Инсулин концевых групп

В последнее время исследован другой метод доведения восстановления до конца [16, 303], заключающийся в обработке сульфитом в таких условиях, при которых тиол вновь окисляется в дисульфид. Образовавшийся дисульфид реагирует далее с другой молекулой сульфита и полностью превращается в —S—SQT -группу [61]. В отличие от цистеина группа —S—ЗОз устойчива на воздухе, что позволило рекомендовать это производное [303] для стабилизации цистеиновых соединений при хроматографировании на бумаге. Обработка инсулина sol" и окислителем приводит к высоким выходам соединений этого типа [16, 303]. Кроме того, —S—ЗОз-группа легко превращается в другие представляющие интерес группировки, например —S— N, которые могут разлагаться снова с образованием тиола [303]. [c.174]

При объединении аминокислот в белковую цепь образуются пептидные связи —ЫН—СО—. На одном конце цепи находится —СОО -группа (С-конец), на другом — группа —Ы Нз (Ы-конец). Молекулярные веса белков варьируют в широких пределах — от нескольких десятков тысяч (рибонуклеазы) до нескольких миллионов (гемоцианины). Характерные молекулярные веса отдельных полипептидных цепей, входящих в состав молекулы белка, порядка 20 000, что соответствует примерно 150—180 аминокислотным остаткам (средний молекулярный вес аминокислотного остатка равен 117). По установившейся терминологии молекулы, содержащие менее 100 аминокислотных остатков, называют не белками, а полипептидами. Таковы некоторые гормоны, например инсулин, адренокортикотропин (см. стр. 74). Полипептидами часто называют также синтетические полиаминокислоты и их производные. [c.68]

Однако / нс-форма не имеет, по-видимому, широкого распространения в белках вследствие стерических (пространственных) препятствий. Число и последовательность аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями, характеризуют первичную структуру белка. Молекулярные веса белковых молекул колеблются от 6000 для инсулина до более миллиона. Инсулин представляет собой белок с крайне низким молекулярным весом однако его молекула содержит 51 аминокислотный остаток. Белок с молекулярным весом 100 ООО содержит приблизительно 900 аминокислотных остатков. Выяснение первичной структуры белка представляет, таким образом, очень трудную задачу. Но это не испугало Сенгера, который в конце второй мировой войны начал серию исследований, успешно завершившихся в 1954 г. полной расшифровкой первичной структуры инсулина. Успех Сенгера и его сотрудников был обусловлен тем, что сам Сенгер разработал метод анализа концевых амин-ных групп, а Мартин и Синг — методы выделения веществ с помощью распределительной хроматографии на бумаге. [c.27]

Связь с динитрофенильпой группой устойчива к кислоте, и поэтом " после полного кислотного гидролиза меченого пептида высвобождалась-динитрофенилированная аминокислота (соединение, имеющее желтую-окраску), которая находилась ранее на Ы-конце цепи. Кроме того, Сэнгер использовал меченые е-аминогруппы остатков лизина. Частичный кислотный гидролиз меченых пептидов приводил в этом случае к образованию небольших фрагментов, для которых затем определяли аминокислотный состав. В конце концов Сэнгер сложил фрагменты полученной аминокислотной мозаики и установил последовательность двух цепей молекулы инсулина, содержащих 21 и 30 остатков и связанных между собой в цельной молекуле дисульфидными мостиками (рис. 4-13) В последние годы вместо фтординитробензола чаще применяют дансил- [c.175]

Реакция SOa с инсулином может служить примером зависимости реакции от условий [51]. Так, при pH 2,8—5,5 реакция протекает медленно и происходит разрыв только одной дисульфидной связи при pH 6,2—7,2 реакция протекает значительно быстрее и разрываются две дисульфидные связи, а при pH > 7,2 благодаря ионизации тиоловых групп реакция становится обратимой при pH 9 происходит разрыв только 0,4 эквивалента дисульфидных связей. Реакция восстановления может быть доведена до конца при pH 6,5— 7,0 в 8 Л4 растворе мочевины и 3 М растворе хлористого гуа-нидиния, а при pH 7,0—9,0 —в присутствии гидроокиси фе-нилртути (II). [c.173]

Примером генетически обусловленного заболевания может быть и диабет, но механизм наследования и молекулярная основа его остаются неясными. У пациентов группы 1, страдающих юношеским диабетом, наблюдается полная или почти полная гибель -клеток островков Лангерганса, и инсулин у них не образуется. Такая разновидность диабета чаще всего встречаете у гаплотипов Dr3 и Dr4 HLA. В группе 2 (диабет взрослых) уровень инсулина в крови больных близок к норме или повышен аномалии у них иные, и среди них— нечувствительность рецепторов к инсулину. Они и приводят к недостатку инсулина.. У больных диабетом группы 2 взаимосвязи с определенными типами HLA не выявлено. Ротвейн и др. (Rotwein et al., 1981) использовали метод RFLP для анализа ДНК 35 здоровых людей, 17 больных диабетом из группы 1 и 35 — из группы 2.. У 26% здоровых людей в последовательности ДНК, прилегающей к 5 -концу гена инсулина, были обнаружены вставки длиной 1,5—3,4 кЬр. Такие же вставки присутствуют и в ДНК 35% больных группы 1 и 66% — группы 2 (рис. 8,7). Была [c.344]

На рис. 210, например, приводятся данные по обмену для инсулина . В изоэлектрической точке его макромолекулы должны иметь по 85 атомов В в макромолекуле, из которых 48 атомов связаны с СОЫН-группами в двух полипептидных цепях, шесть атомов связаны с NHз-гpyппaми на концах цепей и остальные 31 атом с группами боковых цепей. Если белок до своей изоэлектрической точки имеет кислотный характер, то предполагаемое число обменивающихся атомов В увеличивается (до максимальной величины—91 атом при рН=2) вследствие более сильного связывания ионов Н или В" при низких значениях pH. Если белок до своей изоэлектрической точки имеет щелочной характер, то тео- [c.749]

Обсудим последовательные стадии определения первичной структуры небольшого пептида для белка эта процедура аналогична, но более громоздка. Сначала необходимо выяснить, какие аминокислоты находятся на концах цепи. Обратите внимание, что на рис. 40.1 одна концевая аминокислота содержит свободную а-аминогруппу, а другая концевая аминокислота — свободную а-карбоксильную группу. Эти аминокислотные остатки называют соответственно М-концевым и С-концевым. В соответствии с методикой, разработанной Сенджером в его работе с инсулином, сначала используется 1-фтор-2,4-динитробензол, который образует стабильное динитрофенильное производное с Ы-концевым остатком. После кислотного гидролиза модифицированная аминокислота отделяется и идентифицируется. Определение С-концевого остатка можно провести с помощью осторожной обработки ферментом карбоксипептидазой, которая специфически катализирует гидролиз С-концевой пептидной связи, отщепляя от полипептидной цепи единственную аминокислоту. Существуют также и другие методы определения Н- и С-конце-вых аминокислотных остатков, но два описанных являются наиболее распространенными. [c.374]

Для ферментативного определения Ы-концевых групп иногда применяют и аминопептидазы — ферменты, которые последовательно отщепляют аминокислоты с Ы-конца полипептидной цепи. Наиболее хорошо изученным и часто применяемым ферментом является лейцинаминопептидаза, выделяемая из почек свиньи. Этот энзим был использован для изучения Ы-концевой последовательности инсулина и рибонуклеазы. В опытах на синтетических пептидах и амидах аминокислот было показано, что весьма медленно отщепляются те Ы-концевые аминокислоты, рядом с которыми стоят лизин, аргинин И ароматические аминокислоты. Эта относительно узкая специфичность действия энзима затрудняет его применение специфичность действия других аминопеп-тидаз изучена недостаточно. [c.75]

Возвращаясь к структуре белков, мы повторяем, что это полимеры, состоящие из набора аминокислот, образующих нолинеп-тидные цени. Полипентидных цепей в одной макромолекуле часто бывает несколько. Даже в самом маленьком из известных белков — инсулине, состоящем всего из 51 аминокислотного звена, имеются две полипентидные цепи. В других белках этих цепей больше (например, в гемоглобине их четыре). Но встречается немало белков с одной единственной цепочкой (например, рибонуклеаза). У каждой полинентидной цепи имеется, как правило, свободнай или ацетилированная аминогруппа на одном конце цени и свободная, или амидированная, карбоксильная группа на втором конце цепи. Первый конец цени называется ]Ч-конец, второй носит название С-конца. Отдельные цепи, из которых построена белковая макромолекула, соединяются друг с другом ковалентными связями с помощью боковых групп К. [c.16]

На рис. 10 представлены кривые скорости обмена имидного водорода в поли- с1-1-ала-нине со степенью полимеризации, близкой к 30. На концах цени имеются 3 атома водорода (в СООН-и МН 2-группах), обменивающиеся мгновенно. Кроме того, имеется еще 5 или 6 имид-ных водородов с быстрым обменом. По-видимому на концах спирали водородные связи ослаблены п соответственно обмен осуществляется легко. Большая часть имидного водорода обменивается медленно, в течение 2—3 часов. Степень снирализации полипептида, по-видимому, близка к полной. Что касается инсулина, то в нем имеется 51 звено в двух цепях, или 49 пептидных связей. Всех медленно обменивающихся атомов Н имеется 30, т. е. степень снирализации составляет примерно 60%. Из числа медленно обменивающихся при 0° С 30 атомов 7 связаны слабее других и начинают быстро обмениваться при 20°. Что касается остальных 23 атомов водорода, то они обмениваются при 20° в течение 10 часов. [c.48]

Блестящие исследования английского химика Ф. Зан-гера, о которых будет идти речь ниже в статье Э. Томпсона, подтверждают эффективность этих методов. Зан-геру удалось установить полностью строение важного белкового гормона — инсулина. В основе его исследования лежало применение химического реактива — дини-трофторбензола. Это вещество легко присоединяется к альфа-аминогруппам на концах пептидных цепей инсулина. В результате этого присоединения образуется вещество, называемое динитрофенил-инсулином (ДНФ-инсулин). Все концевые альфа-аминогруппы в этом соединении заняты динигрофенильными (ДНФ-) группами. Если белок подвергнуть гидролизу с помощью сильной кислоты, то все пептидные связи разрываются, только связи между ДНФ-группой и альфа-аминогруппами концевых аминокислот остаются в основном ненарушенными. Другими словами, каждая концевая аминокислота остается связанной с ДНФ-группой. Так как любое вещество, в котором присутствует ДНФ-группа, окрашено в отчетливо желтый цвет, то Зангеру удалось разделить ДНФ-аминокислоты путем хроматографии и определить последовательность, в которой они связаны в пептидных цепях молекулы инсулина. [c.72]

Зная, что молекула инсулина состоит нз 51 аминокислотного остатка, Зангер начал изучать ее строение с определения того, образуют ли эти остатки одну длинную цепь или несколько цепей. В молекулу инсулина входит три остатка аминокислоты цнстина. Эта аминокислота отличается от остальных тем, что на каждом конце ее находится и карбоксильная группа и аминогруппа. Так как такая молекула может служить связующим звеном между двумя соседними цепями, то присутствие ее в инсулине заставляло предположить, что его молекула состоит более чем из одной цепи. Зангеру удалось доказать, что она состоит из двух цепей, которые он сумел разъединить, разорвав серные связи в молекуле цистина. С помощью динитрофенильной метки он показал также, что одна цепь начинается с аминокислоты глицина, а вторая — с фенилаланина. [c.96]

В ряде случаев возвращение к физиологическим условиям позволяет полипептиду снова вернуться к нативной конформации, особенно если она стабилизирована внутрицеп-ными 5—8-связями. Однако такая ренатурация возможна только для одноцепочечных пептидов. Например, молекула инсулина, состоящая из двух пептидных цепей, связанных 8— -мостиками, после разрушения этих мостиков и денатурации не может вернуться к нативной конформации. Это определяется особенностями синтеза инсулина. Нативная конформация инсулина возникает в результате гидролиза проинсулина. Как показано на рис. 5, проинсулин синтезируется как одна пептидная цепь, содержащая на концах два участка А- и В-цепи будущего инсулина с шестью свободными цистеиновыми группами в их составе. Средний участок проинсулина (С см. рис. 5) принимает такую конформацию, при которой устанавливается определенная система 8—8-связей между концевыми участками цепи. После выщепления среднего участка возникает активная двухцепочечная молекула инсулина. Именно по причине пространственной предопределенности этой структуры за счет среднего участка проинсулина спонтанная ренатурация инсулина невозможна. Иными словами, удаление части пептидной цепи равнозначно потере молекулярной информации для оставшихся частей инсулина. [c.54]

Основным недостатком всех препаратов инсулина является их неэффективность при приеме внутрь. В связи с этим параллельно изучению инсулина велись поиски синтетических антидиабетических препаратов, пригодных для приема внутрь. После внедрения сульфаниламидов в практику лечения инфекционных заболеваний многие врачи наблюдали снижение уровня сахара в крови больных, получавших эти препараты. После незначительного изменения их химического строения удалось получить большое количество синтетических сахароснижаюш,их препаратов. Одним из них является бутамид (толбутамид, ора-бет). Начиная с 1960 года он применялся довольно широко, но в 1970 году группа американских исследователей опубликовала сенсационное сообщение о том, что бутамид, дескать, повышает смертность от сопутствующих расстройств сердечно-сосудистой системы. В результате этого врачи стали воздерживаться от назначения диабетикам данного препарата. Правда, спустя 8 лет выяснилось, что указанные исследователи опубликовали свое заключение ради приобретения дотации на продолжение исследований, а данные были взяты ими с потолка . В американских медицинских кругах разразился скандал, связанный с этим уотергейтом в медицине . В конце концов бутамид вновь широко применяется в практике диабетологии. [c.132]

Так как рестриктазы расщепляют ДНК на ограниченное число фрагментов, они нашли применение для определения первичной структуры ДНК. Однако еще бо.ттее важная область их практического использования — генетическая инженерия, так как именно благодаря действию рестриктаз из ДНК выщепля-ются фрагменты, которые далее встраиваются в бактериальную ДНК, становятся интегральной частью бактериального генома и приносят бактерии новые, не свойственные ей ранее биохимические признаки, такие, например, как способность синтезировать интерферон, инсулин и другие белки, находящие широкое применение в медицине (рис. 81). В принципе, такие процессы возможны и в геноме высших организмов. Легкое встраивание рестрикционных фрагментов ДНК в реципиентную ДНК (т. е. ДНК, включающую эти фрагменты в свой состав) объясняется тем, что при действии рестриктаз в точке разрыва молекулы ДНК получаются липкие , комплементарные концы. Ввиду огромной теоретической ценности и большого практического значения этих работ в нашей стране начиная с 1975 г. осуществляются комплексные исследования по проекту Рестриктаза , который планируют на последующих этапах работы превратить в более широкий проект Нуклеаза и привлечь к его разработке различные научно-исследовательские институты. В 1980 г. большая группа советских ученых была удостоена 1осударственной премии за разработку регламентов получения 30 рестриктаз и внедрение их в практику работ по генетической инженерии. [c.226]

КИХ биологически важных веществ, какхоле-стерол, пенициллин и витамин B 2. Инсулин оказался компактным трехмерным образованием (рис. 35.14), из которого торчат только N- и С-концы В-цепи. Между этими двумя вытянутыми ветвями В-цепи располагается А-цепь. Структура имеет неполярную сердцевину, образованную обращенными внутрь алифатическими боковыми цепями остатков аминокислот, принадлежащих А- и В-цепям. Помимо дисульфидных мостиков, инсулин стабилизирован несколькими солевыми связями, а также водородными связями между определенными группами А- и В-цепей. Конформация проинсулина еще не исследована, но, судя по данным спектроскопии, она очень сходна с конформацией инсулина. Об этом же свидетельствует способность проинсулина кристаллизоваться вместе с инсулином. [c.293]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология