Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 23
Текст из файла (страница 23)
ОснОВные компоненты клетки Таблица |1,4 Некоторые конденснрующие рва|виты, применяемые в пептидиом синтезе ! Струитура Смешанный амиирвх О НН вЂ” ~ К вЂ” С вЂ” 0 — С л Н— О О !! К с О с о сан Днциклотексилкарбоднииид (ДЦКД) О в С,Н,— О-С-С1 Изобутилхлорфор- миат Н О /=! К вЂ” С-Н О '! / — ч К вЂ” С-Π—, НО 1члтсКарбоннлдними- дазол Н / ~.,0, — ~~ К н-Ни трофеннловый зфир' а Поаучашт ирн вваиыояейетввн амиионнепоты и л-иитрофеноаа в присутствии ДПКД.
Нз!|Р— СНК вЂ” СООН ~+- 1'НН вЂ” СНК вЂ” СООН Нзн — СНК вЂ” СООН ~+-х ~+.х ЪНН вЂ” СНК' — СОХ + Н,Р! — СНК' — СООТГ Ъ'НХ вЂ” СНК вЂ” СΠ— |ЧН вЂ” СНК вЂ” СООТГ тгпшпа г лгпе .т пмюп аа Шшмм группы т Щч! — СНК вЂ” СΠ— |ЧН вЂ” СНК вЂ” СООН Н~Р1-СНК вЂ” СΠ— НН вЂ” СНК вЂ” СООХ некоторые из них приведены в табл. 4.4. И наконец, защитные труппы должны удаляться количественно в мягких условиях, в которых не происходит перегруппнровок, рзцемизацин нли разрывов образованных пептидных связей. Есин группы, бпокируюшие Нни — и — СООН, обозначить соответственно а' и л, а соединение, образующее смешанный ангидрид, — Х, то синтез дипептида можно представить в виде следующей серии реакций: б. БЕЛКИ.
1 О О !! Н сн — о — с — с! + н н — сн -соон О Х СНэ С О ОН сьз-глиции + сьи.сэ глиции О с,н,— о — с — с! сн . эч бчнз ! СН вЂ” Сн -С вЂ” СООН н лейцин ~сэч нн. (енрр. СН СНэ С СООСэН + снэ н ! зпэилпаый эяэир лейцииа СНзк ~Снэ О О О О й сн„— о — с — нн — сн;2-нн-~ — с — ос,н, + с,н,— о — с — он Н эпэилоаиии лрир Сзм-глициллейцина из» Э.абиабиииа гии л «2 гаэ браэисигг" эзилеб грузи~(! узы и !и си* Смэ .Снэ - —.и и и ! с сн,о н,н — сн,— с — нн — с(н-с(! он + ~~ изпбутилилериарбпиаип О О- ,— о — с)! — Нн — сн,— с — о-с!! — с,не смеыанныи ангидрид (Прпмемуыпчиее соеаииеиие) глициллеиции пголуел Зпэаиал Синтез пептида может быть осуществлен не только в растворе, но н с помощью так называемого тзердофазножэ метода.
В соответствии с этим методам аминокислоту прнсоединяют карбоксильпой группой (посредстзом сложиозфнрнай связи) к нерастворимому полимеру, а затем проводят реакцию с защищенной аминокислотой, в результате чего образуется пептиднзя связь. Прн этом спнтезирустсп защищенный дипептнд, по-прежпему прикременный к полимеру, Защитную группу можно удалить, а весь процесс повторять до получения желаемого продукта. Затем пептид отделяют от полимера.
Преимущество метода заключается в том, что на каждой стадии примеси и побочные продукты легко удзляготся простым промыванием полимерного носителя подходящими растворителями. Кроме того, при использовании в реакции избытка присоединяемой Существует много способов синтеза более длинных пептидов. Например, можно провести конденсацию пептида (у которого защитная группа Т снята, а л блокирует СООН) с ТНН-СНК':— СОХ. Другим способом синтеза может служить реакция активированного певтнда с У-защищенной аминогруппой н пептнда с Х-защищенной карбокснльиой группой. Приведенный ниже синтез глицнллейцина иллюстрирует одни нз возможных путей„который может быть использован для получения дипвттндаэ Ц ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ аминокислоты выход иа каждой стадии приближаетск к 100%.
Для многократного автоматического повторения всего процесса были сконструированы специальные приборы. В твердофазном синтезе часто используются грег-бугоксикарбоиильиые производные аминокислот в сочетании с применением на стадии образования пептидной связи дициклогексилкарбодиимнда (ДЦКЙ). Этот процесс может быть проиллюстрирован приведенным виже циклом реакций с целью синтеза гипотетического полипептида.
СООН-Концевую У-защищенную аминокислоту с боковой )(е-группой по реакпди 1 присоединяю~ к нерастворимому полимеру П. При этом образуется комплекс аминокислота — полимер. После удаления заецитных групп (реакция 2) по реакции 3 присоединяется следующая аминокислота с образованием блокированного дипептида. Повторяя реакции 2 и 3, получают полипептид желаемой длины н последовательности, который может быть отделен от нерастворимого полимера по реакции 5. В' О сн,— с — о-с — мснс-о-+ сз — сн;(, -Й 1-в -ы — сн — с — о-сн,— ( камилем епРет-балю«ам. Рг мл (б-ва ) неп а ю Рм нк мг л-бу а пм пминамиланм Лалнмеа пл' Р ЕР ~ ~ НаЕ«Л,, ипабумилен В О В 'О Н~ 1 Н~ l 44ьи мснс — ысн-о-сн;г( н,ыснс — о — сн е "3 Рамплека 1-Вес-Еипелмидил-пал«мел «амине е «мина«папа е-папнмеР ьв — ынсн — он + ДЦКД О Т.д е папи а«пил — О.-СН -' н нне и к + НΠ— СН ( ~" Ж ~а щ луим буепииемебюннпп мнюлнниа нал .плмэ.пал«Рек С помощью существующих методов пептидного синтеза были получены многие природные полипептнды, некоторые белковые гормоны, в том числе инсулин (гл, 46), гастрии (гл, 34) и параггормон (гл.
43), а также фермент рнбонуклеаза. Таким образом, с помощью пептядиого синтеза была доказана правильность структур, установленных с помощью методов деградации. Пептидиый синтез. используют также для долучеиия аиа.'югов природных соединений с целью исследования роли каждой боковой цепи или остатка в проявлении биологической активности, а также для получения соединений с наиболее подходящими для терапевтических целей свойствами.
См. литературу к гл. 6. Глава 5 БРЕЛКИ. И Определение молекулярной массы. Форма белковых мо.гекул. Амфотерные свойства. Растворимость. Методы выделения биологических макромолекул Молекулярные массы некоторых типичных белков, приведенные в табл. 5,1, указывают на большое разнообразие их размеров. Для детального изучения взаимосвязи структуры и функции любого белка необходимо знание его молекулярной массы.
В следуюших Таблица б.! Молекулярные массы н нзоалектрнческне точки некоторых белков Молекулзрлз» гз изоте рг з рн з лзоэлектрзческоа точке (сн, реза. Э.ЭЬ 5.1. Определение молекулярной массы Цнтохром с Рнбонуклеаза йгноглобнн лошадн Горыон роста человека (соматотроппн) Карбокснпептндаза Пепснн Яичный альбумнн Гемоглобин лошади Сывороточный альбумнн Сывороточный у-глобулнн Каталаза Фнбрнноген Урвала Тнреогдобулнн Гемопнаннн осьмннога 13 000 14 000 17 000 -2! 500 34 000 35 500 40 000 65 ООО 66 500 160 000 250 000 330 000 480 ООО 660 000 2 800 000 10,6 7,8 7,0 ч,1,0 4,8 6,4 †„л 5,6 5,5 5,! 4,6' Ь ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ 626 Онъ аанмннин нсь ввншнння нанрнанннин ннтнн 2 снанмннта' цнн 2 Ркс. блп Схема устройства ротора ультрацеитрифугн, а — внд сбоку; б — вид сверху.
à — ячейка„2 — кварцевое стекло; 8 — источник света; 4 — оптическая аиалиаярувшая система; б — противовес. разделах Описываются некоторые методы определения молекуляр- ных масс белков, причем особое внимание обращается на ряд наи- более важных своиств белковых молекул в растворе. 5.1.1. Метод измерения скорости седиментацин Скорость осаждения частицы в центрифужной пробирке под действием центробежной силы зависит, во-первых, от величины этой силы, во-вторых, от размера, формы и плотности частицы и, в-третьях, от плотности и вязкости растворителя. Центробежные силы, достигаемые в настоящее время, позволяют производить разделение только относительно крупных молекул.
Современные центрифуги, основанные на использовании высокоскоростных электрических двигателей, способны развивать скорость до 75000 об/мин, н получаемая при этом центробежная сила в 400000 раз превосходит силу земного притяжения. Вращеяие роторов в таких центрифугах происходит в вакууме для того, чтобы свести к минимуму сопротивление воздуха и уменьшить нагревание при трении.
Для понимания поведения белков в центробежном поле полезно рассмотреть устройство ротора ультрацентрифуги (рис. 5.1), а также обсудить изменение концентрации белка в ячейке ультрацентрифуги в процессе седиментации (рис. 5.2). В результате постепенного изменения концентрации белка через некоторое время образуется четкая граница между растнорнтелем и раствором белка.
Измерение положения этой границы в зависимости от времени позволяет определить константу седиментации, являющуюся функцией молекулярной массы. За скоростью седиментации можно следить с помощью нескольких методов, Один из них заключается в следующем: через кювету пропускают ультрафиолетовый свет (230— 290 нм) и регистрируют его поглощение (величина которого про- !йт з, Белк$!. и зт б Рис. бть Изменение концентрации с белка (н) и градиента концентрации де!ох (б) в ячейке ультрацеитрифугн на различных стадиях центрнфугировання. Направление седиментацин — слева направо. А — верх ячейки;  — дно ячейки.
х †расстоян от оси вращения; ! — время. Перед началом цеатрифугированнн концентрация белка ао всех точках ячейки одинакова, и бс/г(х=о. Через время (, происходит частичная седиментация белка, и его концентрация увеличивается в направлении ко дну ячейки; в верхней части ячейки концентрация белка близка к нулю.
Изменение с н дсй(х во времени при дальнейшем центрифугировапии ил- люстрируется соответствующими крнвмми (ть (з и (!). порциональна концентрации белка) от верхней границы раствора до дна кюветы. За положением границы между раствором белка и растворителем можно наблюдать также с помощью шлирен-оптики. При этом через кювету также пропускают сает и регистрируюг изменение показателя преломления по высоте кюветы, которое пропорционально изменению концентрации белка.
Изменение показателя преломления на границе растворителя и раствора белка регистрируется как градиент концентрации г(с!г(х (рнс. 5.2). Если раствор содержит смесь веществ, частицы которых различаются по размеру, то на экспериментальной кривой наблюдается несколько пиков. Таким образом, возможно одновременно определить гомогенность образца по размеру частиц и молекулярную массу. Частица, движущаяся с постоянной скоростью по окружности, обладает ускорением, направленным к центру этой окружности. Это ускорение равно шзх, где щ — угловая скорость вращения в радианах в секунду, а х — радиус окружности в сантиметрах. Произведение массы на ускорение дает силу г' с = т (рз Р!) м~х= "рзм~» (Грхю~х где т' — объем частицы, а рз и р! — плотности частицы и растворителя соответственно (в граммах на мнллилитр). Для 1 моля растворенного вещества Р =.
Ммзх — Мор,мзх = Мюзх(! — орз) где Л( — молекулярная масса растворенного вещества, а о — парциальный удельный объем в миллилитрах на грамм. Сила, проти- Г. ОСНОВНЫЕ КОЛ!ПОНЕНТЫ КЛБГКН 128 водействуюшая центрооежной силе Л, равна )(Г(х/Гтг), где Г!х(Гтт— скорость седиментацни, а ! — малярный коэффициент трения. Тогда справедливо Лх = ЛЬУх (1 — ГЛтГ) Г!реобразуя это выражение, получаем Ггх ! — = Л! (! — ОРГИ = Б ГГГ ВЛх ГГх ! где —.—.— скорость седиментации в единичном силовом поле, ГГГ нхх называемая коэффициентом седиментацпи з. Решая полученное уравнение относительно М, получаем Л'! .= Гх/(! Вйт) Из этого уравнения нельзя рассчитать молекулярную массу, поскольку коэффициент трения ) неизвестен и не может быть легко измерен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
