Терней - Органическая химия II (1125893), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Все три цепи переплетаются, образуя правовращаютцую «сверхспт|раль» с небольшим шагом. При кипячении в воде коллаген превращается в желатин. Кофермент. Вещество (обычно небольшая молекула), которое необходимо для проявления каталптической активности фермента. Пептпд. Общий термин для обозначения полиамидов, построенных из а-аминокислот. Дппептидами, трипептпдами, ... полппептидами называют полиамиды, состоящие из двух, трех и т. д. аминокислот. Пептидная связь. Амидная связь между двумя аминокислотами.
Четыре основных атома пептпдной связи [ — С(0) — Х?1 — ) лежат в одной плоскости полностью развернутой пептпдпой цепи. Подагра. Заболевание, основными сиптомами которого является болезненное воспаление суставов, главным образом рук и ног. Реактив Сэнгера. 2,4-Динитрофторбензол. Применяется для идентификации М-концевых аминокислот в пептидах. О !! а-Спираль.
Конформация пептпда, в котором повторятощпеся единицы ( — С вЂ” С вЂ” Я вЂ” ) 3а Н образуют спираль. Каждый из остатков С=О и М вЂ” Н в а-спирали участвует в образовании внутримолекулярных водородных связей. Эти многочисленные связи делают конформацию пептидов весьма устойчивой. Синтез Штреккера. Синтез а-аминокттслот при помощи реакции альдегида с аммонийхлоридом и цианистым натрием.
Промежуточным продуктом реакции является а-аминонитрил. Фермент. Биологический катализатор, состоящий в основном (но не обязательно целиком) из белка. Многие ферменты сохранили за собой тривиальные наименования (например, петтсин, эмульсии и др.). Систематические названия ферментов оканчиваются на -ага.
Ло названию фермента можно судить об его субстрате и о типе реакции, которую »' Это определение нельзя признать правильным: полипептиды встречаются в природе и обладают выраженной активностью (гормоны, антибиотики, токсины и т. д.).— Прим. ред. 414 РЛАВА ээ он катализирует. Например, дегидрага Ь-аиинолееулиноеой пислол>ы — это фермент, превращающий б-аминолевулиновую кислоту в порфобилиноген (ПБГ) При этой реакции происходит дегидрирование. СО Н ! сн -1- Нес ,сн со н 11 СН,))Н, ! Н б-аминолевулиновая кислота ПБГ Этот пример особенно интересен, так как ПБà — предшественник гемоглобина. Кроме того, 6-аминолевулиновая кислота относится к тем биологически важным аминокислотам, которые не являются а-аминокислотами. Ферментативное разделение. Разделение энантиомеров при помощи ферментов.
Применяется для получения оптически чистых аминокислот. Электрофорез. Метод анализа аминокислотных или белковых смесей, основанный на различной подвижности компонентов смеси в электрическом поле постоянного тока. ЗАДАЧИ 1д. Предложите пути синтеза следующих аминокислот, исходя из доступных химических реактивов в качестве исходных веществ: а) валин б) аланин в) фенилаланин г) лизин д) серии е) пролин ж) аспарагиновая кислота 16. а) Ниже даны изоэлектрические точки нескольких пептидов, а также величины их рХд и рК .
(рКд указывает на кислотность группы — СОгн, а рКг — на кислотность группы — МнгЭ.) На основании этих данных укажите на взаимосвязь между рК„ рКе и рХ. рК, рК, р1 3,15 8,23 5,69 3,14 8,25 5,70 3,23 8,00 5,66 Пептид д1у-а1а й-й К1у-К1у-к1у б) Укажите основные ионные формы для каждого из приведенных ниже соединений при рН 2.
лейцин глицин лизин глицилглицин 17. Брадикинин — нонапептид, обладающий физиологической активностью. Он пони>кает кровяное давление, увеличивает проницаемость капилляров и вызывает ощущение боли. Он имеет следующую аминокислотную последовательность. 'аги-рго-рго-д1урЬе-зег-рго-рЬе-агд. Какие трипептиды, содержащие фенилаланин, образуются при неполном гидролизе этого пептида7 1д. Гастрины — гормоны, которые вызывают выделение желудочного сока у млекопитающих,— содержат 17 аминокислотных остатков. В результате неполного гидролиза гастрина образуются следующие фрагменты.' А: я1п-я1у-рго4гр Б: 1еп-д1дд-оп-оп В: оп-81п-а1а-а1а4уг Г: я1у-игр Д: идей-азр-рЬе Е: 1еп-оп-оп-п1п-п1п-а1а-а1а4уг Х-Концевой аминокислотой служит глутаминовая кислота, а С-концевой аминокислотой — фенилаланин.
Какая структура согласуется с этими данными? (Примечание: пептид содержит по две иэ следующих кислот: алании, глицин, триптофан. Кроме того, СО Н сн, сн, + ! С=О ! Н вЂ” С вЂ” )ч(Н СО Н ! сн ! сн ! С l~ ~ о снян Аминокислоты, пкптиды и пилки 415 в его состав входит по одной из следующих аминокислот: аспарагиновая кислота, лейцин, метпонин, фенилаланин, пролин и тирозин.) 19.
Пенициллины — антибиотики, в образовании которых принимают участие аминокислоты. Самым важным из природных пенициллинов является пенициллин О (бензилпенициллин): 0 Н Н 8 СН вЂ” !! ! !/ '~! ~ — СН,-С-ЫН вЂ” С-С С-СН, = ! ! ! н О=С вЂ” М вЂ” С" "СО,Н пенициллин 6 Гетероцнклическая система пенициллинов возникает из 1 -цистеина и В-валина. Укажите те части цикла, которые образовались из этих аминокислот. 20. Пантотеновая кислота — это витамин В . 0 !! НО»С СН» СН» 11Н С СН(ОН) С(СН3)я СН«ОН а) Можно лп считать пантотеновую кислоту пептидом3 б) Систематическое название пантотеновой кислоты 0-(+)-Х-(2,4-диокси-З,З-диметилбутирил) р-алании. Напишите структурную формулу р-аланина.
в) Согласно «Мегсй 1пйех» (9-е изд., 1976 г.), пантотеновую кислоту»южно получить «прямой конденсацией р-аланина с оптически активной формой лактона 2,4-диокси-З,З-диметилмасляной кислоты, которую синтезируют из изомасляного альдегпда...» Напишите основные стадии синтеза пантотеновой кислоты, используя для этого любые необходимые реагенты. 21. Ниже приведена схема синтеза бетанехолхлорида — препарата, действующего на нервную систему. ми» СН»СНС1СН»ОН+ С1С(0)С1 -!- А(С«Н С1 0 ) + пропиленхлоргидрин (2-хлор-1-пропанол) (си»)»х Б(С,Н,С!О,) -~ (С,Н~,С!!!.,О,! негреванне бетанехолхлорид Продукт хорошо растворим в воде и легко реагирует с водным раствором нитрата серебра. а) Напишите структурные формулы н назовите А и Б. б) Чем объясняется различная реакционная способность двух атомов хлора в соединении А7 в) Напишите структурную формулу бетанехолхлорида.
Можно ли считать его аминокислотой? 22. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения'. а) пзокапроновая кислота -!- лейцин б) изомасляпый альдегид -э валин в) нитроэтан — алании г) втор-бутплбромид -э- изолейцнн 23. Аминокислоты, содержащие, помимо а-аминогруппы, другие нуклеофильные центры, могут быть использованы в пептидном синтезе только после защиты этих центров. В противном случае эти центры будут конкурировать с а-аминогруппой, как это показано ниже 0 0 0 !! !! А: С«Н»СН»0 — С вЂ” МНСН — С вЂ” 0 — С вЂ” ОС»Н»+ 0 0 !! !! + НЯСН«СН(ХН»)СО»Н -!- С«Н»СН»0 — С вЂ” МНСН — С вЂ” ЯСН»СН(ИН»)СО»Н 1- цистеин нежелательный продукт + СО»+ С»Н,ОН 416 БУЛАВА 25 О О !! !! В: полимер — СН»0 — С вЂ” СН(Мнз)СН»ЗН+(СНз)зСΠ— С вЂ” ХНСН»СОзн ~ дцк О О О !! !! !! полимер — СН»0 — С вЂ” СН(МНз)СН»З вЂ” С вЂ” Сн»МН вЂ” С вЂ” ОС(СНз)з нежелательный продукт Защитные группы должны легко сниматься, не нарушая структуру пептида.
При синтезе пептидов, содержащих цистеин, БН-группу можно защитить, обработав хлоргидрат цистеина трифенилметилхлоридом. а) Напишите структурную формулу цистеина с защищенной тиогруппой и механизм реакции. Аминогруппу в этом случае не защищают. б) Объясните, почему, Защиту с ЗН-группы цистеинового остатка можно снять при помощи реакции с нитратом серебра, дающей меркаптид серебра, который затем подвергают воздействию соляной кислоты. в) Напишите уравнения этих реакций.
24. Как мы уже об этом говорили в предыдущей задаче, некоторые аминокислоты нуждаются в «защита» своих нуклеофильных центров. Гидроксильпую группу серина защищают при помощи дегидропирана, который легко снимается в разбавленной кислоте. .а) При помощи какого механизма образуется производное, показанное ниже? б) Почему такие производные почти не подвергаются гидролизу под действием оснований? нЭ +НОН ' Н О ,, — Н 0 'ОВ 2й. а) Гуанидины и ампдины представляют собой гораздо более сильные органические основания, чем простые амины.
Почему? г' Н вЂ” С 'мн, МН ВИН вЂ” С 'ЯН замещенный гуанидин амидин б) Хотя обычно амидины ведут себя как основания, в присутствии очень сильных оснований их поведение напоминает кислоты. Если бы амидин вел себя как кислота, какой была бы структура образовавшегося при этом апнона? в) Напишите «правильную» структуру цвиттерионной формы г,-аргинина и укажите три возможных места дейтерирования. 11 Н !! г) При синтезе пептидов гуанидиновая группа аргинина ( — МН вЂ” С вЂ” ХН») нуждается в защите, например при помощи нитрования (см. ниже).
Защитную группу удаляют затем каталитическим гидрогенолизом. Почему гуанидиновая группа легко подвергается электрофильному замещению? защищенный остаток аргиппна 26. Применяющийся в пептидном синтезе в качестве копденспрующего агента 1-циклогексил-3-(2-морфолиноэтил)карбодиимид 1А) имеет преимущество перед ДЦК, так как образующаяся из А мочевина растворима в разбавленной кислоте и может быть отмыта от пептида, а) Напишите структурные формулы производных мочевины в случае А и ДЦК.
0 !! — ХН вЂ” СН вЂ” С— ! (СН»)з ! '11 С Н»Х Х11 0 !! — — + — ХН вЂ” СН вЂ” С— ! (СН»)з ! 1'1 11 С Н,11 М вЂ” ~ЧО, Аминокислоты, пиптиды и Белки 417 б) Чем объясняется различная растворимость в разбавленной соляной кислоте? в) Может лп А обладать оптической активностью? Объясните. — Я=С=Я вЂ” СН»СН» — Х О ,à — — — е» Н А 27. Критическим моментом при определении структуры гормона роста, выделяемого гипофизом человека, оказалось избирательное расщепление пептидных связей, образованных метионином. Уравнение реакции приведено ниже. Напишите механизмы этих превращений.
СН3 — Я СН Сн О СН, Н О" ~ 11 1 вгсм ! 1 Сн» ВСН вЂ” МН вЂ” С вЂ” СН вЂ” ХНС(О)В' —,— ~  — СН вЂ” М = С 1 -~ Н»ВС~ СО,Н СО Н Вг СН ?'?НС(О)В ~ н,о СН фрагмент молекулы гормона г СН » е о ВСН вЂ” МНВг+ О С 1 СО Н Ин Н 1 С=О ! В' 28. Для определения тиолов применяется 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойная кислота) (ДТНБ). а) 1?впишите формулу продукта взаимодействия этого так называемого реактива Злл»1ана с цистепном.
дихлоргидрат орнитина 27-0100 ? О М вЂ” ~~ ~~ — Б — Б — ~~ ~~ — МО = — г ' — / НО С СО Н Для определения числа дисульфпдных связей в белке требуется: 1) восстановить дпсульфидные связи до меркаптогрупп, 2) получить производные этих групп с ДТНБ, 3) провести гидролиз пептидных связей, 4) измерить количество образовавшегося производного ДТНБ. б) Каким еще операциям следует подвергнуть белок для того, чтобы точно определить число дпсульфпдных связей в нем? в) Как это можно осуществить? 29. «Хотя ни один из хиральных атомов не претерпел «рацемизации», кривая дисперсии оптического вращения глобулярного белка в нативном состоянии будет отличаться от кривой дисперсии оптического вращения соответствующего денатурированного белка».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
