Аминокислоты физическими методами

После успешного решения этой задачи наступил второй период, основной задачей которого явились поиски ответа на вопрос, каким образом молекулы мономеров (глюкозы, изопрена, аминокислот) слагаются в молекулы высокомолекулярных соединений какова, в частности, величина макромолекул. Для решения этого вопроса понадобилось привлечь не только химические, но и разнообразные физические методы исследования. [c.315]

При ПОМОЩИ химических реакций (см., например, рис. 25-1) было доказано, что почти все природные а-аминокислоты обладают одной и той же относительной конфигурацией при а-углеродном атоме. Задолго до того как стали доступны тонкие физические методы исследования, Эмиль Фишер условно приписал а-углеродному атому (—)-серина ъ -конфигурацию, а а-углеродному атому (- -)-серина - с -конфигурацию. (При этом, если проекция а-аминокислоты по Фишеру написана так, что карбоксильная группа расположена сверху, а В—внизу, у ь-аминокислоты аминогруппа будет находиться слева, а у] в-аминокислоты — справа.) Схема Фишера [c.384]

В последние годы стереохимия аминокислот развивается в основном в направлении изучения проблем конформации. Исследования с помощью различных физических методов, в особенности спектроскопии ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) высокого разрешения, показывают, что заместители у ск- и -С-атомов аминокислоты предпочитают находиться в определенных конформациях [34 — 38]. [c.29]

Общая стратегия определения первичной структуры белка включает несколько этапов. Необходимо (а) провести количественный анализ гидролизата для того, чтобы определить мольное соотнощение имеющихся аминокислот (см. разд. 23.3.2) (б) определить молекулярную массу с помощью подходящего физического метода для того, чтобы вычислить количество всех присутствующих аминокислотных остатков [I—3] (в) определить количество входящих в молекулу полипептидных цепей либо с помощью хроматографического или электрофоретического разделения, либо посредством количественного анализа остатков, содержащих аминогруппу (JV-конец) и карбоксильную группу (С-конец) (см. разд. 23.3.4) [c.256]

Ранние данные, указывающие на то, что некоторые белки и поли(аминокислоты) могут принимать упорядоченные конформации в твердом состоянии, были получены с помощью дифракции рентгеновских лучей и метода инфракрасной спектроскопии. Эти физические методы с использованием относительно несложной аппаратуры позволили получить значительную часть важной на первоначальных этапах исследования информации о структуре. [c.434]

Устанавливая структуру белков, прежде всего выясняют последовательность аминокислот в цепи (расщепление белка по Э д м а н у, в настоящее время проводится автоматически). Выводы о вторичной, третичной и четвертичной структуре могут быть сделаны с использованием физических методов (например, рентгеноструктурного анализа). [c.354]

Анализируемую смесь веществ сначала пытаются разделить физическими методами. Разделение возможно, например, на основе различной растворимости веществ, входящих в состав смеси. При заметном различии в растворимости компонентов смесь можно разделить обычной или дробной кристаллизацией. Если вещества мало различаются по своей растворимости, то для разделения смеси можно использовать методы экстракции и адсорбции (а также и комбинацию этих методов). Для аналитических целей применяют адсорбционную, газовую хроматографию и хроматографию на бумаге. Последняя особенно удобна для разделения и идентификации сахаров и аминокислот. [c.587]

Зная, нанример, что гемоглобин (белок, переносящий кислород) содержит 0,335 г железа на 100 г белка, мы можем определить его минимальный молекулярный вес он будет равен (55,85/0,335) х 100 == 16 700. С помощью физических методов (см. ниже) было показано, что истинный молекулярный вес гемоглобина близок к 66 ООО. Следовательно, каждая молекула гемоглобина должна содержать четыре атома железа. В аналогичных расчетах с использованием данных по аминокислотному составу выбирают, естественно, ту аминокислоту, содержание которой в белке минимально. Этот метод используется главным образом для проверки результатов определений молекулярного веса с помощью физических методов. [c.61]

Быстрое развитие химических и физических методов анализа позволило определить точную последовательность аминокислот в молекуле белка. Первым белком, строение которого удалось выяснить, был инсулин — гормон поджелудочной железы. Его молекула состоит из двух полипептидных цепей, связанных между собой дисульфидными (—8—8—) связями. [c.6]

Количественный анализ сахаров можно производить в основном теми же способами, которые применяются для анализа аминокислот, т. е. титрованием, колориметрированием и различными другими физическими методами анализа. [c.166]

По мере изучения структуры белков при помощи методов с высокой разрешающей способностью (например, рентгеноструктурного анализа и других физических методов) мы, несомненно, начнем выяснять, какие типы замен аминокислот ответственны за важные функциональные различия между белками организмов, адаптированных к разным температурам. [c.279]

При первом же знакомстве с оптически активными веществами появилась необходимость сравнения расположения атомных групп вокруг центров асимметрии как у пар антиподов, так и у различных групп аналогично построенных стереоизомеров (сахаров, аминокислот и т. д.) для их классификации. Решение первой задачи — определение пространственного расположения групп у каждого антипода, т. е. определение абсолютной конфигурации, долгие годы казалось неразрешимым. Такие физические методы, как определение дипольных моментов, рентгеноструктурный анализ и другие, которые давали прекрасные результаты для различения цис- и /пранс-изомеров, в случае антиподов оказались бессильными, потому что в них расстояния между любой парой атомов или группами атомов одинаковы. [c.13]

Отношение длин молекулярных осей, определенных различными физическими методами. Полностью установлена последовательность аминокислот. [c.80]

Особенно большие результаты дает масс-спектрометрия в сочетании с другими физическими методами ИК- и УФ-спектрометрией, ЯМР-спектрометрией и т. д. В ряде случаев сочетание этих методов дает возможность избежать очень длительных и трудоемких классических операций химического расщепления вещества и изучения полученных обломков . Некоторым ограничением метода является то, что исследованию можно подвергать только летучие вещества. Однако это препятствие во многих случаях обходится переведением нелетучих веществ в летучие (например, аминокислот в их эфиры) и повышением чувствительности приборов, дающих возможность исследовать и мало летучие вещества. [c.434]

В настоящем издании несколько шире, чем в прошлом, освещена роль физических методов исследования при изучении органических соединений немного шире даны электронные представления (при описании изоцианистой кислоты и изонитрилов) расширены стереохимические сведения (в области углеводов и аминокислот). [c.3]

Итак, были рассмотрены результаты теоретического конформационного анализа совместно с данными экспериментального исследования пространственного строения серии метиламидов N-ацетил-а-аминокислот и их N-метильных производных в различных средах. В основу интерпретации опытного материа ыли положены геометрические и энергетические характеристики ограниченного набора оптимальных конформаций монопептидов, изученных теоретически. При этом обнаружилось полное соответствие между всеми выводами теоретического анализа, с одной стороны, и эспериментальными данными, с другой. В результате была установлена непосредственная связь между оптимальными формами рассчитанных монопептидов и соответствующими опытными данными, полученными с помощью различных физических методов теоретический и экспериментальный подходы не обнаружили противоречий в оценке тенденции смещения положений конформационного равновесия у изученных монопептидов при переходе от неполярных к полярным растворам. Тем самым было показано, что использованные в расчете потенциальные функции и параметризация адекватно отражают реальные взаимодействия атомов одного аминокислотного остатка и удовлетворительно имитируют влияние на эти ближайшие взаимодействия окружающей среды. Расчетный метод конформационного анализа выдержал, таким образом, свое первое испытание на пути к решению задачи структурной организации белков. Это, пожалуй, самый важный вывод из проведенного нами комплексного теоретического и экспериментального исследования. Он, конечно, не решал еще многих проблем, но послужил надежным обоснованием для следующего шага - анализа конформационных возможностей монопептидов всех остальных стандартных аминокислот. [c.172]

Физические способы. Некоторые вещества, содержащие хромофорные группы, способны под действием УФ излучения флуоресцировать. Этот метод особенно пригоден для обнаружения пятен веществ, содержащих фенольные группы, а также аминокислот и их производных. [c.146]

При установлении строения химики широко пользуются методом частичной деструкции молекулы с последующим исследованием осколков. Полипептиды расчленяются на отдельные аминокислоты, гликозиды — на сахар и агли-кон, сложные эфиры — на спирты и кислоты. Здесь нередко используется метод прямой идентификации осколков сведением неизвестного к известному при помощи физических констант, табличных данных. [c.19]

Физическая теория и результаты расчета моно-, ди- и трипептидов, подтвержденные сопоставлением с экспериментальным материалом, позволили разработать количественный фрагментарный метод конформационного анализа олигопептидов. Метод основывается на предположении о возможности исследования конформационного состояния сложной аминокислотной последовательности путем предварительного анализа пространственного строения ее простых перекрывающихся фрагментов, конформационные возможности которых рассчитываются с использованием в качестве нулевых приближений всех комбинаций низкоэнергетических оптимальных конформаций свободных аминокислотных остатков (молекул метиламидов N-ацетил-а-аминокислот). Наборы лучших по энергии оптимальных состояний простых фрагментов служат исходными для формирования нулевых структурных вариантов более сложных фрагментов и т.д. В основе метода лежит построенная по принципу "дерева" классификация пептидных структур на конформации, формы и шейпы. Предложенная классификация полностью отвечает известным эксперимен- [c.587]

Это физическая проблема. Во-первых, ставится вопрос о соответствии информационного содержания ДНК и белка, во-вторых— о количественных взаимоотношениях между нуклеотидами и аминокислотами, определяемых в конечном счете взаимодействиями молекул в матричном синтезе белка. В-третьих, возникает вопрос о физическом смысле генетического кода, т. е. о степени неслучайности этого соответствия. Характерно, что проблема генетического кода была впервые сформулирована физиком Гамовым [3], и ряд физиков принял участие в ее решении. Однако код был расшифрован биологическими и химическими методами. [c.553]

ВОДЫ не ТОЛЬКО связываются, но и упорядочиваются, определенным образом ориентируясь вокруг молекулы белка. Изучение простых модельных систем (аминокислот и нейтральных аналогов) физическими методами (определение кажущегося моляльио-го количества) указывает иа возможность упорядочения молекул растворителя (воды) на поверхности белка. Кажущееся моляль-ное количество Ф определяется по уравнению [c.44]

Современную синтетическую и теоретическую органическую химию отличает широкое применение физических методов, которые облегчают выяснение структуры соединения и исследование механизма реакции. Современная органическая химия вооружена множеством специфических приемов для введения определенных групп в органические соединения, эффективными методами для разделения смесей и очистки веществ. Стабильной теоретической базой органической химии являются электронная теория и представления квантовой химии. В настоящее время можно синтезировать почти любое сложное органическое соединение, теоретически можно предсказать существование новых необычных соединений. Синтезированы природные соединения с очень сложной структурой алкалоиды стрихнин и морфин, зеленый пигмент растений хлорофилл, витамин В12 (Р. Вудворд), полипептиды с более чем 30 остатками аминокислот например, гормон инсулин человека, состоящий из 51 остатка аминокислот (П. Зибер), рибонуклеиновые кислоты, состоящие из 50 и более нуклеозидов (Г. Корана). [c.12]

За последнее десятилетие возможности применения рентгеновского анализа значительно возросли. Около десяти лет тому назад была закончена работа Ходжкин с сотрудниками по бензилпени-циллину это был один из первых примеров использования данного физического метода для решения трудной стереохимической проблемы. К 1956 г. в той же лаборатории было установлено строение витамина В12, а в настоящее время с помощью рентгеновского анализа Кендрью с сотрудниками определяют последовательность соединения аминокислот в глобулярном протеине — миоглобине. За то же время стандартное отклонение при определении этим методом длин связей в сравнительно простых молекулах было уменьшено в десять раз — до нескольких тысячных ангстрема. Огромную пользу принесло развитие вычислительной техники вероятно, что с развитием полностью автоматизированных методов измерений будут вскоре преодолены и другие препятствия. Тем не менее, определение кристаллической структуры останется, вероятно, длительным процессом, требующим в сложных случаях до десяти и более лет работы в расчете на одного человека. [c.176]

Ядерно-физические методы детектирования в ТСХ широко применяются для решения различных прикладных аналитических задач. В хроматографии меченые соединения часто используют в качестве внутреннего стандарта для онределения разрешающе способности того или иного метода, а также для калибровок в методе гашения флуоресценции. В химии и биохимии радиоактивные метки вводят в состав синтезируемых продуктов для проведения различных исследований, в частности, при усгановлении структуры вещества, чистоты препаратов, выхода целевых продуктов. Наиболее широко тонкослойный радиохрома-тографический анализ используют для исследования аминокислот, протеинов, углеводов, стерипов, стероидов, нуклеиновых кислот и липидов. Ядерно-физические методы детектирования зон на тонкослойных хроматограммах применяются также и в неорганическом анализе [9]. Меченые продукты используют как для аналитических, так и для препаративных целей. [c.122]

После успешного решения этой задачи наступил второй период, основным содержанием которого явились поиски ответа на вопрос, каким же образом молекулы мономеров (глюкоза, изопрен, аминокислоты) слагаются в молекулы высокомолекулярных веществ, какова, в частности, величина макромолекул. Для решения этого вопроса потребовалось привлечь не только химические, но и разнообразные физические методы исследования. В некоторый период времени среди значительной части ученых существовало мнение, что молекулы высокомолекулярных веществ имеют будто бы сравнительно небольшую величину, а крупные агрегаты образуются якобы за счет побочных валентностей . Этих взглядов одно время придерживались такие крупные ученые, как Каррер, Принсгейм, Гесс. Основанием для такой точки зрения послужили данные рентгенографического исследования, получившие на первых порах неправильное толкование. [c.461]

Наличие в том или ином белке простетической группы создает те же проблемы, что и присутствие ароматических аминокислот. Например, гемы, флавины, пиридоксальфос-фат и некоторые металлопротеиды обладают интенсивными полосами поглощения в ближней УФ- и видимой областях. По этим полосам, обычно весьма чувствительным к ближайшему окружению простетических групп, можно с успехом следить за их состоянием, например за окислением или оксигенацией. При исследовании многих ферментативных процессов физическими методами наличие таких удобно расположенных хромофоров подчас оказывается просто необходимым. [c.36]

Лimln может быть рассчитана подобным же образом, исходя из содержания остатков аминокислот, присутствующих в белке в небольших количествах. Например, бычий сывороточный альбумин содержит 0,58 % триптофана (молекулярная масса триптофана 204,23). Отсюда для этого белка равна 35 200, что составляет около половины действительной молекулярпой массы, равной 69 000. Часто, однако, молекулы белков вообще не содержат таких редких атомов пли аминокислотных остатков, которые можно было бы использовать для определения молекулярной массы. В этом случае целесообразно применение физических методов. [c.133]

В тех случаях, когда из биомассы или центрифугата (культуральная жидкость) необходимо вьщелить активную субстанцию — витамин, аминокислоту, антиген, антитело, фермент и пр., применяют физические или физико-химические методы очистки. Выбор их определяется свойствами вьщеляемого вещества (природа, молекулярная масса, лабильность к внешним воздействиям, химическое сродство и т.д.). Из физических методов чаще всего применяют на первичных стадиях сепарирование, центрифугирование (ультрацентрифугирование), а из физико-химических — осаждение нейтральными солями, спиртом, ацетоном, а также ультрафильтрацию, хроматографию, электрофорез. Методы вьщеления и очистки, как правило, многоступенчатые. Чистоту получаемого продукта характеризуют наличием в нем примесей и выражают коэффициентом очистки, который представляет отношение числа активных единиц продуктов на 1 мг белка или азота (так называемая удельная активность) в очищенном препарате к удельной активности исходного (неочищенного) продукта. [c.97]

По реакциям алкилирования аминокислот можно сделать некоторые выводы. Во-нервых, хотя конечный продукт один и тот же, методология его синтеза химическим путем и в живом организме существенно различны. Тем не менее они подчиняются одним и тем же физическим законам термодинамическим законам, законам сохранения вещества и энергии и др. Во-вторых, ирименение химических методов при конструировании соединений, пригодных для биологических систем, составляет основу подхода ири разработке биохимических тестов (т. е. моделей, которые биологи могли бы использовать ири изучении процессов жизнедеятельности), а также нри поиске соединений, обладающих фармакологическим действием (т. е, таких, которые эффективно действуют, направляя патологические химические процессы в нормальное русло). Для достижения этих целей оказались полезными не только реакции алкилирования, но и другие реакции. Наиример, сульфонилироваиие концевой аминогруииы [c.51]

Методы анализа фракций могут быть физическими, химическими и биологическими. Одним из лучших методов считается детектирование радиоактивных изотопов. Результаты измерений оформляют в виде кривой зависимости определяемой величины от объема злюата. По распределению пиков на хроматограмме судят о возможности объединения некоторых фракций, совершенно чистых, без примесей других компонентов. Методом ионообменной хроматографии можно разделять различные катионы и анионы, четвертичные аммониевые основания, амины, аминокислоты, белки, продукты гидролиза пептидов, физиологические жидкости, гидролизаты клеточных оболочек микробов, антибиотики, витамины, нуклеиновые кислоты. [c.361]

Рассмотренная в разделе 2.1 феноменологическая бифуркационная теория свертывания белковой цепи - лишь пролегомены, самый первый шаг к созданию физической теории структурной организации белка и количественного расчетного метода. Неравновесная термодинамическая модель теории сформулирована в такой общей форме, которая еще не допускает прямой экспериментальной проверки. Значение предложенной теории состоит в том, что она, во-первых, дает принципиальную трактовку всем важнейшим особенностям сфуктурной самоорганизации белка беспорядочно-поисковому механизму сборки аминокислотной последовательности, высокой скорости и безошибочности процесса образования трехмерной структуры и, во-вторых, указывает, как показано ниже, направление дальнейшего поиска и раскрывает его содержание. В частности, принципиальное значение имеет то обстоятельство, что бифуркационная теория впервые позволила представить процесс свертывания белка, не требующий при беспорядочно-поисковом механизме сборки рассмотрения всех мыслимых конформационных состояний белковой цепи. Однако сама по себе термодинамическая теория статистико-детерминистического явления не может привести к такому уровню понимания процесса свертывания белковой цепи, который необходим для количественной оценки всех логических связей между аминокислотной последовательностью, трехмерной структурой и окружающей средой, а следовательно, и для апробации лежащих в основе теории принципов. Задача может считаться решенной только после создания физической конформационной теории н расчетного метода, предсказывающих по известному расположению аминокислот в белковой цепи координаты всех атомов в нативной трехмерной структуре и количественно описывающих механизм сборки последней. Лишь при достижении цели, поставленной именно таким образом, физическая теория структурной организации белка сможет стать основой для решения следующих фундаментальных задач, связанных уже с установлением зависимости между строением и функцией. В этом разделе рассмотрены основные положения предложенной автором структурной теории белка [38 2]. [c.100]

Как указывалось ранее (см. разд. 7.2.2), относительная стабильность гетеролигандных сорбционных комплексов, образующихся в ХЛОХ, в значительной степени зависит от метода их иммобилизации. В данном случае, когда хиральный лиганд физически сорбирован вследствие гидрофобных взаимодействий, для всех аминокислот / (ь) < (о). Если исходить из результатов экспериментов, то с учетом влияния подвижной фазы механизм энантиоселективного распознавания должен соответствовать представленному на рис. 7.17. М-Алкильные цепи хирального лиганда, по-видимому, должны ориентироваться параллельно цепям неподвижной фазы. При координации с Си(П) фиксированный лиганд принимает такую конформацию, что оксипирролидиновое кольцо и его Н-алкильный заместитель располагаются по разные стороны от основной координационной плоскости хелатного комплекса. Таким образом, в ге-теролигандном сорбционном комплексе, образованном о-энан-тиомером разделяемого соединения, а-заместитель в молекуле энантиомера должен быть направлен в сторону гидрофобной (С1 ) поверхности сорбента. Это приведет к стабилизации такой структуры вследствие гидрофобных взаимодействий. В то же время ъ-энан-тиомер лишен подобной возможности, так как его а-алкильный радикал направлен в сторону подвижной фазы и он элюируется быстрее, чем о-энантиомер. [c.159]

Недавно разработаны две новые реакции карбокснлирования. Изоцианиды, доступные по усоверщенствованной реакции Гофмана с карбиламином или путем дегидратации iV-монозамещенных формамидов с помощью фосгена, в присутствии сильных оснований приводят к карбанионам, которые можно карбоксилировать диэтилкарбонатом. Последняя гидролитическая стадия, как это обычно в больщинстве методов, приводит к свободной аминокислоте схема (16) [29]. Неприятные физические свойства изоциани- [c.238]

Подход, предложенный Уиффеном, нашел дальнейшее развитие в работах Брюстера который разработал более общий метод расчета, позволивший ему на основании имеющихся экспериментальных данных вычислить значения молекулярного вращения для многих ациклических, циклических, насыщенных и непредельных соединений, включая терпены, стероиды, аминокислоты и т. д. Для моносахаридов Брюстер ввел несколько иную систему констант, чем у Уиффена, и частично объяснил их физический смысл. Результаты расчетов по Брюстеру совпадают с найденными экспериментально значениями молекулярного вращения так же хорошо, как и результаты, полученные по методу Уиффена. Были предложены и другие системы расчета молекулярных вращений моносахаридов, также дающие удовлетворительные результаты но не имеющие больших практических преимуществ перед относительно простой и наглядной системой Уиффена. [c.56]