0.23263	0.02809	0.1066*
O_HOH_28_	0.61983	0.25506	0.19609	0.1066*
O_HOH_29_	0.21013	0.7182	0.09717	0.1066*
O_HOH_30_	0.62032	0.54389	0.24403	0.1066*
O_HOH_31_	0.67629	0.11612	0.11355	0.1066*
O_HOH_32_	0.69559	0.3331	0.05445	0.1066*
O_HOH_33_	0.42075	0.29562	−0.05719	0.1066*
O_HOH_34_	−0.07123	0.29483	−0.02163	0.1066*
O_HOH_35_	0.10784	0.38165	−0.03322	0.1066*
O_HOH_36_	0.56429	0.24042	0.03932	0.1066*
O_HOH_37_	0.16382	0.67303	0.3908	0.1066*
O_HOH_38_	0.26869	0.37184	−0.05885	0.1066*
O_HOH_39_	0.71803	0.14601	0.25293	0.1066*
O_HOH_40_	0.68869	0.26935	0.0049	0.1066*
O_HOH_41_	0.83687	0.35713	0.34344	0.1066*
O_HOH_42_	−0.25203	0.43586	−0.06553	0.1066*
O_HOH_43_	0.79357	0.25327	0.28436	0.1066*
O_HOH_44_	0.28509	0.68871	0.16765	0.1066*
O_HOH_45_	0.74941	0.33784	0.29097	0.1066*
C1_OXL_53_	−0.15411	0.52013	0.35002	0.5986*
O1_OXL_53_	−0.17433	0.55944	0.34635	0.5986*
C2_OXL_53_	−0.12111	0.50658	0.38178	0.5986*
O2_OXL_53_	−0.11005	0.53481	0.40422	0.5986*
O3_OXL_53_	−0.1616	0.49203	0.32725	0.5986*
O4_OXL_53_	−0.1045	0.46695	0.38572	0.5986*

Format		BIBTeX
		EndNote
		RefMan
		Refer
		Medline
		CIF
		SGML
		Text
		Plain Text

Format		BIBTeX
		EndNote
		RefMan
		Refer
		Medline
		CIF
		SGML
		Text
		Plain Text

Search IUCr Journals		doi		Advanced search
Author		volume	page