Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 14
Текст из файла (страница 14)
он оодушевллет нас. Ролдает но ме пу н и «пнцепш( вновь и вно ь обраща нас к вопросу о тайне хнмческпй азбуки нвогш Пространственное строение белков и пептидов Каждый белок кл пептид специфическим образом сверну в прос рвнс ве, и зта конформация определяет его физико-хнмическнеибиологическнесвойс аа. Прос рамс н иная с рук ура бел«а (пептида) и целом «олнруе ся его первичной струк урок. 3 а взвмосвнзь спзпает предлосмлк дл» теоретических расчетов предсказан й в ор »ной структурм белков на основе их амин»кисло нои поспелова ельностн. Прос ранствемная структура достаточно подеагкна. т. е способна изменя ься под воздейс »нем внешн к ус о.
«мй или разлнчнмк агенго», и в этОм смысле праннльиее говор ь о превлач нтелмюи конформации белгш или пеппща. об однпн из м огиз, нор с бо е» дней дрпстренствемиой "тру . уре. Среда, даже на более естественная, н» может не «мзмеать ответнпй ра «цнн бслкоеои малекулм, н особенно тех ее группировок. оторме ра полю енм аз поверхности глобулм и участвуют миагочнс ленни« взан одействнлх. В жнвои клетке белок акодню с» в оос панно меняющемся округкемии н вциуждеи как- о пере.
странна ьс», когда ему приходи ся вступи ь в »итак с пхтди мн бс и. ред н р л т ими по-гояннм и р р . а ну«ивановне кислп ьк лнпндм„полисахарнлм, номи металло» лруг е низ омоле улярнме сседмиениа. Поэтому естественно спммшнне сследователи получить боке» полную ннформац ю о линаьгическик хараитернсг ках белково молекулы. Образно го ор», он хоче энде ьнефо ографню,апветнойкннофильмобо все прнклю чепчик н преэрашеииих функционирующей молекулы белка. Первостепенное значение имеет выяснение «онформацин нативногп белка, о прая опрелеяыт специфичность биалпгичсскоп действии, Поснольку условна эксперимент» прн анализе простраи. от»синего строения пептнлно-белковык веществ обычно отл чаю ся от условии, а отормк оии фуишшоннруют (и мго.
е «аидом случае необходимо строго доказывать, мп исслелуемаа предпочтите ьная конфпр ащ я в целом сокраняется а широком диапазоне параметре с(геди (например, в раствор» иаи кристалле). Таким образом, вмя испив прас рамстаениого с росии» пенки. доа и бс «о п)мдставляет собой достаточно сложную юдачу. В эхо орик случаях трекмермая структура конкретного соединения ожш бить выяснена на основе «экого.либо одного метода (например, с и мощью реп генострушурмпго аназиза крис аллического белка) При неги»до»анин пептшюв н иебольш х балка» в рас »орах мзр шис резуль э и дае со »танис ряда физико.кнм чески« г е оло .
Иногда ценную ннформвц ю могкмп получить на сомове применен»я, наряду с зксперимемгальпммн поцкодамн,теоретнчес«нх расче нмх ме одоа. В б яках. «ак у е отмемлпсь, различают песк лько уровней пратер«игошиной организации, т. е. вторичную. третичную н четверичную сгруктурм. Хотя зги донятня несколько устарели дла белое, а для пептидов не прмменяются пюбще. им» пожпуются рал» пр чмс венное и, поскольку в конечном счете предо валяет интерес по н п в рл. ра т ного ро я данного белка нлн па»гида с точнммн «оординатамн атомов, сп всеми конбюрмационнммн пере юпдмн .. в непосредственной свини с выл»пня мой биологической фун цией. Стереохимия амииокиглот.
Все встречающиеся а белках амина- кисло ы (кроме пролнна) могут быть изображены формулпй ННгСНВСООИ, тле й ркин«»ли различи»и орирорм. В общем случае зто соединения с асимметрическим атомом углерода н. следоеательио, каждая аминокислота может существое» ь в прсе рэистве в мосе «еук форм с ).- и О-коифисурацией аеиммегрическосо цеигрв.
ВЗ Строекие белков кпвт«до» Прииадлежиостьамикпкисле к ( - или Р-ряду в случае простейшиь представителей (ажзиии, серии) доказыиштся прюиым сэелеиием ик к соответствующему глицериновому альлегпду с помощью стерсоспецифическик преаращеиий. В остэи щек белков «кода талыш (.-выпил полоты (исвлючеиис составляет оптически иеакт «иыи глиции) „«оторые м гу быть представлеиы в «иде прсекциоииы~ форыул Фишера: НО+ н Н«ч+Н СООН н,н+н СН ОН Прииадлежиость к (.-ряду ке обязательио сдэзаив с опрелслеииым «апра«левием ирише«ил плоск хти полиризоваииаго сщ а: цэми. иокисло ы имеют как положителыюе, зак и отрицательиое вращеиие в зааисимсити от ради вла й и условии исслщюевиия.
Протисопаложиую коифисурацию имеют О-амико«испиты: о.о * н+ Он н+нн, СН,ОН СООН "'-г' ) Сн, СООН н+ннт СН,ОН о.с, . и й соон Н,й й. -Н -ш +,. ) эС+и СООН "Ф. соой Н й— н с+и и Появление знместнтеля в онрролиди иовом «ольце пролива аю«е приводи к образованию алло-форм, а которых замес «тель )гидроксигруоаа) и «арбокснльная груоов накодятс» в нкс-«ело)кенни. Н н ОООН й СООн Оо н Он Ой он ОООЙ При кислотном пгдролиэе белко полу матс«смесь ) амина. «ислот, «оторые с помощью дробной криесаллнзацни или хроматографии шиут быть ем«елены в чистом виде.
днвлогичие при гидролнзе рял» природных пептидов (границ«дины А б, акпшомицнн . п.) мшкна получить ссо ветствующие чиспас Р-амниокислотьг Остатки Р-амннокаслет акодят в сос ае многих орироднык оеогидов, премде всего антибяотн«оа й чвстнссш. в рамишгаин й входит Р-феннлэланин, в грамицилин А — Р-калин, Р- ейцнн, Р-триигофаи, в актмномнцин Р. - Р-нэолайцин, в оолимнксин —. Р-сер и Р-Лролнн нстрсчаетса а эргоалкалоидак.
Не«вторые аминаиислсты имеют юю жимметрнческих углеродных атома, что обусловливает азмомность существования чстьчмх оптически активных стереомериых 4 орм )2', где л — исло аснмметрнческ х атомов). Этн формы нрОнлл)острнрованы на схеме Лл» тренинги н иэолейцннв. Ча а н для след аательских це ен и прах ичес Г ро .еба е до Г- ы ~ — — — — С:=г. ш Друг»ми слонами, в белках н пеп ида» связь С М валяется мстнчно кратной (кю это показано структурой «) из-за взанмодеиствня иепоцелен ой пары электронов атома азота с -электронной системой карбонильнои группы, что приводит к затрудненному вращению экр)г с аз С .М [барьер вращения составляет 6)в 54 хДж! моль) Обычно пепшдная связь имеет «) лг-конфигуРацию.
т. е является транс о~»нарко» (р с 33, а) В напряженны ц клическн "нсэтмах (некоторые онклопеп лы. оро заолны прохина н . п.) к х нужд полу ают с пОмощью микробно огического синтеза ( ванн и др.) -- тогда продуктами налнютсн (.-нзомеры. Если же пель»уюте» хнмнческ м синтезом. то обычно образуются смеси Е- и О и юмероа аминокислот, т е.
Рацгма ы. Для их разделения используются различные пр емы. О»ни из нэнбо ее рвспржтраненных является избирательный гнжюлнз фермен амн (ацилазамн, эстеразамн и т п.) М-ацс ил-О,(.-аиннокнсло нли соответс вуюшнх сложиык эфиров О,Е-а л у р шп, ю подвергается лиюь )=форма н, так м образом, в Раст ор«образукпся сюбодные ) -аминокншюты, которые гегко о леляютс» о с абнльных по отношению к фермента иэном) гнпрол зу ороизаодных О.аминахнслот. Друц м приемом является образоиаиие солей О,).-аминокислот с оптически акти»ними агентэии, например алкалонлами бруцином н стрихнином, а также другими оптически ак внымн аминам, про зводящимнсл в промышленных масш абаз (амфс амин н др.).
В силу рвал чной рвет оримостн соо еетствующих диастерепмерных солей (О,Е Е,Е) онн разделаются путем кристаллизации или дробного осаждения и пр» последующем разложении «нслотамн образуют оп ически чистые ).- н О.аминокислоты. Зги методы, р не рок применв неся в аборатории. постепенно у рачиюют с ое значение. В преиэ одстшнных условиях лл» разделения рацемичес н аминокислот вгт ш ре использунпс» хроыатографня иа оп еск ак вны адсорбентах им обилнжгванные ферме» ы. Пептиднаи связь.
Главной структурной единицей белков и пептидов «вляе «» пеп идная (ам»дна») связь -СΠ— МН вЂ”. Согласно современны представлениям, пеп ндная связь в бел«аз явлются практически плоской, ее есновные параметры приведены на рисунке 33. В обычных условиях наблюдзю с» лишь небольшие отклонения от плоской системы (до 5 )В'); большие деформации озможны в напряженных никли емких системах. Пепе»лиан связь примерно на !В'5 короче обычной, пржтай С .М и имеет характер .частично »майной связи С . М . При изучени этпй проблемы Л. Полину и Р Кори, аналнзирошвшне методом рентгене трук урного анап за ряд молельных ан- трипептидов, про»допили е )948 — )955 гк обьясн» особую природу связи С- М резонансны между»»ума формамн пеотидной связи а и Л.
а таклг прн большом размере заместитежй у атома азота в Рмални лироеаннык пронзи днык пептнд ая связь монет суштспюиать е' плоской йис-йюрме )рис. 336). Цис- н транс-подсадные связи могкно рашнчить с помошыо фиан«веник методо» (ИКч ЯМР- соектросвопни и др.». й йслвак пепзидиаи связь практически всегда имшт г мне-конфнгурапию. Рассмотрим теперь фрагмент пеп идной псин, включлюашн дзс ол скис пептндиые связи с подзимиым (свошо рода шарнирным) сочленением в то~не. глс нвкеднтся асимметрический углеролими атом )рис. 34).
Невалентные «звмьюлейсгвня в псптнлнон цепн. Прострэнсгвеная структура белков н пегпнпов в основном «прел«ласте» не««ленными вэа юлейстенямн неллу раэличнь,м» атомами. К нк час у о носятся «ан-Пер ваальсоеы, злектроста нческне, или конные, нонлнпольные н лнполмюгпольные.
гмлрофобные, орснонньн азанмо. лей еня н олоролнмс с язм. С .О'"" ~ — М г / сен Вплоронныс сват«, как прввнло, образуются мемлу пол«ям«мы атомом волорола ( ОН. НН.— б(НУ м гетеро«томам шшс все го атомом кнслорогю. «опор«анан связь имеет попарно-акцеп'горную пр ролу.. с. он«образуется с участием непанеленно электронной пары гетер«атома (Лснор Зясюронов): акнептором электронов «властен атом «олороп«.
Нанбгиьшге значенне дл» фор- нронэння пространственной структуры белков имеют нолоролные ь«язн сяду СО н НН труппам« лепт«нного оо ова. заа' В неполярном окруженн энерг ж доролнон свят СО .муз сосшвляет около !6,7 кджтмоль, в поеышени» полярности среды снижает зту энергию. Помимо укззднны», возможны и водородные связи с учао ем фуикниональ ы» групп бокавык испей, напрнмерг С иоан бан о поп доь /=к Трупнее абьяснн ындрофобньж езаиьюлейстеи». По сушестеу, такие взанмопействия. имеюшие энтропийную прнролу, связаны с тем. что неполярные замес итслн выталкивяются нз воды и с ре. матея ограничить свои «антек с водой; напротив, авда стреми ся мзсс «повит с се отру урироваинсе состояние и ак бь1 принудительно группирует заместители в кластерм, аблалаюши» м нимумом энергии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
