Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Бслни црслставляют собой цолцмсрныс молекулы, состояпшс цз аминокислот. Каждый аминокислотный остаток соединен с сосед>ц>м остатком специфической к>>валснзт>ой связью. Термин ФосГатокь цолразуменает, что црн гослипсцни аминокислот друг с' пру гон они тсрян>т злсмснты, которые нмс— стс составляют молекулу воды. Белки могут быть гцлролнзовацы па составлякнцие их аминокислоты с помощью нескольких мстолон. Ранние исследования белков как раз оыли сфокусированы на определении аминокислот, образуюн>нхся црц разложении белков.
Обычно в белках нахолят 20 различных аминокислот. Псрвая аминокислота асцарапш была открыта в 1806 г., цослелцей в 1988 >. бь>ла идентифицирована аминокислота треошш. Каждая аминокислота цмош тривиальное (традиционное) название, которое иногда происходит от источника, цз которого она была впервые выделена. Лсцарагин впервые >н>нару- жили в аспарагусе, а глутамцновую кислоту — в гл>отсцс (зацасном бслкс) пшеницы. Тцрозин впервые пыЛелили из сыра (название происходит от греч.
>угол — сыр), а глицин был назван так за сп> сладкий вкус (от >рсч. к!усох сладкий). Все 20 основных аминокислот являются г>-аминокислота>>и. Они имен>т карооксиллнун> группу и аминогруццу, свнзашпяс с одним ц тем жс атомом углерода (с>-атомоь> углерола) (рис. 3-2). Различак>тся амннокис читы >х>коными цсцямп (К-грунцамн),к»торысу каждой амцнокцслоты имеют >к обое строение, злектрическ>Й заряд и растворимость и воле. Кроме 20 основных аминокцслотсущестнуютещсгораздо менее распространенные амицокислоты, цскоторыс из цих образуются в цроцег>ю модификации ос> аткон, происхоляшсй уже после Рис.
3-2. Общая структура аминокислот. Данная структура является общей для всех аминокислот, кроме пролнна — одной-единственной цинличесной аминокислоты. Каждая аминокислота имеет характерную К-группу (показана красным цветом), соединенную с а-атомом углерода (показан синим цветом). ЗД Аминокислоты [< <5[ СОО СОО сн, сн, а <.-Ллпниы Г<-Ллкнин СОО СОО н-с-ын, н,<ч-с-н СОО ! ! сн, <:Алапин СОО ! н — с — ь<н, сн, О-Аланин синтеза белка Другие присутствуют в живых организмах, по нс в составе белков. Основные аминокислоты имеют трехбуквенныс и однобуквенные условные обозначения (табл.
3-1), которыми пользукпся для сокращенной записи состава и последовательностей аминокислот в белках. КЛЮЧЕВЫЕ ДОГОВОРЕННОСТИ. Трехбуквснный код понять легко — сакра<цепие обычно представляет собой первые три буквы названия аминокислоты. Однобуквепный код был разработан Маргарет Дейхофф (1925-1983), которую многие считакп основоположницей современной биоинформатики. Однобуквенпый код возник в результате по- Маргарет Оукпи Дейхофф, <925 — 1983 пытки сократить размеры баз данных (в эру перфокарт), содержащих амипокис потные последовательности. Его легко запомнить, если понять происхождение символов. В случае шести аминокислот (СН1МВт<) первая буква названия однозначно определяет только эти аминокислоты, поэтому именно опа и используется в качестве символа для пх обозначения.
В случае пяти других аминокислот (Л«*1 РТ) первая буква не является однозначно опредсля<ощей, так что ее используют для обозначе<и<я той аминокислоты, которая чаще встречается в белках (например, лейцип встречается гораздо чаще, чем лизин). Коды для следующих четырех азпщокислот выбраны по некоему фонетическому созвучию (КЕ'г'ТЧ: аКК!и!пе, репу!а!ап)пе, Г'<гоз(пе, <'зУ)ргор)<ап). Подобрать однобуквенный код для оставшихся аминокислот было сложнее. Четыре аминокислоты (1)ХЩ) получили свою букву по той причине, что она имеется в их названии или созвучна их названию (азраг()!с, азрагая(Хе, И!пп«пЕ[«е, Я-гапппе). Остался лизин, но и в алфавите осталось всего несколько незанятых букв. Для обозначения лизина была выбрана буква К, поскольку она расположена к 1.
ближе остазьных. ° Во всех основных аминокислотах, за ис- кзпоченисм глицина, а-атоь< углерода связан с четырьмя различными группами: карбоксильпой группой, амипогруппой и К-группой, а также с атомом водорода (рис. 3-2; в глицине К-группа представляет собой ешс один атом водорода). Таким образом, а-атоз< представляет собой хиральный центр (с. 36). Поскольку связывающие орбитали располагаются вокруг а-атоз<а углерода в форме тетраэдра, четь<ре группы могут образовывать две различные простран<гп<снные конфигурации, т. е.
аминокислоты могут «ущсствовать в виде лвух стсрсоизомеров. Эти структуры являются зеркальными отражениями друг друга и нс совпадают прп наложении (рис. 3-3); они Е<,<Ч:: . ',"~ф -': " '-:-з' сн, сн; 6 <.-Апаиин О-Алании Рис. 3-3. Стереоизомормя ««-аминокислот.
а) Два стереомзомера апанкиа С- и О-алании квплютск зеркальными отражениями друг друга, не совпадающими при наложении, т. е. представляют собой знанткомеры. Существуют два варианта изображения пространственной конфигурации стереоизомеров. В перспективных изображениях формул (б) полностью закрашенные кпмновмдные линии обозначают связи, находящиеся над поверхностью рисунка, а штриховкой показаны связи, лежащие под ней. В проекционных формулах (в) горизонтальными линиями изображают связи, находящиеся нвд поверхностью рисунка, а вертикальными пиниями — лежащие под ней. Однако очень часто прк написании проекционных формул группы располагают случайным образом, ие задумывапсь о специфической стереохмммческой конфигурации молекул. !! 161 Часть 1.
3. Аминокислоты, пептиды и белки Сокраоно<оеу саиоол Лмооокосаош Псполяриые алифатическне Г.шц<п< 5.<37 20,1 601 18 1<,.э<8 1,6 5,97 12 5,98 3.8 6.02 1.5 574 ! С) 75 2.34 9,60 89 234 Ц(<9 115 1,99 105)6 117 ?.:)2 9,62 1:И 2,36 9,60 1гЦ 2,:1(э' 9,68 149 228 921 '<лзпсш Пралшэ Паз<си Лей пап И,кэлсйппп М<"Го<энни Ароматические К-группы с!э< и<из занан Рйс !э !65 1 Я! 9 ГЗ 205) 1 э< 7н !э<зли э < Т!<итожат Цалярныс нсзаряженшос К-группы Сс3<пн Бш <!эс<эисп 3йг Цш:тсэш""' Сух <э<з<з)э<<стэн Ахп 1лутамнн (эйэ 5 105 Т 119 С 121 Х 132 0 116 Положптелыш наряженные К-группы Лс<зэзн Еуь Гштэшпп !!)о Л!<щппсэ< Э< <)э К 1<6 2,!Я 8,95 10,53 9,74 1! 155 1,82 9,17 600 7.5<<3 К 174 2<,17 с),(лэ< 12,48 10.76 Отрлш;пельно заряженные К-группы Лсэпфагюпшая кис:ила Лк!э Г<оталнпкп<ая кпс.эю < О1ц 1,88 9,60 3,65 2,77 2,19 9,67 4,25 ').2<2 53, 6.3 * Значения М, отражают структуру соединения, как зта показано на рис.
3-5. При соединении аминокислот в оолипептнлную цепь отщепляются составляющие люлскулы волы (М,= 18). " Гидрапатический индекс, отражающий одновремснно гндрофабность и гидрофильпость К-группы. Эти значения отражают оС, соответствующее переносу боковой цепи аминокислоты из гидрофобного растворителя в воду Перенос благоприятен (АС <О; отрицательное значение индекса) для заряженных или полярных цепей и неблагоприятен (дС >О; положительное значение индекса) для аминокислот с неполярной или более гидрафобной боковой цепью; см.
гл. ! 1. Цит. по Куте, ), 6 Воо!<сс!е, К.Е (1982) А зашр!е шесйа<) (ог <йър!ау!пя сЬе Ьу<) горйаЬ! с сЬагассег о! а ргасе)п. / Мо!. Виэ). 157, 105 — 132. *'* Результаты исслелавания 1150 белков. Цит. па Ваа!!сс1е, К.Е (1989) Ке<)нп<)апс!ел ш ргосе<п зецоспссз. 1п Рэв<!кх!он о/ Ргогс)п 5ппесиш оп<! где Рляс<Р!ш о7' Ргосот Сон7огюис<оо (Ракпшп, С.В., ег!.), Рр. 599 — 623, Р!сполз Ргсзк Мело У<эгй. '"' Цистсин обычно рассл<атривают как полярную молекулу, нссчотря па та что он имеет положительное значение индекса гидрофабности.
Это отражает способность сульфгилрильной группы выступать в роли слабой кислоты и образовывать слабую водородную связь с кислородом или азотом. К-группы (Дт Л)з Рта 'з'а! Гас< .!Ь Мсэ. Значения рк ' рд< рдэ рдо Исгргчоеиостл М,' (4-ОООН) (.— ХН<) (К-<руном) р) П1" ош.зкох (Га)" < 2.21 9,15 5,68 20.8 6.8 2,11 9,62 5,87 20,7 5,9 1,96 ! 0,28 Ь',18 5.07 2,5 1 9 2,02 Я,ЯО 5<,4<1 23„) 4.3 2,17 9.13 5,65 23,5 1.2 3.1 Аминокислоты 11171 называются энантиомервми (рис. 1-19).
Кроме того, все молекулы, имеюцсие хиральный центр, обладают оптической активностью„т. с. вращают плоскополяризованный свет (доп. 1-2). КЛЮЧЕВЫЕ ДОГОВОРЕННОСТИ. Существуют две системы нумерации атомов углерода в молекулах ам инокислот, что может поначалу сбить с толку Следующие за а-атомом атомы угле(юда в К-цепи обычно обозначают с помощью греческих букв ~3, Т„Ь, е и т.д. В случае большинства других органических молекул атомы углерода просто нумеруют по порядку, начиная с атома углерода (С-1), имеющего в качестве заместителя самую старшую функциональную группу В соответствии с такой системой нумерации карбоксильный углерод в аминокислоте имеет номер С-1, а а-атом — номер С-2.
т Р ь л 4 э г 'НН, "НН Лилии Иногда, например в случае аминокислот с гетероциклическими К-группами, греческая система обозначений может допускать двоякое толкование, и тогда лучше пользоваться численной нумерацией. В случае аминокислот с разветвленной боковой цепью эквивалентные атомы углерода обозначают цифрами после греческих букв. Так, лсйцин имеет атомы углерола Ы и 62 (см. рис. 3-5). ° Для обозначения абсолютной конфигурации четырех заместителей у хирального (асимметрического) атома углерода применяется специальная номенклатура. Абсолютная конфигурация простых сахаров и аминокислот обозначается с помощью символов 13 и Е (рис.
3-4), цо анзлогии с абсолютной конфигурацией трехуглеродного сахара глицеральдегида. Идея подобной классификации была предложена Эмилем Фишером в 1891 г. Фишер знал, какие группы окружают асимметрический атом углерода в молекуле глицеральдегида, но лишь догадывался относительно их абсолютной конфигурации; его догадка была позднее подтверждена методом рентгеновской дифракции. Во всех хиральных молекулах стереоизолсеры с конфигурацией, соответствующей конфисурации 1.-глицеральдегида, обозначают буквой 1., а сте- реоизомеры с конфигурацией, соответствукнцсй конфигурации 1)-глицеральдегида, обозначают буквой 1). Например, чтобы привести в соответствие расположение функциональных групп в молекулах 1.-ачанина и 1.-глицсральдегида, нужно одинаковым образом расположить те из них, которые можно превратить друг в друга ну~ем простой одностадийной химической реакции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
