Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1128683), страница 59
Текст из файла (страница 59)
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.
Наименьшую молекулярную массу еют нейротоксины из морского моллюска — к о н о т о к с и н ы, тояшие из 13 — 15 аминокислотных остатков. Конотоксины адают очень высокой токсичностью. , Изучение строенкя н физиологического действия токсинов едставляет интерес не только с позиции поиска путей их обезаживания, но и для выяснения принципов строения с целью делирования аналоговых лекарственных средств. Нейропептиды. К ним относятся пептиды, содержащиеся оловном мозге (их известно более !50). Первые два предстаеля нейропептидов, названные э н к е ф а л и н а м и, были делены нз мозга животных в 1975 г. Оба являются пентапептии, отличающимися только С-концевой а-аминокислотой, что шло отражение в их названиях.
.,Эти пептиды оказывают обезболиваюшее действие и использу- ся как лекарственные средства. Расшифровка первичной структуры многих пептидов послужи- стимулом для развития работ по их синтезу. Сложность 'теза пептидной макромолекулы связана с необходимостью спечения строго определенной последовательности амииокис. Учитывая бифункциональность аминокислот, даже в простейслучае сочетания двух компонентов, например аланина лина, можно получить четыре пептида. 337 й-конек С-конец Апанилвалин А(в-Ча~ Вапилаланин Чау -А(а МН -СН-СООН + МН-СН-СООН 2 г 2 Нз СН(СН,), Алании Валим Алвнилаланин Ага-А(а .Ялв нн Нврбобензоисн групп» Нарбобензоиснялорнд в чанчаг нтяаания СООН-тру«щ А гидр«дная смзе -оа НОМПОНент-ВАЛНН Валин Этнлоеня еф р вал на Образование венднов связи | Удаление ! НдО "з/ звщ тн ~ ОН О х йНСНС ео О .ф' образование пептпдноа сплав Н МОНС й~ СИ2 х мнс Т оп у оп Аланнпввлин Лн ептнд 388 389 три амииокислотнык остатка могут дать б трипептндов, четыре — 20 тегрвпептидов, двадцать — около (О'' пептидов, т.е.
практически бесконечное количество сочетаний. Именно этим обусловлено многообразие пептидов н белков. Легко представить трудности, возникающие при необходимости соединения в заданной последовательности нескольких сотен аминокислот. В настоящее время разработана стратегия- синтеза пептидов, заключающаяся в использовании на соответствующих этапах защиты (блокирования) одних и активации других функциональных групп.
Активными должны быть функциональные группы, образующие амидную связь, т. е. карбоксильная группа одной аминокислоты (1-й компонент) и аминогруппа дру. гой аминокислоты (2-й компонент). Амииогруппу 1-го компонента защищают ацильным радикалом (см. ! 1.!.4), а карбоксильиую группу 2-го компонента — превращением ее в сложноэфирную (см. 7.3.2).
В !.м компоненте карбоксильную группу активируют путем перевода в смешанный ангидрид (см. 1!.1.4). Принципиальная схема последовательности экс. периментальных операций в синтезе пептидов может быть представлена в следующем общем виде. О Сс снятие защит» Сед ! и яг В качестве примера приведен синтез дипептида а л а н и лл и н а. ).нл компонент-длдннн щита ИН2-группе Н-СН-ОООН + С6Н5СН20-С-Сг — ' СвН5СН-ОСО МН СН вЂ” СООН 2 В 5 2 П Ног 5 2 НЗ нз С Н СН2ОСΠ— М Н-СН-СООН + С( — С-ОС Н 6 5 2 ( 2 6 -НСГ СН3 О ; — р СвН5СН2ОСО-МН вЂ” СН вЂ” С О С вЂ” ОС Н 2 5 Сн,о О )защита СООН.групп».
н' (Мн-СН вЂ” СООН + С2Н5ОН м===:щ йН вЂ” СН вЂ” СООС2Н5+ Н20 ! 2 СН(СН3)2 СН(СНз)2 СвнбСН2ОСО-МН~Н вЂ” С-Π— С-ОС Н и МН-СН-СО ОСИНУ 2 5 2 СН3 О СН(СН3)2 — в С6Н5СН2ОСО-йН СН вЂ” СΠ— МН-СН-СООС2Н5 е СО + С Н ОН 1 1 2 2 6 СНЭ СН(СНз), МН СН СО МН СНСОСНе СВН5СНЗ Созе С2Н5СН а СН3 СН(СН3)2 Метод последовательного, «шаг за шагом» наращивания цепи ился принципиально правильным путем синтеза пептидов и бел- а по сравнению с первоначальными попытками синтеза за счет повременной конденсации смеси а-аминокислот, нООс — с 1 1 — ннх ьн номоонгнт зама а р раша рр юю Тверда Заза сн,-о — со — «г ) — ннг ~Ф -4- а а а за а»т сн,-о — со — Г г '1 — нн, ~(ф НООС вЂ” ( 2 г — ннк 2-й номпонент Сна — Π— СΠ— ~~ ) — нн — СО-' 2 ).-Ннк 1 СНг — О СΠ— ч 1 Н вЂ” НН вЂ” СΠ— ', 2 ) — НН— СΠ— Х';;-ННГ р г а с «азат«а« СГ,СООН ° Нп ноос ' г 1 — нн — со-с 2 ) — нн — со — 4 ь-ннз Пщюа д аа аа Рис.
11.3, Твердофазный синтез пептидов. Первым примером синтеза биологически активных пептидов послужило воссоздание полной структуры двух гормонов — окситоцина и вазопрессина (1953 — 1955) . Крупным успехом был синтез инсулина, осуществленный в нескольких странах (1963 — 1965). 360 Классический синтез пешидов включает большое число эксперииентальных операций, при этом обнзательными являются операции по вылелению и очистке продукта иа каждой стадии, что сопряжено с потерями. Поэтому неудивительно, что при завершении синтеза исгледователь получает лишь миллиграммы конечного продукта Например, з хоае трехлетней работы по синтезу инсулина осхчае. ствлено 223 химических реакций, и прн этом выход его составил 002.-007 %. Эти трудности а значительной мере были преодолены при использованка твердофазного синтеза пептидов (Меррифилд Б, 19621.
В этом методе в отличие от классического синтеза используется твердый носитель (твердая фаза) в аиде зерен полимерной смолы (диаметр 20 — 70 мкм), поверхность которых содержит хлорметильные — СН,С! группы («якорные» группы) (рис. 11 3). ПеРван о.аминокислота с защищенной (ЧНт-гРУппой (БОК-зашита) пРикРеп. ляется («садится на якорь») к поверхности тпердой фазы эа счет карбоксильиои группы Таким образом возникает фиксированный С-конец будущей полипептид ной цепи При взаимодействии со слецаюшен а-аминокислотой с защипгеннои амнногруппой обраэуетси пептидная связь и так операции продолжаются, вклю снятие зашиты с аминогруппы на каждом этапе Отмывание от примесей изводится прямо на носителе и лишь после окончания синтеза полипептид мают с носителя, действуя бромоводородной кислотой.
' Все экспериментальные операции в твердофазнам синтезе легко лвтоматиуются. Поэтому в настоящее время этот синтез осуществляется с помощью боров — с и в т е з а т о р о в, и которых все операции совершаются в запро 'Ммированной последовательности Если в классическом синтезе для присоеди. я олнон аминокислгжы требавалнсь лни и недели, то и твердофаэном спите. цепь можно удлинить на 6 аиинокислот в сутки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
