Organicheskaya_khimia_Uchebn_v_2-kh_t_T_2_Traven (1125751), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Во второй аминокислоте должна быть защищена С-концевая группа. Как правило, это низшая алкильная (СН3, С Н ) или бензильная группа. Бензильная группа особенно удобна, поскольку легко снимается (см. выше). 5гО Глава 27. Лмииокислоты, иептиды и белки (протеииы1 О О О П П вЂ” СбнбСНг — 0 — С вЂ” ХН вЂ” СН вЂ” С вЂ” Хн — СН2 — С вЂ” 0 — СН2СбНб — ' си, целевая пептидная связь О О П П НгХ СН вЂ” С вЂ” Мн — СН2 — С вЂ” ОН + г Сбнбснз + Сог СН, А1а-01у 1'целевой дипепепид! Целевой дипептид А1а-О!у получают после снятия защитных групп гидроге- нолизом.
Автоматизированный пеитидиый синтез В англоязычной литературе этот метод называют «Ап1ота1еб рер1Ые зуп11тез1з» или «БОИ-р1тазе рер1Ые зуп111ез1з». Его особенность состоит в том, что получение олиго- и полипептидов по этому методу проводят на твердом полимере. Как правило, это шарики, изготовленные из полистирола, содержащего активные СН С1-группы. Первая стадия этого метода заключается в пришнвке Х-защищенной аминокислоты к полимеру. 0 0 П Полимер — СН2С! + НΠ— С вЂ” СН2 — Хн — С вЂ” Оснгсбну О 0 П П НВНСн,СООН плинер СН2 1 ! С СНг ьнн С О~снгсбнз н лн — Сан~сна — С02 ' 0 О СН,О а и П сбнеснт О с хн сн с Он Полимер — СН2 — 0 — С вЂ” СН2 — 1ЧН2 дцгкд 0 О СН О П и ! ' П Полимер — СН вЂ” 0 — С вЂ” СН вЂ” МН вЂ” С вЂ” СН вЂ” гнн — С вЂ” ОСН С Н 2 2 л -с,н,снн — СО2 'О 0 СНз П Полимер — СН2 — 0 — С вЂ” СН2 — ХН вЂ” С вЂ” СН Мнг и т.л, А!а-б1у 521 27.4.
Реакции а-аминокислот По окончании автоматизированного пептидного синтеза полипептид снимают с полимера действием бромоводорода в СР СООН. Определение структуры полппептидов Белки — это полиамиды, образованные самыми разнообразными сочетаниями природных и-аминокислот. Для нормальной «работы» белка в биологической системе исключительно важна последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Эта последовательность может быть определена при применении различных методов.
Определение Х-концевой группы проводят по методу Эдмана (1950 г.), который основан на реакции М-концевой группы полипептида с фенилизотиоцианатом. 9 О !! вон с,н,— и=с=а + н,н — сн — с — ин — сн — с рн-о феннлизотиопианат К К' ~олипептид ьо ьо а сь о — са», — нн — с — нн — сн — с — ни — сн — с ! ьо (органический К К растаоритеаь! "меченый" полипептид ~О О о !! СьНь — ХН )ь) К н,н — сн — с К' фенилтиогидантоин По окончании реакции фепилтиогидантоин выделяют, идентифицируют и таким образом устанавливают характер М-концевой группы в исходном полипептиде. Еще одним методом определения Х-концевой аминокислоты в полипептиде является метод Сеогера (1945 г.).
Аминогруппа аминокислоты или пептида реагирует в этом случае с 2,4- динитрофторбензолом с образованием М-(2,4-динитрофенил)производного, имеющего желтый цвет. Галса 27. Аминокислоты, пептиды и белки (протеины) )зо2 О2Н Р + Н2М СН СОО~Ха о о не ! СНз Ха-соль алаиина 2,4-динитрофторбензол )к)О2 — О2Н ' ~' НН-СН-СООН сн, ХЦ2,4-динитрофенил)алании По окончании реакции Сенгера проводят полный гндролиз полипептида и определяют, с какой аминокислотой связан остаток 2,4-динитробензола.
Эта аминокислота и является концевой в анализируемом полипептиде. С-Концевую аминокислоту определяют, подвергая полипептнд гидролизу с помощью фермента карбоксипептидазы. Этот фермент специфически гидролизует С-концевую амидную связь в пептнде нли белке. По завершении гидролиза первой амидной связи карбоксипептидаза гидролизует следующую амндную связь и т, д. Н 0 Н2 Н соон сн Н -С СЙ д Нз «арбокси- пептидаза трипептид Н О К2 ! — Х..-с СН + сн н -соон нз Нзн.. СОО' СН ! К) а-аминокислота дипептид Имеется ряд и других ферментов, называемых нролзеааами, которые катализируют гидролиз пегггидной цепи, как правило, в ее специфическом участке.
Белок при этом подвергается частичному гидролизу. Например, серин-протеаэа гидролизует белок в том месте, где находится фрагмент серина. Пвнсин — фермент, действующий в желудке и имеющий максимальную активность при рН ).О, принадлежит к группе карбоксипротеазы.
Ферменты этой группы гидролизуют амидные связи, в которых участвуют карбоксигруппы аспарагиновой кислоты. Триисин преимущественно катализирует гидролиз пептидных связей, в которых карбоксигруппа входит в состав лизина или аргинина. Химотринсин избирательно расщеп- 523 27.4. Реакции сс-амииокислот ляет амидные связи, в которых участвуют карбоксильные группы лейцина, фенилаланина, тирозина и триптофана. Обрабатывая крупный белок таким образом трипсином и химотрипсином, можно расщепить его на неболыпие фрагменты, в которых концевые группы могут быть определены, например, по методу Эдмана. Применяя методы анализа аминокислотного состава полипептидов, химики смогли определить последовательность аминокислот во многих белках, выполняющих важнейшие физиологические функции в живых организмах. Некоторые из этих белков перечислены ниже.
Инсулин — гормон, регулирующий метаболизм глюкозы. Недостаток инсулина в организме человека — причина серьезного заболевания, называемого диабетом. Последовательность аминокислот в инсулине в 1953 г. установил Ф. Сенгер (Е1обелевская премия, 1958 г.).На это ему потребовалось около 10 лет работы. Инсулин содержит остатки 51 аминокислоты в двух полипептидных цепях, связанных дисульфидными мостиками. Гемоглобин — переносчик кислорода в организме человека.
Этот белок состоит из четырех пептидных цепей. Две идентичные а-цепи содержат по 141 аминокислотному остатку и две идентичные р-цепи — по 146 остатков. Гамма-глобулин — белок, ответственный за иммунные реакции организма. В целом, он содержит 1320 аминокислотных остатков. Эти остатки образуют четыре цепи: две цепи, каждая из которых содержит 214 остатков, и две цепи, содержащие по 446 остатков каждая.
Белок «р 53». Этот белок состоит из 393 аминокислотных остатков и имеет в клетке целый ряд функций, важнейшая из которых — росторегулирующая. Этот белок препятствует аномальному развитию клеток и тем самым — возникновению рака. Превращения пищевых белков Принимая во внимание исключительную важность биологических функций белков, необходимо хотя бы кратко остановиться на превращениях пищевых белков в живом организме.
Белки, попадающие в организм в качестве продуктов питания, подвергаются гидролизу. Как уже отмечалось, они легко гидролизуются в кислой среде с образованием отдельных аминокислот. Расщепление белков в организме начинается в желудке под действием фермента пепсина и соляной кислоты. При этом белки превращаются в смеси различных полипептидов. Гидролиз в желудке — лишь одна из стадий переработки белков. Смесь пептидов поступает из желудка в двенадцатиперстную кишку (верхний отдел кишечника), а затем — в тонкий кишечник, где под действием специальных ферментов — пепсидаз — завершается гидролиз полипептидов до свободных аминокислот.
Образовавшиеся таким образом аминокислоты всасываются из тонкого кишечника в кровеносную систему, чтобы принять участие в синтезе именно тех белков, которые в данный период развития необходимы живому организму. 524 Глава 27. Аминокислоты, пептиды и белки (протеииь>) 27.5.
ВТОРИЧНАЯ, ТРЕТИЧНАЯ И ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРЫ БЕЛКОВ Последовательность аминокислот, ковалентно связанных между собой в полнпептиде, представляет собой первичну>о структуру белка. Как уже отмечалось, роль белков в биохимических процессах чрезвычайно разнообразна. Белковую природу имеют ферменты, катализирующие различные реакции в организме; этерификация, гидратация двойной связи, окисление и восстановление, декарбоксилирование, конденсация Кляйзена и многие другие.
Ряд белков выполняют транспортные и ионнообменные функции. Известны белки-гормоны как регуляторы биохимических процессов. Способность белка выполнять ту илн иную функцию определяется его структурой. Физиологические функции белка в огромной мере определяются не только его первичной структурой, но и его пространственной структурой, а именно вторичной, третичной и четвертичной структурами. Ниже последовательно рассмотрены взаимодействия, которые определяют способность белков принимать и удерживать ту или иную высокоорганизованную в пространственном отношении форму. Водородные связи внутри полипептидной цепи. Пример этих связей показан ниже при обсуждении структуры а-спирали. Водородные связи между полипептидными цепями.
Наличие амидных функций во фрагментах аминокислот предопределяет их способность к образованию сильных водородных связей и между соседними полипептидными цепями. Именно такие водородные связи в первую очередь считаются ответственными за формирование вторичной структуры белков. Водородные связи между боковой группой Рс и полипептидной цепью. Этн водородные связи также следует принимать во внимание при оценке структуры белка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
