Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 33
Текст из файла (страница 33)
5-18. Обраеоианнелипепгнпа. К, Н К, НИО К! Н Ке Наы — СН вЂ” С вЂ” 4)Н е Н вЂ” Н вЂ” СН вЂ” СООН вЂ” Н,Н вЂ” СН вЂ” С вЂ” 1Ч вЂ” СН вЂ” ОООН !! О О Рнс. 5-17. Образоиание 2 4-ннннерофеннаьн ыь ПРОИЗИОПНЫХ ЕМИНОИИСЛОГ. рина образуется продукт лилового цвета, если аминокислота содержит свободную а-аминогруппу, и желтый продукт, если, как у пролила, ее а-аминогруппа замещена. При надлежащим образом подобранных условиях интенсивность окраски можно использовать для колориметрического определения концентраций аминокислот, так как этот метод обладает очень высокой чувствительностью.
Вторая важная реакция аминокислотэто их взаимодействие с 1-фтор-2,4-дггнитробеиэолом(ФДНБ). В мягком щелочном растворе ФДНБ реагирует с а-аминокислотами, в результате чего образуются 2,4-дипитроргеиильпые производные (рис. 5-17), которые можно использовать для идентификации индивидуальных аминокислот. Позднее мы увидим, какое важное значение имеет эта реакция для определения аминокислот- ной последовательности пептидов. Две молекулы одной и той же илн разных аминокислот могут ковалентно связываться друг с другом при помощи замешенной амидной связи (см. табл.
3-4), называемой пептидиой связью, с образованием молекулы дипеятида. Пептидная связь образуется путем отшепления компонентов молекулы воды от карбоксильной группы одной аминокислоты и а-амнногруппы другой аминокислоты под действием сильных конденсирующих агентов (рис. 5-1б). Три аминокислоты могут соединиться аналогичным образом при помощи двух пептидных связей и образовать гирипептид; точно так же можно получить тетрапептиды и пептапептиды. Если таким способом соединить большое число аминокислот, то возникает структура, называемая нолипептидом.
Пептнды различной длины образуются при частичном гидролнзе очень длинных полипептидных цепей белков, которые могут содержать сотни аминокислотных звеньев. На рис. 5-19 изображена структура пентапептнда. Аминокислотные звенья, входящие в состав пептида, обычно называют остатками (они уже не являются ам ишж молотами, так как у них не хватает одного атома водорода в каждой аминогруппе и двух атомов —. кислорода и водорода — в каждой карбоксильной группе). Аминокислотный остаток, находящийся на том конце пептнла, где имеется свободная а-аминогруппа, называется аминокапцевым (нли 1Й-концевым) оспютколг, а остаток на противоположном конце, несущем свободную карбоксильную группу; карбоксиконцевым, нли С-коп- ЧАСТЬ !. БИОМЛЕЕУЛЫ н,с сн, сй ! сн, „:.':; сн, ' Рзтг сн + ! н,ы — сн Амиаоконцевой остаток Карбоксиконцевой остаток Сериа-гдицид-тироэинил-аданах-лейцин Бег Иу.туг А!а Ееп Рис.
Ь 19. Структура пснтапсптида сории-г яи- нгш-гирозинип-хдапид-дсадиня. Названия псп- тидои образуют из нязиянна аминокислот, ни- чинкя с ямнноконпсяого остатка. Псптидныс снюи затенены, я а-группы выделены красным ~яником. оевым осгпогиком.
Названия пептидов образую~ из названий входящих в ннх аминокислотных остатков в соответствии с их последовательностью, начиная с гч-концевого остатка, как показано на рис. 5-19. При частичном гидролизе белков образуется огромное множество различных пептидов. Например, данная аминокислота может образовать дипептиды с каждой из 20 различных аминокислот; если при этом есть возможность разного расположения аминокислот в каждом дипептиде, то в общей сложности получим 39 различных дипептнцов (рис.
5-20). Столько же пептидов может пать любая из !9 других аминокислот. Если мы посчитаем, сколько всего дипептицов может быть составлено из 20 аминокислот, то получим 20 х 20 = 400. Число возможных трипептидов и тетрапептидов с различным аминокислотным составом и разной последовательностью Рнс. 5-20. 39 нозможных дипгптидои, содержа- ших гдипин. Дня удобс гиа использованы сокра- шснныстрсхбукнсниыс обознннсни» аминскис- дот. Аминоконпсяыс остатки укизяны слева аминокислот во много раз больше.
Поэтому количественное разделение коротких пептидов представляет собой намного более сложную задачу, чем разделение 20 аминокислот. Тем не менее сложную смесь пептидов тоже можно разделить, используя различия в их кислотно-оснбвных свойствах и полярности. Каждый пептид содержит голько одну свободную и-аминогруппу и одну сво- 5.21. Разделение пептидов может быть основано на различиях в их иоиизациоииых свойстВах С!у-С!у С!у.А1а С!Р.ЧМ С1у.1.еп С!у Пе С1у Рго С!у.миг С!у РЬе С!у Тгр С!у Бег С1у ТЬг С!у.Сук С19 туг СЬ' Азп С1у С1п С!у Ахр С!у СЫ Сцу Ьуз Яу.Агб С1Р.Нгз А1а С1> Ча1 Г!у гоп.с!у Пн.С1у Рго С!у Мн1.С1у РЬе С!у тгр С!у йег С!у ТЬг С1у Су .С!у ту С!у Аяп-С!у С!п С!у Аир С!у СЫ С!у Ьу .С!у Агб С1у НипС!у Гл.5. АминОкйслОты и пептиды Катионная форма (при рН ниже 3) СН„Н СН ! ! ! Ннз — СН вЂ” С вЂ” Н вЂ” СН вЂ” СООН )! О Иэоэлектрическав форма СН» Н СН, * ! ! ! )ЧН вЂ” СН вЂ” С вЂ” Н вЂ” СН вЂ” Соку О Анионпая форме (при рН пыже !О) СН, Н СН» ! НН» — СН вЂ” С вЂ” Н вЂ” СН вЂ” С("й.'Г О Рис.
5-27. Ионн»вниз и злектрнческие заряды пептидов. Группы, иоинзирумн иес» при РН бж вьозелены красным пестом. Не рисунке представлены кктионнвя, изозлектрнческвк и виноннвя формы липептилв влепил-в»енине. Справ» приведен» структурнвв формуле тетрапептидв. бодную а-карбоксильную группу, которые находятся а концевых остатках (рис.
5-2!). Эти группы ионизируются в пептидах так же, как и в свободных аминокислотах. Что же касается сз-аминогрупп и а-карбоксильных групп остальных аминокислот, входящик в состав пептидов, то они не вносят никакого вклада в кнслотно-оснбвные свойства пептидов, поскольку эти группы вовлечены в образование ковалеитных пептидных связей и уже не способны к ионизации. Однако К-группы некоторых аминокислот могут быть ионизированы (см. табл. 5-4). Если такие аминокислоты входят в состав пептцда, то их К-группы вносят определенный вклад в его кислотнооснбвные свойства (рис. 5-21). Таким образом, кислотно-оснбвные свойства пептнда в целом можно предсказать, исходя из наличия на концах цепи одной свободной а-аминогруппы и одной свободной а-карбоксипьной группы, а также из природы и чиода ионизируемых К-групп. Как и свободные аминокис- 5 -767 Алннил-глутамил-глидил-лизин — тетрапептид, н котором даа остатка содержат иониэируемые П-труппы Йнз ! А1а СН вЂ” СН» ! О=С Н вЂ” Н ! С!и СН вЂ” СН,— Снз-СОО ! О=С ! Нн ! С)у СН, О=С Н вЂ” Н 1.ув СН вЂ” СН,— СН» — СН,— СН,— ННз лоты, пептиды имеют характерные кривые титрования и определенные изо- электрические точки, т.е.
такие значения рН, при которых они не перемещаются в электрическом поле. Несмотря на то что при неполном ги- дролизе белков образуется очень боль- шое число различных пептидов, их сложные смеси можно разделять с по- мощью ионообменной хроматографии или электрофореза либо сочетанием обо- их этих методов, поскольку при раз- личных значениях рН пептиды обладают разными кислотно-оснбвными свойства- ми и неодинаковой полярностью. 5.22. Химические реакции, характериьзе дли пептидов Как и другие органические соединения, пептиды могут вступать в химические реакции, определяемые наличием в них не только Функциональных групп, например свободных амииогрупп и карбоксильных групп, но и К-групп.
Следует отметить две особенно важные реакз)ии, характерные для пептидов. Прежде всего это гидролиз пептидных связей путем кипячения растворов пептидов в присутствии сильной кислоты или щелочи, в результате чего образуются свободные аминокислоты ЧАСТЬ Ь БИОМОЛНКУЛЫ н н н н н ! 1 1, 1 1 К,— С вЂ” С вЂ” Н вЂ” С вЂ” СОО е К~ — С вЂ” СОО- + Кв — С вЂ” СОО ! 1! ! ! ! НН,О К, (чн, нн.
! НОк ! НОк НН 1 К,— СН 1 С=О НН НР К,— СН 1 С=О НГт' 1 к,— сн 1 С=О НН К,— СН 1 СООН ННс 1 к,— сн 1 С=О Нн 1 к,— сн 1 С=О 1 НН 1 К,— СН 1 С=О 1 НН К,— СН 1 СООН Тстрапецтид 2,4-дипитрпфпнпл тпгрспсптид 5.23. Некоторые пептады обладают высокой биологической активностью Осуществленный таким способом гидролиз пептидных связей-зто необходимый щаг в определении аминокислотного состава белков и последовательности составляющих их аминокислотных остатков. Пептидные связи могут быть гидролизованы также под действием некоторых ферментов, таких.
как трипсин и хпмотирилсии, представляющие собой протеолитнческие (белок-расщепляющие) ферменты, секретируемые в кишечник и способствующие перевариванию, т.е. гидролитическому расщеплению, белков, входящих в состав пищи. Если кипячение пептидов с кислотой или щелочью приводит к гидролизу всех пептццных связей независимо от природы и последовательности соединенных при их помощи аминокислотных звеньев, то трипсин и химотрипсин осуществляют катвлитическое расщепление пептилов избирательным образом. Трипсин гидролизует только те пептицные связи, в образовании которых участвуют карбоксильные группы лизина или аргинина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
