2 (1125755), страница 19
Текст из файла (страница 19)
снзьяыс груяпы, не реагирует с днвнтоофторбснзолом н дает в результате полного ыьяроввзз 2 моля ь-гхутзмвнозой кислоты, ! моль ь-зхзнвнз н 1 моль аммиака, ~ с безводным гнярззнном он образует Г-злзння, но нс глутзмвноную кислоту. Ннняшнтс структуру зйсснннз, отнсчзющуто нрннсдснному выюс описанию. В. Сиитпез пептидов Проблема синтеза пептидов имеет чрезвычайно важное значение, поэтому ей было уделено очень большое вншеание.
Основная трудность при конструировании цени, например, из !00 аминокислот„ расположенных в определенном порядке, заключается в величине 1.анечного выхода. Требуется по крайней мере (00 отдельных синТстическнх стадий, и если выходы на всех стадиях составляют величину, равную и (00%, то конечный выход будет равен пмм !00%. Так, если выход на каждой стадии составляет 90%, то конечный выход составит только 0,003%. Очевидно, что лабораторный синтез пентидной цепи, сравнимой по величине с теми, которые содержатся в белках, должен быть необычайно эффективным процессом.
Способность живых клеток осуществлять синтез таких веществ (причем не какого-либо одного, а большого их набора) производит поистине огромное впечатление. Некоторые методы образования амидных связей были рассмотре- рО ны гл. )6 н )9. Наибольшее значение имеют реакции д-С~У в Х где Х вЂ” галатеи, алкокси- или ацилокснгруппа, т. е. реакции ацнлгалогенидов, сложных эфиров н ангидридов кислот О О ц-с~~ +нн,-ц' й — с~~ +нх х ННЦ' Если эта реакция применяется для соединения двух различных Д' , минокислот, то должны возникнуть трудности из.за того, что па !.
реакции того же типа могут оказаться связаннымн две одинаков е глаза та кислоты. вт о 1! О и С, ИК + С(СНасоэоаНа / (ЧСН,СО,Сана О в О и О 1! с, ! Р(Сна СО,Н !1 О О и (-Н 01 с — ' — а. ] ХСНаСОаН / С с ) О + Н~МСН~СО Н / И О б О О 0 РСг, МН СН С вЂ” ОН вЂ” МН,СН С вЂ” С( О о о б -нс! !! (! 2МН2СНас — С1 — + (эНаСНас!чНСНэс — С1 и т, д. Для того чтобы избежать таких реакций, в аминную функцию кислоты вводится кзащитная группа», действуюи!ая на аминную функцшо как апилирующий агент. Защитнаи группа удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям в том случае, если она может быль без труда введена в амииогруппу, ие вызывает рацемизацнн оптически активной кислоты, инертна в реакциях, всд)щих к образован!по !теитидиых святей.
и может быть легко удален» без затрнгивзиип ис!Пидиых связан !ии чувствительных функциональных групп боковых цспеи аминокислоты, например серусодержащих гр) ии цисгеииз, иишшш и метионииа, Напоолее ва,иными эащитиыьш заместителями являются фтао пильпая ( (: — С,Н,— С вЂ” ! и карбобеизоксигруппа (с,н,сн„ос-).
Так, Р(-!Рталгглаагииокнслоты могут быть получены из галогеннровапиых сложных эфиров по методу Габриэля непосредственно при реакции аминокислоты с фталевым ангидридом лмиио!О!слиты, пептиды, пилки и Ферменты 1(9 !Пи, лучше всего, по реакции аминокислоты с (э(-карбэто!ссиг(этаднмйдоь! о О О н и с О ,Ф чг С Осана + Р(наснасОан -! 1 тчснасоан Ф ннасоэсанэ с с и я О О Защитная карбобеизоксигруппа вводится с помощью бензилчлорй!ора!ната (бензилового эфира хлоругольной кислоты), который получают по реакции фосгена СОС12 с бензиловым спиртом в растворе толуола о -аа с р .Ф ~~. Ср(,ОН+СОС!а — — ' ай — СН,.— Π— С вЂ” С1+НС( =г бонаалнаорфаринат реет! О ! Раэб Иоии, а~о — 2.
нс! " — СН,-Π— С вЂ” С1+ НэХСНаСО2Н О ~ - СН! — О - С вЂ” НН вЂ” СН,СО Н вЂ” 1 ! — — — ' — ! а Упражнение 20-ГГА Наиигаита механизм реакции галинка с Рвкарбвталсифтали- ыидгы, прп катаров лослсдоиаталвно происходит присоединение к карбаниланой группе, раскрытие цикла, замыкание пил!!а и оттцеплание.
К чему должна приве- сти мылогичная раакиия с !.-фанилаланином — к и-, о- илн и,!..продукту? Следующая стадия при синтезе пептида заключается в активировании карбоксильной группы защищенной аминокислоты, которое может быль достигнуто различными способами. Прежде всего это получение ациагхлорнда, для осуществления которого, однако, требуются весьма жестко действующие реагеиты; к тому же полученный хлорид часто оказывается более активным, чем это требуется, Более удобным, оказывается примеяение некоторых смешанных' ангидридов, Наилучшие результаты дает ангидрид приведенного ниже типа, без труда получаемый нз атил(нли изобутил)хлорформната (хлоругольиого эфира С1СОаС„На): О д Г~ю~н — '!ааы ~ ! ж~~.г она Х.
С(СО,С,Нэ ангнарни и-фгэлилглнпнна н этн. ловага эфира Ггалэноа кислоты ГЛАВА ЗО 120 АМИНОКИСЛОТЫ, ПЕПГИДЫ, ВКЛКИ И ФГРМВПТЪ| 121 Ацилирование другой аминокислоты смешанным ангидридом приводит к Образованию пептидной связи. Карбоксильиап группа полученного таким образом пептида вновь может быть активирована и соединена со следующей аминокислотой. О О сн и и , ИСН»С-О-С-О С»Н» Ф Н»И УНСО»СН» в' |г О О и ф~т С О СН, ) И-СН~-Са-нн-сн-со,сн, е со, е СИОН С и О Такая после'ювагельиогть превращеппй может быть Осуществлена, разумсетси, и в сл) щс защп|ы карбобензоксигруппой.
Упражнение 20-1О. Объясните, почему смешанный ангидрид И.фгалилглицяяя п кислого зт|ыкарбоиата при реакции с аланнном дает и.фталилглицилаланпя, е се ч-кзрбзтоксиалзннн. Упр~иккение 20-20. Ниже приведены лве наиболее изящные (по не всегда са. мыс )дслныс) реакции образования пептялны«связей 0 с„п,,и=с=ко,и„ С»Н,СН, — 0 — С вЂ” ИНСН»СО»Н », кп,сико,и|. 0 0 0 1 С»Н,СН,— 0 — С вЂ” ИН вЂ” СН,— С вЂ” ИНСН,СО,СН,+С»Н[[ИНСИНС»НП СО Свь[«И-СН»СО«Н (он и СО 'о ис,н, н к| СО О И Он и | ни — з" СЗН ИОН»с-О-С С-С-И-С»из СО н лСО„Оа н 9, О„н ° Сзнв ИСН«"С И СН»СО«С»Н» е И С СН»С И СзН» (20'2) [«дача состоит в том, чтобы установить наиболее вероятный механизм этих нревг нцсиий, согласующийся с природой реагентов и продуктов. В процессе, опасы.
я я мои уравнением (20-1), дпцнклогскснлкарбоднимид активирует кзрбокснлья ю функцн[о. В схеме превращений, описанной уравнением [20-2), ключевой ста[~ей является превращение изоксззолиннеаого катиона (у[) в а-кетокегеиимнп [[ Н)) при действии основания ф и-с„н / Н ~[[с(С»Н»)з О и-с С=С=НО н г(П Ю К = Сви- ПЛИ Оа-СН- Интересные проблемы возникают в связи с механизмом последующей реикцнн ' сдниепия чн1с и|ело|ой, приводящей к енольпой форме сложного »фира (чн). После образования требуемого числа пептидиых связей при синтезе полипептида с помощью методов, описанных иа предыдуп[их страницах, защитные группы должны быть удалены («сняты»), чтобы получить, таким образом, конечный продукт. Х-Фталильная [а[нитная группа удаляется с наибольшим успехом при действии |пдраэина аналогично описанному для синтеза первичных аминов по Габриэлю (1, равд. (б.1З,А).
Результаты бывают и хорошими, и неудовлетворительными. [[[з С О инин [~» ч ' ин И СНв С пеппщ — Л вЂ” дм ! ~~,,~, ин и и О О Карбобепзоксигруппу обычно удаляют путем восстановления, Для бепзиловых простых и сложных эфиров характерна реакция гидрогенолиза, приводящая к толуолу и гидроксильной группе. Обычно действуют водородом в присутствии палладия в качестве катализатора; однако эти реагеиты неприменимы к серусодержащим системам, которые отравляют катализатор. 0 0 !! Нм Ра ~>-Снз — 0- С вЂ” ИН-СН» - С вЂ” пентод — ь 0 !! ,,Ф ~~ СН,+СО„+ ИН»С̈́— С- пептид И" и э о й и о о ы еэ м о.
АМИНОКИСЛОТЫ, ПЕПТИДЫ, БЕЛКИ И ФЕРМЕНТЫ 125 бяльность и точки изгиба пептидных спиралей, Последовательность аминокислот может также оказывать влияние на степень ;|ежмолекулярных взаимодействий и растворимость белков. Пепти;|И, состоящие иэ аминокислот одного типа, часто оказываются чрезвычайно мало растворимыми вследствие сильных внутримолеьуляриых взаимодействий, Если однородность цепи нарушается в результате включения в нее других аминокислот, то можно ожидать, |то виутрнмолекулярные взаимодействия будут ослаблены.
Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры н форму. Определение молекулярных масс и размеров белков было пыполиено с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные массы можно определить с помощью анализа отдельных компонентов (см. упражнение 20-23), измерения скоростей диффузии, скоростей седимеитацеи в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных, Очень больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. Сведения о форме молекул получают, измеряя скорости молекулярной релаксации после электрической поляризации, ис) следуя изменения в оптических свойствах (двойное лучепреломление), возникающие в струе жидкости, непосредственно с помощью электронной микроскопии и, что имеет, быть может, наиболее важное значение, исследуя интенсивность рассеяния света и рентгеновского излучения как функцию угла рассеяния.
Применение всех этих методов часто встречает трудйости вследствие высокой степени гидратации белков, а также в результате того, что многие белки вступают в обратимые реакции ассоциации, образуя димеры, трнмеры и т. д. Молекулярные массы, молекулярные параметры и изоэлектрические точки ряда важных белков приведены в табл. 20-2. Было найдено, что леиотне белки содержат такие метзллы, как железо, цинк и медь. Атомы этих металлов принимают самое непосредственное участие в выполнении биологических функций теми молекулами, с которыми онн связаны. В этой связи характерными являются хоропю известные свойства гемоглобина и гемоцианинов как переносчиков кислорода. Упражнение 20-Я.
Гемоглобин — белок, ответственный аа перепое кислоро. да от легких к тканям тела,— содержит 0,355е,; желева. Гпдролна 100.г гемогло- бина дает 1,46 г трипгофана. Основываясь аа эгнх данных, раесчнтайге мннималь- пу|о молекулярную массу гемоглобина. Многие белки могут существовать в виде хорошо образованных кристаллов, что, по крайней мере в принципе, делает возможным полное установление нх строения методом рентгеиоструктурного анализа. Возникающие при этом проблемы весьма нелегки, поскольку даже в маленькой молекуле белка, например инсулйиа, надо установить положение 700 атомов (ие считая атомов водорода). Рентгеноструктурное исследование, оказавшееся чрезвычайно цен.
)хт х г. го й ха. о о. ви ы х 6 л н о х И о 1й =и г и й и о ы о аг ы гэ х хх й о о. й. й и й ы о. з ° э М о я и гьх хй я х х я ы й ы х й$ аг х о Сэ х:х 'а й Шэ,й и х й х аг. Ф х о ы а пэ х а ад нг г 'х г х и ы о, х о ге аг г кг гь х й х 5 йэ ы' н х о х ы эг о г:г ы н х х х х й о. а о х и х э га эг Ь г й ы й 3 з в х г 3 о о. ш г' а и „"г' г- ао о то въ а эг л х а а х а и .э о х ах л й .е х й ;э х $ Ц о.о х х й а и й 3 й х о о ы Р о в -с х й а а ' х х о й 3 ффЗ ай ~ о о" г- х х г о,й ".г й и' та х х Я о о х й 1= и и з з и и Йв г 5 х и й о й "й йй йз и х а э а о 3 и о й г о я а о и о Вх й й г а а й й а рй ай а П х' о о н о и й в й *а дЙ й Г~ бю а а АМИНОКИСЛОТЫ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
