Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 57
Текст из файла (страница 57)
К наоящему времени расшифрован состав 1500 белков, в том еле важнейших гормонов (адренокортикотропный гормон) ферментов (химотрипсиноген, карбоксипептидаза, аспартатансамипаза). Дансильный метод основан на получении производных Х-концевой а-аминокислоты при обработке даисилхлоридом и последующем отщеплении при гидролизе -6 н. хлороводородной кислотой (!05 'С, !2 — 16 ч). ДНС-аминокислоты обладают интен. сивкой флуоресценцией, позволяющей обнаруживать их в ничтожно малых количествах.
М(СНз) ннсн-со-ю-с~-со... 2 С! Пвптид Двиснлллорид П-димвтнламнно- навталин- В-сульфоллорид! — ~ао ВО;МН-СН-СО-МН-СН-СО.. 1 ! Р П1 330 11.2.2. Строение и синтез пептидов Пептиды по сравнению с белками являются более удобными ъектами для физико-химического исследования, и поэтому для огих из них установлена структура и разработаны методы нтеза. Названия пептидов строятся путем последовательного ечисления аминокислотных остатков, начиная с )ц(-конца, :добавлением суффикса -ил, кроме последней С-концевой аминослоты, для которой сохраняется ее полное название. Другими авами, названия а-аминокислот, вступивших в образование ептидной связи своей СОПН-группой, оканчиваются в названии ептида на -ил: аланил, валил и,т.
п. (для остатка аспарагиновой слоты используется название аспартил). Трипептид Фенилала ии Валил Глицнл Кночвц~ Н М-СН-СО-МН-СН-СО-МН-СН-СООНв(С-ислен~ г ! ! СН(СНВ)2 СН С Нэ Глицилвалнлфенилвлаиии В(у — Ма!-Рне (сонраФвннал вались) Пептиды содержатся во всех видах организмов. В отличие белков они имеют более разнородный амииокислотный состав, частности довольно часто включают аминокислоты П-ряда.
33! 6)ц-Сув-6)у ! 8 1 8 ! 6)н-Сув-6)У т2Н Н МСН2СН2СОМНСНСООН Н2МСН2СН2СОМНСНСООН ( Оннспеннма глутатнон, 6886 Восотансаленнмн глутатнон, 68Н ~ "Г",,, М Нарнсвнн )й.плавал-ыгнстнднн) Ансернн (й-вланнл.н-метла-югнстнднн) Пантотеноавл ннслотв Грамнцндмн 8 352 В структурном отношении они также более разнообразны: содер- жат циклические фрагменты, разветвленные цепи и т. д. Пептнд ную природу имеют многие антибиотики, токсины, гормоны. Дипептнды. Представителями самых «маленьких» пептидов являются содержащиеся в мышцах животных и человека карнозин и ансерин.
В их состав входит остаток необычной аминокислоты — р-аланииа (структурный изомер а-аланина). Высказано предположение, что они могут выполнять буферные функции при физиологических значениях рН за счет наличия имидазольного кольца (остаток гистиднна) с рК, б. Остаток ()-аланина входит в состав пантотеновой кислоты, являющейся структурным элементом кофермента А (см. 6.3). Другой структурный элемент синтезируется из валина, превращающегося в результате трансамнниропания в соответствующую а-оксокислоту, которая затем формилируется, а оксогруппа восстанавливается в спиртовую. СН, -"- т .сс.
) омон,-о — -сн с. соо. 2 Снз О Способностью к синтезу пантотеновой кислоты наделены только растения и бактерии, но не животные. Трнпептиды. Один из наиболее распространенных представителей — г л у т а т и о н — содержится во всех животных, растениях н бактериях. Н,М-СН-СН;СН;СО-МН-СН-СО -МН-СН;СООН Ооон сн,вн т .Гпутамнлцнстенннпглмцнн ) т-6!ц-Сув-6)у) Гпутвтнон Наличие цистеина в составе глутатиона обусловливает воз- жность существования последнего как в восстановленной, так .окисленной формах.
Глутатнон участвует в ряде окислнтельно-восстановительных ' оцессов. Он выполняет функцию протектора белков, т. е. ве"ества, предохраняющего белки со свободнымн тиольиыми групми — $Н от окисления с образованием дисульфидных связей 5 — Б —. Это касается тех белков, для которых такой процесс ежелателен. Глутатион в этих случаях принимает на себя дейвие окислителя и таким образом «защищает» белок. При окиснии глутатиона происходит межмолекулярное сшивание двух нпептидных фрагментов за счет дисульфидной связи. Процесс ратим. Пептндиые антибиотики. Некоторые пептнды проявляют антиКтериальное действие и используются как лекарственные средва.
Так, г р а м и ц и д и н Б — циклический декапептид, окавающий антнбактернальное действие на стрептококки, пневмоки и другие микроорганизмы, продуцируется споровой палочй Васйцз Ьгет))8. Он был выделен Г. Ф. Граузе и )т). Г.
Браж"ковой (1942). К циклопептндам относятся антибиотики полииксины. В состав грамицидина 5 наряду с ранее известными а-амино- слотами входит (.-оРнитин Г) Ну (СН2) »СН (Х Ну) СООН, котоРыи 353 г з Н М-Суа-Ту -Рке у г 3 Н М-Сув-Туг- Иа ! а ! 8 !а а ч Суа-А»п-ВШ ! ! !а а Суа-Аш-аы )та а Р' -Ь -Вгу (ССМН ! (т в а Р -АЧ-Шу (СОМН ! Снонточнн Вазопресснн ь у"' г! ~ в организме человека образуется из аргннина в метаболическом цикле мочевины, но в составе белков человеческого организма не содержится.
Грамицидин способен быть ионофором, т. е. переносчиком ионов через мембраны. В частности, с его помощью через мембрану переносятся ионы К+, а также Ха+ и других одновалеитных катионов. Ионофором является и другой циклический пептид — в а л ни о м и ц и н, способный специфически связывать и переносить ионы калия. В валиномицине наряду с пептидными содержатся и сложноэфирные группы, в образовании которых участвуют а-гидроксикислоты — молочная (2-гидроксипропановая) и а-гидроксиизовалериановая (2-гидрокси-3-метнлбутановая). Циклическая молекула валиномнцина построена из трех идентичных фрагментов, в состав каждого из которых последовательно входят остатки (у-валина, (.-молочной кислоты, (.-валина и 0-гидроксиизовалериановой кислоты.
Конформация валиномицина напоминает браслет, внутренняя полость которого точно соответствует ионному радиусу иона К", который таким образом оказывается «окутанным» гидрофобной оболочкой валиномицина и легко переносится через мембраны. С ионами !)а+ валиномицин практически не взаимодействует. В области мембранологни ведутся широкие исследования по поиску синтетических нонофоров, среди которых наибольшего внимания заслуживают краун-эфиры (см. 9.3.1). Работы акал.
М. М. Шемякина и сотр. явились основой для установления принципа функционирования антибиотика валиномипина как ионофора. По»точу не случайно перед зданием Института биооргаиической химии им М. М Шемякина АН СССР в Москве водружена орнгинальнаи скульптура калиевого комплекса валиномипнна. Структурной основой пенициллиновых антибиотиков (см. 10.7), продуцируемых плесиевыми грибами Реп(с)йшт, является 6-аминопенициллановая кислота, которая может рассматриваться как дипептид, построенный из остатков (л-валина и цистеина.
Н М-НС-НС' ~х, СНЗ Суа ! ! С о-ча~ с м ' сн СН з ооон В 1953 г. В. Дю Виньо установил строение двух гормонов— ,кс и то ц н н а и в а зап ресси н а, выделяемых задней ей гипофиза. Оба гормона содержат по 9 аминокислотных ' статков, т. е. являются нонапептидами. Окситоцин и вазопресн имеют близкую первичную структуру и различаются только ' вумя остатками и-аминокислот: вместо изолейцина (3) и лейина (8) в окситоцине и вазопрессине содержатся остатки ' енилаланина (3) и аргинина (8). Оба пептида содержат одну исульфидную связь, н на С-конце вместо свободной СООН- руп вы — амид кую — СО)Ч Нг, Небольшого различия в аминокислотной последовательности казывается достаточно для специфического биологического дейтвия каждого из этих гормонов.
Окситоцин встречается только женских особей. Он вызывает сокращение гладкой мускулатуы, особенно мускулатуры матки, и применяется в ветеринарных инекологии и акушерстве. Вазопресснн содержится и в женском мужском организмах. Он регулирует минеральный обмен и баанс жидкости (антидиуретический гормон).
В последнее время становлено, что вазопрессин относится к числу мощных стиму' яторов запоминания. И н с у л и н — гормон, ответственный за контроль метаболиза углеводов, жиров и белков, вырабатывается поджелудочной елвзой. С недостатком инсулина в организме связаны серьезые нарушения углеводного обмена (сахарный диабет). Молеулярная масса инсулина 5727, молекулярная формула гзвНзтт)ч)езОтзЯа Для того, чтобы эту молекулярную формулу «превратить» в формулу строения, потребовались годы напряженного труда: в !943 г. Ф. Сенгер приступил к расшифровке строения инсулина и лишь через !О лет получил ответ.
! !'. !,г, !:.~ чй 354 Пептндные гормоны. Большое значение имеет группа пептидов, проявляющих гормональное действие, т. е. регулирующих химические реакции в организме. Многие нз них детально изучены, некоторые открыты совсем недавно. Фредерии Сенгер (рол (9)8) — крупнейший современный поспелова~ель елка и нуклеиновых кислот; автор стратегического плана определения аминоислотной последовательности в белках («блочного» метода). За установление 'роения инсулина в (958 г.
удостоен Нобелевской премии. В (980 г, ему торична присуждена Нобелевская премия за работы, связанные с расшифровкой енетнческого кода. ' )8, 1 Туг-Звг-Сув-МН л ! Агэ-Агэ-Сув-Гяуп-6!и-Нгв-МН2 а !8 17 П !.ые— 20 НООС-Гяум-Сув-Сув НООС-Сув-Аво-Сув-!.ув 21 а- — Авн 7 П!у-Сув-А!а-Ргв — — г а Сув — В-В он Ьвм-Ауа-Тат-!э!и-Рго Нонотоноин !9 зо — — — — [Суп~~' — ~ яга цеп Б 8 ! С-иоиец 8 2О Су. т ! !(Р„-— :1' „11! ~ М-иоиец 8 8 У Суп Суп 8 1 8!у 21 Яа Цепь Я и Суа 8 ! у,' ' уу! ''!!' у!11 л! Мв! вннвфалин Туг-ГМу-уз!у-Рав-Мвг Ьвц-вннвфалин Туг-!э!у-уз!у-Рьв-ьвц 336 ч :1,! ',)~11 ''.""Л" Л" Х".,С- р') 1пг ~(вь за ф НООС вЂ” (Я У ьт У и и 'с т,,)(У, )(уиг,, 1' Рмс. 11.2. Инсулин.
а †. аминоиислотиая последовательность; О -- соединение цепей А и Б днсульфидиыми связями Инсулин состоит из двух пептидных цепей А и Б (рис. 1!.2), соединенных двумя дисульфидными мостиками (7,7 и 19,20). Цепь А содержит 21, а цепь Б — ЗО аминокислотных остатков.
Кроме того, в цепи А имеется дисульфидная связь между Суз-6 и Суз-!1, вызывающая образование петли. Видовая специфичность инсулииов связана с изменениями на участке 8 — !О цепи А. Например, в инсулине человека на этом участке имеется последовательность Т)уг — Бег — 1!е, быка— А!а — Бег — Ча!, барана — А!а — П!у — ЧБ1, лошади — ТЬг — П!у— 1!е. Пептидные токсины. Пептидно-белковую природу имеют многие токсичные вещества, например токсины ядовитых грибов, пчел, змей, скорпионов. Пептид а п а м и н является токсичным компонентов яда пчел и оказывает сильное действие на центральную нервную систему. Апамин содержит!8 аминокислотных остатков, это один из низко- екулярных нейротоксинов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
