Рацемизация биологические

В синтезе полипептидов возникают серьезные стереохимические проблемы. Природные белки состоят из -аминокислот, рацемизация хиральных центров оказывает глубокое влияние иа структуру и биологическую активность. Различия в стереохимии вносят значительные изменения Б пространственную структуру полипептидной цепи, которая необходима для реализации биологической функции полипептида. [c.414]

Поскольку при ферментативном отщеплении концевых групп не происходит ни рацемизации, ни денатурации, продукты расщепления биологически активных субстратов пригодны для выяснения вопроса о влиянии отщепления этих групп на биологическую активность [10]. [c.232]

Это особенно неприятная побочная реакция, поскольку она обычно приводит к рацемизации хирального а-центра. Рацемизация остатков индивидуальных аминокислот в полипептидах часто приводит к образованию практически неразделимых смесей диастереомеров. Кроме того, биологические свойства пептидов, создание которых чаще всего является целью пептидного синтеза, обычно критическим образом зависят от правильности стереохимии. Хотя и имеется много возможных механизмов рацемизации производных а-аминокислот, возможно, что в отсутствие особых эффектов боковой группы или заместителя при азоте, наиболее существенный процесс — это образование оксазолона [3]. Исчезновение оптической активности оксазолонов (1) обычно приписывается возникновению резонансно стабилизованного аниона схема (4) и, следовательно, способ активации долл<ен быть избран с больщой осторожностью, и притом так, чтобы свести к минимуму образование оксазолона. На образование оксазолона оказывает сильное влияние природа Л/-ацильного заместителя, а также растворитель и сила основания. При планировании пептидного синтеза все эти факторы долл<ны быть приняты во внимание. [c.370]

Рацемизация двух асимметрических центров витамина Кх не отражается на его биологической активности [25]. [c.241]

Один из методов оценки возраста биологических объектов основан на измерении содержания в них оптических изомеров аминокислот. В живых организмах отношение концентраций В- и Ь-изомеров постоянно ( В]о/[Ь]о = а). В мертвых организмах происходит рацемизация [c.208]

Интересно отметить, что иногда физиологическое действие энантиомеров очень различно. Так, /-никотин, содержащийся в природном табаке, значительно более токсичен, нежели -никотин, синтезированный в лаборатории. Их специфическое действие приписывают асимметричному расположению реакционноспособных групп в биологических системах. Так как энантиомеры очень похожи и обе формы вступают в химические реакции всегда в равных количествах, то для их разделения требуется специальная техника. Процесс разделения называется рацемическим расщеплением. Некоторые методы рацемического расщепления описаны в разд. 10 гл. IV. Часто чистый оптический изомер способен превратиться в рацемат этот процесс назван рацемизацией. [c.84]

В стремительном продвижении фронта современной науки область пептидного синтеза прочно удерживает свои позиции, и в последнее десятилетие наблюдалось значительное развитие всех разделов этой области. Существенно расширились методы активации аминокислот, предложено множество избирательно удаляемых защитных групп. Стали более ясными проблемы рацемизации и других побочных реакций, легче осуществляется контроль этих процессов. Умелое использование этих новых достижений позволило синтезировать множество пептидов, в том числе и имеющих важное биологическое значение. Постоянное увеличение длины и сложности молекулы синтезируемых пептидов приближает нас к осуществлению синтеза истинных белков. [c.9]

Важнейшей проблемой в фармацевтической технологии является стабилизация лекарственных систем. Связано это с тем, что лекарственные вещества, главным образом в процессе приготовления лекарственных препаратов и их хранения, под воздействием химических (гидролиз, омыление, окисление, полимеризация, рацемизация и др.), физических (испарение, изменение консистенции, расслаивание, укрупнение частиц) и биологических (прокисание и др.) явлений изменяют свои свойства. С этой целью для стабилизации гомогенных лекарственных систем (растворов для инъекций, глаз- [c.171]

Следует учитывать и другой фактор, присущий исключительно биологическим системам,— оптическую чистоту. Белки состоят из L-аминокислот. Поэтому при химическом синтезе следует исходить из L-аминокислот, а в процессе синтеза рацемизация должна быть сведена к минимуму. В наибольшей степени это относится к синтезу ферментов, каталитическая активность которых зависит от оптической чистоты. Аминокислоты особенно легко подвергаются рацемизации, когда они ацилированы (т. е. когда аминогруппа блокирована ацильной группировкой) через промежуточное образование азлактона. Такое превращение может произойти, например, в процессе введения защитной группы или в процессе образования пептидной связи [c.68]

Поскольку при пептидном синтезе реакции протекают по группировке, связанной с асимметрическим центром, то существует опасность рацемизации. В связи с важностью этого вопроса для получения стерически однородных продуктов с полной биологической активностью изложение этой проблемы необходимо выделить в особый раздел. [c.98]

При синтезе длинноцепочечных оптически активных пептидов отсутствие рацемизации в ходе конденсации имеет решающее значение, так как стереоизомеры крупных фрагментов почти невозможно разделить с помощью таких операций очистки, как кристаллизация, иоиообмениая хроматография и др. Оптическая чистота синтетических пептидов зависит от степени рацемизации на каждой стадии конденсации. Если представить себе, что на каждой стадии синтеза рацемизация составляет только 1%, то после 100 конденсаций продукт будет содержать всего 61% желаемого стерео-изомера. Этот пример показывает, какое огромное значение имеет проблема рацемизации при пептидных синтезах. Поскольку целью пептидных синтезов является получение биологически активных пептидных и белковоподобных веществ, биологическая активность которых зависит от оптической чистоты, то следует уделять особое внимание вопросам снижения рацемизации при пептидных синтезах. [c.170]

Можно вводить метку в а-положение аминокислоты путем декарбоксилирования производных а-ацетиламиномалоновой кислоты см. схему (7) в кислых растворах тритийсодержащего растворителя. Альтернативно, можно вводить метку в а-положение аминокислоты непосредственно в условиях, которые вызывают рацемизацию при а-С атоме, т. е. в сильно щелочных средах или при кипячении с уксусным ангидридом в уксусной кислоте. Однако для проведения многих биологических исследований лучще избегать применения [а- или Р- Н] меченных аминокислот. Обмен трития в этих положениях происходит через реакции трансаминирования схема (32) потеря трития, находящегося в р-положении аминокислот, используется в методе анализа трансаминаз. Обработка а.р-тритированных а-аминокислот с помощью оксидаз аминокислот или почечной ацилазы может приводить к существенной потере активности осторожность следует соблюдать и при использовании ферментов для разделения рацемических аминокислот, меченных радиоактивными изотопами. [c.249]

Хиральность свойственна и белкам, и углеводам, и нуклеиновым кислотам, и ряду низкомолекулярных соединений в клетке. Углеводы в ДНК и РНК всегда фигурируют в D-форме, Азотистые основания имеют плоское строение и, следовательно, лишены х1фальности. В процессах метаболизма, происходящих без рацемизации, т. е. без превращений зеркальных антиподов друг в друга, клетка усваивает лишь те из них, которым отвечают структуры ее биологических молекул. Организм усваивает L-, но не / -аминокислоты. Попав в антимир , в котором растения и животные содержат молекулы с противоположными конфигурациями, земной организм погиб бы от голода Для организма D- и -антиподы разнятся. Известны вещества, ядовитые в одной форме и безвредные в зеркальной форме -аспарагиновая кислота безвкусна, ее антипод сладок. Еще Пастер установил, что некоторые бактерии питаются преимущественно одним антиподом данного вещества. [c.44]

Реагенты штоды, необходимые для успешного оинтеза биологически активных пептидов, должны обеспечивать 1) максимальные скорости протекания реакции образования пептидной связи, высокий выход целевого продукта при минимальной рацемизации 2) минимум побочных реакций 3) легкое удаление промежуточных продуктов реакции 4) большой выбор защитных групп, позволяющий их селективное удаление [c.7]

Приведенные соображения объясняют также, по-видимому, влияние больших многозарядных ионов (оптически активных или иных), полиэлектролитов и протеинов на реакции комплексов. Так, например, катионы бруцина, хинина и стрихнина [141] ускоряют диссоциацию и рацемизацию [Ре(рЬеп)з] . При этом катионы, удерживаемые комплексом просто за счет вандерваальсовых сил, понижают электронную плотность у координированного атома азота и повышают скорости реа[кций. Ассоциированный анион камфорсульфоната вызывает увеличение скорости реакции, вероятно, вследствие результирующего разрыхления структуры иона [Ре(рЬеп)з]- при замещении гидратационной водь1 на анион. Аналогично влияют большие ионы на [К1(рЬеп)д] [69]. В этом случае наблюдается небольшое отличие между и /-изомерами. Возможно, что существует связь между биологической активностью комплексов и их поведением в присутствии полиэлектролитов и протеинов [79]. [c.111]

Синтез пептидов, содержащих фенилаланин, не представляет особых трудностей (см., например, [774, 775, 1114, 2368]). Фенилаланин наряду с глицином и аланином является именно той стандартной аминокислотой, на которой проверяли новые защитные группы, методы синтеза пептидов и степень рацемизации. С этой целью часто используют bo-Gly-L-Phe-Gly-OEt (см. главу X, А, 1, б). Фенилаланинсодержащие пептиды также неоднократно синтезировали для изучения специфического расщепления амидной связи фенилаланил—аминоацил химотрип-сином. Фенилаланин очень часто встречается в природных биологически активных полипептидах. Интересно, что о-изомер также входит в состав многих пептидных антибиотиков. Пептиды, содержащие один остаток фенилаланина, поглощают в ультрафиолетовой области с е=187 это иногда облегчает определение молекулярного веса пептидов [2389, 2393]. [c.194]

Синтез пептидов осуществляли преимущественно азидным методом [63, 184, 590, 685, 724, 940, 1022, 1032, 1249, 1828, 1993, 2134, 2214, 2628, 2630, 2642]. Исследования Шнабеля и Цана [1945] показали, что при получении азида из СЬо-ь-Туг-Gly-NHNH2 избыток нитрита натрия нитрозирует ароматическое ядро преимущественно в орго-положение по отношению к гидроксильной группе, а последующая реакция с бензиловым эфиром ОЬ-аланина приводит к бензиловому эфиру карбобензокси-ь-нитрозотирозилглицил-оь-аланина. Гофманн и сотр. [1033] при реакции СЬо-ь-Ser-ь-Туг-Ыз с триэтиламмониевой солью L-Met-Glu(NH2)-0H наблюдали образование производных мочевины, получающихся вследствие перегруппировки азида в изоцианат. При синтезе фрагментов биологически активных полипептидов часто применяли конденсацию N-защищенных пептидов, содержащих С-концевой остаток тирозина, с аминокомпонентом при помощи N, N -дициклогексилкарбодиимида [232, 272, 1200, 1308, 1824, 1827, 2016, 2017, 2344, 2422, 2604, 2696] и 1-цик-логексил-3-(2-морфолиноэтил)-карбодиимида [1827]. Конденсация СЬо-ь -Val-L -Туг-ОН с эфиром тетрапептида сопровождается рацемизацией [1821]. Шварц и Бампус [1992] также отмечали, что остаток тирозина в СЬо-ь-Val-ь-Туг-ОН имеет ярко выраженную склонность к рацемизации. Определенные преимуще- [c.288]

Прп к ка и ЙГ 1 будет образовываться целиком В1 и пракпгчески все исходное соединение А будет переведено в 1-изомер. Концентрация А станет очень малой и равной приблизительно i o/ , но так как ка — малая, но конечная величина, то превращение А в Ва с малой скоростью вызовет уменьшение равновесной концентрации сив результате этого Вь начнет превращаться обратно в А. Этот процесс будет происходить, пока А не будет в равновесии одновременно с Ва и В1, т. е. нока не наступит рацемическое состояние. Поскольку разница в скоростях А а и к обычно значительна, на кривой вращение — время после резкого подъема и достижения максимальной величины вращения наблюдается пологое снижение а до нуля. Сравнение обоих процессов — асимметрического синтеза и асимметрического разложения рацематов показывает, что соотношение времени достижения максимальной активности Такт и времени, необходимого для рацемизации, Трац, обозначенное через Я, равно Яас.с = к кй-К/2 для асимметрического синтеза, а для разложения рацематов составит Яр.р = = к /кц. Поскольку К представляет собой большую величину, Яас.с гораздо больше, чем Яр.р. Отсюда следует, что путь асимметрического синтеза обеспечивает большую длительность существования оптической активности но сравнению с процессом разложения рацемата. Следовательно, по Куну, нри биологических про-г(ессах асимметрический синтез представляет собой преимущественное направление возникновения оптически активных соединений. [c.23]

Первое успешное разделение энантиомеров методом газовой хроматографии было проведено для аминокислот. Сравнительно широкое распространение метод получил именно при исследовании этого класса соединений. Таким образом были установлены конфигурации аминокислотных компонентов в биополимерах, биологических жидкостях, в магматических и осадочных породах, а тжже в почвах [7, 48, 49, 50]. Был проведен геохронометрический эксперимент по определению возраста знаменитых свитков Мертвого моря путем оценки рацемизации природных аминокислот (Э. Джиль-Ав, частное сообщение). Метод газовой хроматографии был использован для изучения небольших величин энантиомерной чистоты аминокислот в экспериментах по обнаружению оптической активности в неживых системах [ 51]. Конфигурационную стабильность аминокислот белка при гидролизе пептидов и получении производных на фазе 6 тщательно исследовал Франк [52]. [c.89]

При использовании таких сорбентов для разделения рацематов а-аыинокислот происходит сильное обогащение выходящих фракций одним из антиподов, а в некоторых случаях их полное разделение [21]. Продолжение исследований в этом направлении несомненно позволит получить доступный метод выделения обоих Ь- и В-изомеров а-аминокислот, что обеспечит этому методу большие преимущества по сравнению с другими. Получающиеся в результате В-изомеры а-аминокислот должны найти применение при проведении медико-биологических исследований после рацемизации они могут возвращаться на разделение, что позволит использовать все количество синтетических а-аминокислот для пищевых целей. [c.520]

Разделение энантиомеров аминокислот представляет не только теоретический интерес в связи с изучением механизма взаимодействия хиральных молекул, но и имеет практическое значение как метод анализа биологических объектов и способ оценки степени рацемизации синтетических аминокислот и пептидов. Газовая хроматография позволяет разделять энантиоме-ры аминокислот только в виде их производных [120] (см. разд. 2.4.1.3), причем препаративное разделение сопряжено со значительными трудностями. Поэтому предпринимались многочисленные попытки разделить смесь энантиомеров, используя метод жидкостной хроматографии [121, 122]. Существует два подхода к решению этой задачи. Один из них сводится к превращению энантиомеров в диастереомеры до их разделения [123], а второй, наиболее часто используемый в настоящее время, заключается в том, что диастереомеры образуются в процессе хроматографирования в результате взаимодействия энантиомеров с оптически активным реагентом, присутствующим либо в подвижной, либо в неподвижной фазе. [c.56]

Другая трудность — и ее следует считать основной — это миграция биомолекул, особенно миграция из более молодых в более древние пласты [1056]. Растворимое органическое вещество может двигаться по порам и трещинам. Следовательно, оно не всегда является сингенетическим, и присутствие биологических маркеров вводит в заблуждение. О реальности этой опасности овидетельствует наличие некоторых аминокислот, например серина, в очень древних осадках, несмотря яа его хорошо известную химическую нестабильность [3, 6, 797, 1069]. Более того, за длительные периоды, о которых мы говорим, аминокислоты должны были подвергнуться рацемизации, но некоторые из них все еще оптячесюи активны [6, 796, 798, 1071]. [c.240]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология