Триптофан, расщепление пептидных связе

Гидролазы. Ферменты этой группы играют особенно важную роль в пищеварении и в процессах пищевой технологии. К ним относится большая группа протеолитических ферментов, катализирующих гидролиз белков и пептидов. Большое значение в биохимии пищеварения принадлежит протеолитическим ферментам (пепсин, химиотрипсин, аминопептидаза, карбоксипептидаза и др.), осуществляющим деполимеризацию молекул белка по мере его движения по пищеварительному тракту. Протеолитиче-ские ферменты участвуют в процессах, происходящих при переработке мяса, в хлебопечении. С их помощью проводят умягчение мяса и кожи, их применяют при получении сыров. Действие протеаз очень избирательно. Одни протеазы разрушают пептидные связи внутри молекул белка — эндопептидазы и на конце ее молекулы (экзопептидазы), т. е. отщепляют аминокислоты с N- или С-конца, другие расщепляют пептидные связи только между отдельными аминокислотами. Так, трипсин разрушает пептидную связь между лизином (Лиз) или аргинином (Apr) и другими аминокислотами, пепсин — между аминокислотами с гидрофобными радикалами, например между валином (Вал) и лейцином (Лей). Фермент химотрипсин гидролизует пептидную связь между триптофаном, (см. схему) тирозином и другими аминокислотами. В самом общем виде схема расщепления пептидных связей в полипептидной цепи может быть представлена следующим образом [c.23]

Химотрипсин — наиболее хорошо изученный протеолитический фермент. Он катализирует гидролитическое расщепление пептидной (или сложноэфирной) связи, в образовании которой принимают участие фенилаланин, тирозин или триптофан. Образование химотрипсина происходит в поджелудочной Железе первоначально образуется неактивный химотрипсиноген (зимоген) — резервная форма фермента. Основной компонент, химотрипсиноген А, представляет собой полипептидную цепь из 245 аминокислотных остатков и 5 дисульфидных мостиков. Активация и образование активного о -химотрипсина осуществляются сложным путем. После триптического расщепления связи Аг -11е последовательно одии за другим из молекулы отщепляются дипептиды 8ег -Аг и ТЬг -А5п . В результате одноцепочечный предшественник переходит в трехцепочечную молекулу фермента. Цепи А, В и С химотрипсина соединены исключительно дисульфидными связями. Рис. 3-32 показывает пространственную модель химотрипсина, установленную на основе рентгеноструктурных данных. [c.408]

Расщепление полипептидной цепи на фрагменты проводят обычно при помощи протеолитических ферментов, таких, как трипсин, химотрипсин или пепсин. Эти ферменты действуют на различные участки полипептидной цепи, так как имеют повышенное сродство к различным аминокислотным остаткам. Необходимо учитывать также соседние аминокислотные остатки, т. е. пространственное окружение атакуемой пептидной связи. Оказалось, что трипсин гидролизует только те пептидные связи, в образовании которых участвует карбоксильная группа лизина или аргинина, а химотрипсин гидролизует связи по фенилаланину, триптофану и тирозину Обычно протеолитические ферменты, гидролизующие полипептидные цепи, предварительно иммобилизуют на нерастворимых матрицах для более легкого отделения их от продуктов гидролиза. Далее определяют аминокислотные последовательности каждого полипептидного фрагмента. Для этого чаще всего используют метод Эдмана, заключающийся в анализе полипептида только с Ж-конца. Концевая аминокислота при взаимодействии с фенилизотиоцианатом в щелочной среде образует стойкое соединение, которое можно отщепить от полипептида без его деградации. Фенилтиогидантоиновое (ФТГ) производное аминокислоты идентифицируется хроматографическим методом. После идентификации концевого Ж-амино-кислотного остатка метка вводится в следующий аминокислотный остаток, [c.41]

Каждый из этих ферментов атакует вполне определенные пептидные связи. Трипсин катализирует гидролиз пептидных связей, карбонильная группа которых принадлежит одной из основных аминокислот, обычно аргинину или лизину. Пепсин и химотрипсин предпочтительно катализируют гидролиз тех пептидных связей, в образовании которых участвуют ароматические аминокислоты, в частности триптофан, тирозин и фенилаланин. Среди протеолитических ферментов наиболее высокой специфичностью обладает трипсин поэтому именно он наиболее подходит для такого рода анализа. Ясно, однако, что при помощи только одного, пусть даже абсолютно специфичного, фермента невозможно определить полную последовательность аминокислот в полипептиде. Если, например, триптическое расщепление полипептида дало пять фрагментов (пептидов), в сумме соответствующих всей цепи, и если даже для каждого из них удалось установить аминокислотную последовательность, то это еще не все требуется узнать, в каком порядке эти пептиды располагались в нативном полипептиде. Чтобы узнать это, необходимо получить другие пептиды, которые перекрывались бы с первыми. Главное преимущество ферментативного гидролиза — специфичность реакции расщепления в отношении природы расщепляемых пептидных связей накладывает в то же время строгое ограничение на применимость этого метода. В идеале желательно было бы, например, иметь возможность расщеплять иногда те пептидные связи, которые в норме трипсином не атакуются, или, наоборот, предохранять от расщепления связи заведомо чувствительные. Недавно были предложены некоторые модификации методики, которые позволяют в какой-то мере решить эту задачу. Так, например, реакция е-аминогруппы лизина с этилтрифтортиоацетатом в слабо щелочном растворе дает блокированный по аминогруппе остаток, пептидная связь которого не атакуется трипсином [c.90]

В реакции окислительного расщепления пептидной связи тирозина N-иодосукцинимид столь же эффективен, как и N-бромо-сукцинимид. Реакцию проводят при pH 4,5, выход на модельных соединениях и простых тирозинсодержащих пептидах составляет 25—95%. Механизм реакции идентичен расщеплению с помощью N-бромосукцинимидом [100]. Показано, что пептидная связь тирозина расщепляется с умеренным выходом при электролитическом окислении на платиновом электроде. При этом в отличие от реакции с N-бромосукцинимидом не наблюдается расщепления по триптофану и гистидину однако идет окисление других функциональных групп (имидазоль-иых, тиоэфирных, дисульфидных и аминогрупп), правда с меньшей скоростью, чем фенольных групп тирозина. С помощью этого метода были специфически фрагментированы по остатку тирозина ангиотензин, инсулин и рибонуклеаза [30]. [c.118]

Расщепление по триптофану под действием N-хлоросук-цинимида. Пептидные связи по карбоксильной группе триптофана избирательно расщепляются в кислой среде под действием N-хлоросукцинимида остпльные пептидные связи при этом не затрагиваются. Опыты на модельных соединениях показали, что как выход, так и скорость реакции здесь несколько меньше, чем в случае N-бромосукцинимида. Однако реакция идет очень избирательно и никаких признаков расщепления по тирозину и гистидину не наблюдается. Пептидные связи триптофана в а-лактальбумине, ингибиторе трипсина (ингиби- [c.113]

Триптофан быстро разрушается кислотами, но не известно, происходит ли разрыв пептидной цепи по остаткам триптофана так же быстро, как разрушение боковой цепи в триптофане. При окислении триптофана надмуравьиной кислотой потребляется три атома кислорода и наблюдается потемнение реакционной смеси, но разрыва пептидной связи не происходит (см. стр. 170—171). Однако вполне возможно, что удастся разработать метод более быстрого расщепления пептидной цепи по остаткам предварительно окисленного триптофана. [c.216]

Аналогичный механизм был предложен для расщепления пептидов, содержащих триптофан [124] Было высказано предположение, что такой тип расщепления может быть распространен на пептиды, содержащие гистидин, причем условия расщепления могут быть выбраны таким образом, чтобы происходило селективное расщепление пептидных связей, содержащих тирозин, триптофан и гистидин [34, 148]. [c.399]

Метод селективного расщепления пептидных связей остатка триптофана основан на высокой реакционной способности ин-дольного ядра. При этом благодаря низкому содержанию в белках триптофана должны образоваться несколько крупных фрагментов, удобных для секвенирования. Однако, несмотря на то что за годы поисков были найдены подходящие реагенты и методики, лишь немногие из них нашли практическое применение [47, 181]. Далее подробно рассматриваются наиболее полезные и часто применяемые на практике методики. Относительно остальных методов расщепления по триптофану будут сделаны лишь короткие комментарии. [c.101]

Согласно предложенному методу белок в 80%-ной уксусной кислоте обрабатывают о-иодозобензойной кислотой в присутствии 4 М гуанидин-НС1 [120]. Реакция идет избирательно с выходом 70—100%. Однако последующие исследования показали, что метод не столь специфичен, а выход не столь высок, как сообщалрсь [51—54, 99, 198]. По выходу продуктов реакции предложенная методика сопоставима с другими, где происходит расщепление по триптофану кроме того, побочно идет расщепление по остатку тирозина. Более детальные исследования показали [52, 53], что в указанных условиях (80%-пая уксусная кислота, 4 М гуаиидин-НС1) происходит окислительное галогенирование индольного ядра триптофана и бензольного кольца тирозина с одновременным расщеплением пептидной связи. Если из реакционной смеси исключить галоген, расщепления пептидной связи не происходит. Меха- шзм реакции, вероятно, аналогичен другим реакциям с использованием галогенирующих реагентов (в том числе Ы-бро-мосукцинимида). Высказано предположение, что при инкубации [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология