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

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.

Computing details

Program(s) used to refine structure: GSAS.

(I)

Crystal data

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

Data collection

2θmin = 0.004°, 2θmax = 28.008°, 2θstep = 0.004°

Refinement

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
Rp = 0.107	823 parameters
Rwp = 0.139	643 restraints
Rexp = 0.080	(Δ/σ)max = 0.06
R(F^2) = 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 (Ų)

	x	y	z	Uiso*/Ueq
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*