Пептиды ионные формы

Уже много десятилетий такое представление является общепринятым, по существу единственным. Оно, действительно, объясняет физические и химические свойства амидов и пептидных групп Б сложных молекулах. Стабилизация электронного строения пептидной группы в виде суперпозиции форм I и II осуществляется за счет взаимодействия неподеленной пары электронов атома N с я-электронами связи С=0. Модель Полинга подтверждается многочисленными данными рентгеноструктурного анализа, согласно которым длины связи N- в амидах и пептидах короче, чем в аминах, а длина связи С=0 больше, чем в альдегидах и кетонах, плоским строением пептидной группы, а также ее существованием в транс- и <мс-конфи-гурациях, разделенных высоким потенциальным барьером. Резонансная модель не противоречит колебательным и электронным спектрам ассоциированных амидов и пептидов. Так, понижение частоты валентного колебания С=0 (полоса амид I табл. II.4) и повышение частоты валентного колебания N- (полоса амид II) согласуется со снижением л-порядка первой связи и появлением я-порядка второй. Резонно также связывают гипсохромное смещение УФ-полос поглощения амидов с большим вкладом в распределение электронной плотности цвиттер-ионной формы. Осцилляцией между двумя альтернативными каноническими структурами I и II хорошо объясняется и главная особенность пептидной группы - лабильность ее электронного строения. [c.150]

ИОННЫЕ ФОРМЫ ПЕПТИДОВ [c.34]

Введение 33 Биомедицинское значение 33 Структура пептидов 33 Ионные формы пептидов 34 Конформация пептидов в растворе 35 Методы разделения пептидов 35 Определение аминокислотного состава пептидов 36 Определение первичной структуры полипептидов 37 Автоматическое определение аминокислотной последовательности полипептидов методом Эдмана 38 Автоматический синтез пептидов 40 Литература 41 [c.375]

Существенный вклад в распределение электронной плотности пептидной группы цвиттер-ионной формы (II) должен сказаться в увеличении отрицательного заряда на карбонильном кислороде (по сравнению с ацетоном), что и подтверждается результатами расчета интенсивностей ИК-полос поглощения (см. табл. П.З и II.6). Это полностью согласуется также с таким известным экспериментальным фактором, как предпочтительное протонирование амидов и пептидов по атому кислорода [41], а не азота, как это обычно имеет место. Амиды являются слабыми основаниями значения рК , например, у ацетамида и N-метилацетамида составляют соответственно 0,35 и 1,0. В то же время они могут выступать и как слабые кислоты, рЕа кислотной диссоциации у формамида равно 17,2, а у ацетамида - 17,6 [42]. В соответствии с этим пептидная группа проявляет двойственную способность к образованию водородных связей, выступая одновременно в качестве акцептора протона (С=0) и его донора (N-H). Образование водородных связей ведет к еще большей поляризации групп, [c.150]

При анализе белковых веществ правомочна постановка задачи по определению не только элементарного, но и аминокислотного состава, а также последовательности сочетания отдельных аминокислотных остатков в полипептидных цепях. Вторая и третья задачи являются более актуальными для химии пептидов нащих дней, и сама их постановка и успешное решение отражают более глубокий уровень проникновения научного познания в структуру белковых тел. Не лишне отметить, что успехи координационной химии, накопление информации о формах и константах образования комплексных соединений в растворах делают современной задачу определения уже не только ионного (элементного), но и надмолекулярного состава растворов (образование. сольватов, молекулярных комплексов и т. п.). [c.18]

Принцип метода. Дауэкс 50 х 2 со сниженным количеством перекрестных сшивок в На" - или НН -форме связывает пептиды, состоящие из 2—20 аминокислотных остатков. Постепенно увеличивая pH и ионную силу подаваемого на колонку раствора, можно избирательно элюировать связанные пептиды. [c.197]

Под влиянием ферментов происходит полное разжижение дрож жей вследствие распада белков на пептиды, альбумозы, а затем на аминокислоты При глубоком автолизе часть аминокислот расщепляется до аммиака, при этом сухие вещества дрожжей перехо дят в лизат, т е в жидкость, часть сухих веществ разрушается столь глубоко, что переходит в газообразную форму Величина потерь сухих веществ является критерием глубины процесса автолиза Для эффективного ведения процесса автолиза важно поддерживать температуру массы в пределах 45 —50° При 60° начинается разрушение протеолитических ферментов Оптимальная концентрация водородных ионов pH 6—6,5 [c.220]

Рассмотренные выше обстоятельства приходится учитывать в процессе разделения белков и пептидов [106, 107]. При КЗЭ белков с немодифицированным капилляром рекомендуется после каждого проведенного разделения при вводе пробы из биологических матриц тщательно промывать капилляр раствором едкого натра. При этом молекулы, адсорбированные на стенках капилляра, удаляются. Если значения pH вьппе изоэлектрической точки (р/), то белки находятся в анионной форме, т.е. имеют тот же заряд, что и стенки кварцевого капилляра. Предпочтительный pH буфера составляет 9-11. При pH < 2 адсорбция белков уменьшается вследствие протонирования силанольных групп. Возникают проблемы иного рода очень малый ЭОП и возможная денатурация белков. Для предотвращения сорбции белков стенками капилляра к буферу добавляют соли щелочных металлов, низших полиаминов, цвиттер-ионов, обладающих большой буферной емкостью. Перспективно использование неионных ПАВ в качестве динамических покрытий. [c.350]

Аналогичное рассмотрение сорбции аминокислот, а тем более пептидов и белков натриевыми формами смол, как исключительно обмена катионов, находящихся в равновесии с цвиттерионами, с ионами натрия не представляется возможным, как это будет [c.189]

Фазовый анализ предполагает определение состава многофазных объектов (горные пароды, порошкообразные смеси) относительно индивидуальных соединений, образующих самостоятельные фазы. Аналогичным образом при анализе белковых веществ правомочна постановка задачи не только по определению элементарного состава, но и других задач определение аминокислотного состава белков, определение последовательности сочетания отдельных аминокислотных остатков в полипептидных цепях. Очевидно, что вторая и третья задачи являются более актуальными для химии пептидов наших дней, и сама их постановка и успешное решение отражают более глубокий уровень проникновения научного познания в структуру белковых тел. Не лишне отметить, что успехи координационной химии, накопление информации о формах и константах образования комплексных соединений в растворах ставят в повестку дня современной неорганической химии задачу определения состава растворов уже не только на ионном (элементарном), но и на надмолекулярном (координационном) уровне. [c.12]

Хорощим примером этому служит трипсин. На рисунке 33 показана его неактивная форма (трипсиноген), под влиянием фермента энтерокиназы, ионов кальция, отчасти под влиянием самого трипсина от этой неактивной формы отщепляется пептид, состоящий нз шести аминокислотных остатков — гексапептид, и образуется группа (на рисунке окружена рамкой), в которой серин, гистидин и окружающие их аминокислоты уже действуют как активные участники каталитического процесса гидролиза. Следовательно, гексапептид запирал активную структуру, и удаление этого замка сделало фермент активным. [c.147]

Экспериментальным доказательством монодентатной координации через атомы кислорода карбоксильных групп служат контактные сдвиги в спектрах ПМР растворов гистидинового комплекса Со(П) (растворы в ВгО при низких значениях рО) 31], а также частоты валентных колебаний карбоксильных групп в ИК-спектрах комплексов 1 1 о,ь-аланина и ь-гистидина с элементами первого переходного ряда [32]. Кроме того, взаимодействие металлов с атомами кислорода карбоксильных групп без хелатообразования было обнаружено для ряда комплексов, имеющих кристаллическую структуру и выделенных при низких значениях pH. Можно было бы подумать, что между положительно заряженными ионами металла и отрицательно заряженными карбоксильными атомами кислорода образуется простая связь, в которой доли ковалентного и ионного вкладов зависят от электроотрицательности металла. Однако такое предположение было бы слишком оптимистичным. На рис. 4.1 показаны пять типов взаимодействий металлов с атомами кислорода карбоксильной группы, которые можно обнаружить в кристаллической структуре комплексов аминокислот и пептидов. При взаимодействии по типу а один атом металла связывается с одним карбоксильным атомом кислорода. При взаимодействии по типу б свободный карбоксильный атом кислорода связывается, но не так сильно со вторым атомом металла. В форме в карбоксильная группа более или менее одинаково связывает два атома металла, при этом она сама становится симметричным мостиком между ними. (Различия в ИК-спектрах дают возможность дальше подразделить типы б и в в соответствии с расположением относительно связей металл — кис- [c.158]

Таутомерия, описываемая уравнением (2-2), близка к кето-енольно му превращению. Форма В изредка присутствует в пептидах. Пиридоксин [уравнение (2-3)] в водном растворе находится преимущественно в форме биполярного ионного таутомера В, но в метаноле принимает форму незаряженного таутомера А. Пиримидины [уравнение (2-4)] и пурины [уравнение (2-5)] способны образовывать множества таутоме-ров. Существование формы В [уравнение (2-4)] послужило основанием к тому, что урацил называют также диоксипиримидином (правда, здесь преобладает все же дикето-таутомер А). В паре таутомеров один из атомов водорода всегда переходит из одного положения в другое, что сопровождается изменением длин и характера других связей. [c.78]

Для ионообменной ТСХ ряд фирм выпускают пластины, покрытые катионо- и анионообменными смолами на полимерной подложке [СНгота1гоп1х, Р1х1оп (ВНР)]. Их применяют для разделения аминокислот, оснований нуклеиновых кислот, нуклеотидов, пептидов и других соединений, образующих при растворении ионные формы. [c.350]

Вейганд и Штеглих [2501], а также Вейганд и Келике ([2489] ср. [2711]) предложили принципиально новый подход к использованию свободных аминокислот в синтезе пептидов. Как известно, большинство аминокислот растворимо в ледяной уксусной кислоте при этом цвиттер-ионная форма аминокислот в существенной степени разрушается в результате образования комплекса с растворителем. Реакцию конденсации обычно осуществляют методом активированных эфиров с использованием главным образом тиофениловых эфиров. В качестве защитных групп применяют фталильную и карбобензоксигруппы. Реакцию проводят в ледяной уксусной кислоте при повышенной температуре, причем для ее завершения требуется несколько часов. По бочная реакция ацетилирования наблюдается особенно часто при использовании пространственно экранированных аминокислот. В случае дипептидов отмечено образование дикетопиперазинов. На примере тиофенилового эфира N-защищенного дипептида исследована возможность рацемизации в обычно применяемых условиях рецемизация не обнаружена. [c.111]

Из макроэлементов Са- и Р у высших животных образуется фосфат кальция—основа костной ткани. Сера в значительной мере вступает в состав органических соединений (HS-группы аминокислот, пептидов и белков, HO3S-группы в гетерополисахаридах). Фосфор также весьма часто присутствует в виде органических производных (фосфорные эфиры, фосфопротеины и пр.). Для Mg, К и Na характерна ионная форма существования, уравновешенная в основном анионами хлора, фосфата и карбоната. Mg и Ре широко представлены в составе хлорофилла и гемоглобина. [c.439]

В отличие от сериновых протеаз, у которых главным специфическим центром связывания служит подцентр 5ь у папаина специфичностью к гидрофобным аминокислотам обладает подцентр 82, а за специфичность к изолейцину или триптофану ответствен подцентр 51 [97]. Гидролиз эфиров, а возможно, и пептидов сопровождается образованием ацилфермента (как и в случае сериновых протеаз, за исключением того, что ацилируется Су8-25) [98—101]. График, построенный в координатах pH ксг11К1л , представляет собой колоколообразную кривую с максимумом при рН 6, что обусловлено ионизацией Н18-159 и Су8-25, р/Са которых равен 4,2 и 8,2 соответственно. Обозначим гистидин через 1т, а цистеин — через К5Н. При низком pH неактивна ионная форма К5Н.Н1т+, тогда как при высоком — форма К5-.1т. При нейтральном pH каталитически активная форма представляет собой один из таутомеров — КЗНЛт или К5 .Н1т+ исследование рН-зависимости не позволяет различить два ионных состояния, несущих одинаковый суммарный заряд ( принцип кинетической эквивалентности , гл. 2, разд. Е). рН-зависимость ксах для деацилировання определяется ионизацией основания с р/Са около 4. Возможно, этим основанием является группа, принадлежащая Н18-159, поскольку цистеин блокирован в ацилферменте. Механизм реакции можно представить с помощью следующей схемы [c.374]

Краткая формула Ala-Ser-Asp-Phe-Gly соответствует пентапептиду независимо от состояния ионизации. При желании особо подчеркнуть, что данный пептид находится в незамещенной форме, можно, по предложению Гринштейна и Виница, в упрощенной формуле при амино- и карбоксильной группах указывать наличие протона и гидроксильной группы с помощью соответствующих символов, например для цвиттер-иона (II), аниона (III) и катиона (IV) рассматриваемого здесь пентапептида [c.85]

Решающую роль в создании количественного метода сыграли положения о гармонии всех внутриостаточных и межостаточных взаимодействий и их преобладающем энергетическом влиянии над взаимодействиями белковой цепи с молекулами и ионами окружающей среды. Одно из этих положений позволило разделить проблему структурной организации белка на три менее громоздкие и поддающиеся последовательному решению частные проблемы ближних, средних и дальних взаимодействий. В результате специально разработанной классификации пептидных структур на конформации, формы и шейпы стало возможным получение достоверных количественных данных о конфор-мационных состояниях целых наборов структурных вариантов различных таксономических групп, ограничившись детальным анализом их отдельных представителей. Классификация настолько сократила объем вычислительных работ, что сделала реальным расчет трехмерных структур бе лков, на первых порах низкомолекулярных. Изложенные в книге результаты априорных расчетов структур трипсинового ингибитора, сложного фрагмента нейротоксина II и большого числа олигопептидов, состоящих из десятков аминокислотных остатков, свидетельствуют об адекватном отражении предложенными теориями (бифуркационной и физической) структурной самоорганизации белков и пептидов и реальности предсказания их нативных конформаций. [c.8]

Г.И. Чипенс, из авторов работ [22, 48], в другом исследовании [199] идет в этом отношении еще дальше и провозглашает взаимодействия Между противоположно заряженными ионными группировками главным стабилизирующим фактором. Более того, из всех взаимодействий такого Вида Чипенс выделяет и отдает предпочтение полярному взаимодействию Лишь между М- и С-концевыми частями последовательности, которое, по его мнению, делает свернутые квазициклические формы пептидов со [c.399]

Принцип метода. Анионообменная смола амберлнт Щ-4В, используемая в ацетатной форме, при значениях pH раствора между 5 и 6 связывает фракцию пептидов, обладающих сильнокислотными свойствами, которая может быть затем элюирована в обмен на ионы С1". [c.195]

Масс спектры лазерной десорбционной ионизации были за регистрированы на этой системе для ряда нелетучих образ цов — аминокислот, пептидов нуклеозидов сахаридов В боль шинстве случаев предел обнаружения составлял 1 нг/ см и менее Основная трудность при работе с этой системой зак лючалась в отсутствии воспроизводимости как относительных интенсивностей пиков основных ионов так и их абсолютных интенсивностей Главный источник этих изменений — неодно родность покрытия поверхности ленты образцом примеси и фоновые загрязнения Непосредственное нанесение раствора образца на ленту с последующим испарением растворителя не дает удовлетворительных результатов так как степень смачи ва1шя ленты и движение жидкости по поверхности влияют на однородность слоя и как следствие на форму пиков [61] Для полного испарения растворителя при ограничении испаре ния образца необходим тщательный баланс между потоком растворителя и скоростью испарения [c.43]

Ряд классов органических соединений (аминокислоты, пептиды, белки) в нейтральных растворах находится в форме диполярных ионов или цвиттерионов, т. е. ионов, несущих одновременно положительные и отрицательные заряды. [c.91]

Колоночная хроматография на иопообмеиных смолах применяется также и для фракционирования пептидов. После первых относительно малоуспешных работ по разделению пептидов на смоле Дауэкс 50X8 стали использовать для этих целей менее сшитую смолу Дауэкс 50X2, пористость которой лучше соответствовала размерам молекул пептидов. На этой смоле был проведен ряд успешных работ Хирса, Мура и Штейна [36, 37] по разделению ферментативных гидролизатов окисленной рибонуклеазы. Однако общим недостатком этих работ являлось использование солевых буферных растворов, что приводило к необходимости их последующего удаления из элюатов. Последнее осуществлялось или путем динитрофенилирования и экстракции полученных ДНФ-производных пептидов с помощью органических растворителей [38], или путем использования в качестве буферов растворов ацетата или формиата аммония, которые удалялись сублимированием или заменой натрия в элюатах на аммоний путем ионного обмена на сильно сшитой смоле в аммониевой форме с последующим удалением аммониевых солей путем сублимации [39]. [c.169]

Термодинамический анализ сорбции моноаминомонокарбоновых аминокислот (и аналогичных им пептидов в электрохимическом отношении) в нейтральной области pH для сульфокатионитов в водородной форме может быть осуществлен с использованием различных молекулярных форм компонентов в сосуществующих фазах диполярного иона в растворе и резината, включающего катион аминокислоты в фазе ионита, а также резината в водородной форме. В соответствии с этим условием равновесия является следующее [c.138]

Аминокислоты, пептиды и другие амфотерные соединения диссоциированной форме в водных растворах находятся исключительно в виде амфотерных ионов. Заряд этих ионов может меняться в зависимости от pH среды. Соответствующие соотнощения приведены в табл. 5.2. В виде цвиттер-ионов, т. е. ионов с зарядами обоих знаков, аминокислоты существуют только в нейтральной среде. В кислой среде подавляется диссоциация карбоксильной группы и аминокислота ведет себя как катион, а в щелочной среде исключается протонированне с образованием аммониевой группы и цвиттер-ион превращается в анион. Степень диссоциации определяется константами диссоциации р/С] и зависимость этих величин от pH выражается уравнениями Хендерсона-Хассельбальха. Величина р/С — эта pH, при котором соответствующая группа диссоциирована на 50%. Изоэлектрическая точка р/ представляет собой среднее арифметическое констант диссоциации. Если рассматривать процесс как чисто ионный обмен, то степень связывания аминокислоты с катионитом в кислой среде определяется величиной р/Сь степень связывания аминокислот на анионитах в щелочной среде определяется соответствующими величинами р/Сг-Эта теоретическая зависимость нарушается другими сорбционными процессами, обусловленными взаимодействием боковых цепей аминокислот или пептидов с матрицей ионита. Аналогичная зависимость наблюдается при диссоциации и сорбции компонентов нуклеиновых кислот. Более подробно диссоциация сорбция амфотерных ионов на ионитах обсуждаются в работе [122]. [c.241]

Иной подход к хроматографии пептидов на целлюлозных обменниках был предложен Янари с сотрудниками [8]. Еще в 1956 г. они описали фракционирование белков на целлюлозных ионитах системой Н2О—СОз- Позже эта же идея была применена к хроматографии небольших синтетических пептидов. Используя небольшое различие в прочности связывания пептида целлюлозным анионитом в ОН-форме, элюцию проводят сначала просто водой, а затем водой, насыщенной СО2 (при 1 атм). В некоторых случаях этот прием позволяет получить хорошее разделение. Так, можно разделить глицин, диглицин и триглицин, отделить тирозин от 1-лейцил-1-тирозина и даже разделить стереоизомеры (1-лейцил-1-тирозин и 1-лейцил-1-тирозин. Можно предположить, что связывание диполярного иона зависит от относительной основности аминогрупп анионита и диполярного иона. Так, на диэтиламиноэтилцеллюлозе сорбируемость возрастает в ряду аспарагин— цистеин—дикарбоновые кислоты. [c.185]

Новым приемом в хроматографировании белков является использование в элюирующих растворах веществ, в сильной степени связывающих водород или вызывающих диссоциацию, как, например, мочевины и диметилформамида. Некоторые белки и крупные пептиды нерастворимы в концентрированных солевых растворах, или же их изоэлектрические точки лежат в зоне pH, используемой при хроматографировании. Разделение белков, имеющих близкие изоэлектрические точки, обычно улучшается при хроматографировании в зоне pH, близкой к их изоэлектрическим точкам [29]. В этих случаях добавление повышающих растворимость агентов, таких, как мочевина, может оказать хорошее влияние на разделение, если только при этом не происходит частичной денатурации белка. Обычно не учитывают, что диметилформамид является формили-рующим агентом [30], а также что концентрированные растворы мочевины могут содержать значительные количества реакционноспособных цианат-ионов. Необратимое инактивирование белков, вызываемое продолжительным выдерживанием белка в присутствии мочевины, обсуждалось Старком и др. [31]. [c.231]

Группы могут быть тетрагональными свободные места занимают молекулы воды. Структура очень многих комплексов металлов с аминокислотами и короткими пептидами рассматривается в в обзоре Фримена [37]. Активность некоторых ферментов проявляется только при комплексообразовании с ионами металлов. Наиболее изученным из них является карбоксипептидаза, структура которой определена в результате рентгеноструктурного анализа кристаллов этого белка [38, 39]. Биологически активная форма фермента содержит один атом Zп , но активность сохраняется и ири замещении на Со +. Ион Zn . имеет [c.275]

Огп -Окситоцин (Огп -вазотоцин). Хегенин и Буассона [1081] (ср. [1606]) осуществили синтез этого аналога, вводя в реакцию bo-Glu (NHa)-Asp (NHs)- ys (Bzl)-Нз и H-Pro-Orn(Tos)-Gly-NH2. Затем избирательно отщепляли карбобензоксигруппу, образовавшийся гексапептид конденсировали с bo- ys (Bzl)-Туг-Пеи-0PhN02 и после удаления защитных групп свободный пептид окисляли при pH 7 раствором Кз[Ее(СЫ)б]. Образовавшийся циклический дисульфид обессоливали фильтрованием через амберлит IR -50 (ХЕ-64) и амберлит IRA-410 (в ацетатной форме для удаления ферроцианид-ионов), очищали противоточным распределением (егор-бутанол/вода/трифторуксусная кислота, 120 160 1 /(=0,26) и вновь обрабатывали амберлитом IRA-410. Огп -Окситоцин выделяли в виде моногидрата диацетата. Исследование биологических свойств показало следующую активность сокращение матки крысы — 42 5 М. Е./жг, кровяное давление у птиц — 90 3 М. Е./жг, стимулирование выделения молока у кроликов — 95 6 М. Е./жг, повышение кровяного давления у кроликов — 103 10 М. Е./мг. [c.411]

Результаты типичного потенциометрического изучения приведены на рис. 4.2 для титрования тетрапептида без иона Сц2+ и в присутствии эквимолярной концентрации иона Си + [61]. При pH 6 пептид находится в форме цвиттер-иона, и требуется только [c.168]