Разрыв и образование пептидных связей

РАЗРЫВ И ОБРАЗОВАНИЕ ПЕПТИДНЫХ СВЯЗЕЙ [c.423]

При гидролизе происходит разрыв пептидных связей, гидроксил воды присоединяется к карбонилу с образованием карбоксильной группы, а водород — к имидогруппе с образованием аминогруппы. [c.13]

Свойства. Белый порошок. Не растворим в воде и разбавленных растворах солей, кислот и щелочей. Растворяется при кипячении в 0,25 М растворе щавелевой кислоты, при этом происходит разрыв пептидных связей с образованием так называемых а- и -белков. [c.448]

Взаимодействие нескольких неполярных групп, сопровождающееся освобождением воды и образованием в ней новых водородных мостиков, достаточно для создания устойчивой поперечной связи. Это обусловлено тем, что при ассоциации углеводородных цепей в водной среде освобождается энергия, приблизительно равная 1,2 ккал на 1 моль групп СНг. Следовательно, при определенных условиях взаимодействие неполярных радикалов может оказаться эквивалентным образованию водородной связи как внутри белковой молекулы, так и между определенными молекулами. При этом определенные положения больших неполярных остатков в пептидных цепях могут обеспечить устойчивость структур, несовместимых с Конфигурацией спирали. Правда, притяжению подобных остатков препятствует ряд факторов сближение групп, несущих одноименный заряд, отрыв диполей воды от заряженных групп, разрыв водородных связей и нарушение спиральной структуры, т. е. все те процессы, которые требуют затраты энергии. [c.93]

При разрыве валентной связи N—Н крайней пептидной группы цепочки, происходящей под влиянием каких-либо воздействий (в частности ферментов), возможен переброс валентности с образованием двойной связи С=Ы. При этом должна освобождаться дана валентность кислорода, которая в свою очередь обусловливает разрыв валентной связи N—Н следующей пептидной группы и переход протона к кислороду. Этот процесс перехода протонов [c.294]

В нашей работе нри изучении каталитических превращений полипептидов была выбрана карбоксильная сильно набухающая смола КМТ. Сшивающим агентом этой смолы является триазин, что способствует образованию дополнительных водородных связей между смолой и пептидами. Было показано, что смола КМТ в Н-форме сорбирует аминокислоты с небольшой емкостью, тогда как с ростом молекулярного веса полипептидов наблюдается увеличение сорбируемости. На такой смоле в отличие от смолы амберлит ШС-50 мы наблюдали резко выраженный гидролиз пептидной связи при использовании белков и их гидролизатов в качестве субстратов. В последнем случае выявилась специфичность смолы в отношении гидролиза смеси полипептидов. Эти результаты, а также термодинамические расчеты позволили поставить вопрос о возможности синтеза пептидной связи на ионообменных смолах [2]. Возможность подобного процесса при гетерогенном катализе могла быть объяснена известным механизмом сорбции диполярных ионов с превращением их в катионы [3]. Отличие этого процесса от обычного ионного обмена с энергетической стороны состоит в том, что если в последнем случае имеется разрыв одной электровалентной связи и образование другой, то при сорбции диполярного иона образуются две химические связи. Вторая связь образуется за счет ковалентной связи СОО — Н. Действительно, было показано, что в данном случае убыль термодинамического потенциала больше, чем в случае ионного обмена с участием ионов аналогичного типа. [c.172]

Химотрипсин, подобно трипсину, катализирует гидролиз белков и высокомолекулярных полипептидов. Следует, однако, отметить различие в действии трипсина и химотрипсина на белки и полипептиды. Под влиянием трипсина легко происходит разрыв пептидной связи между карбоксильной группой аргинина или лизина и аминогруппой какой-либо аминокислоты. Под влиянием же химотрипсина гидролизуются пептидные связи,, образованные с участием карбоксильной группы ароматических аминокислот (тирозина, фенилаланина). [c.339]

Рассмотрим характер взаимодействий продуктивной конфигурации в активном центре а-химотрипсина. Эти реакции проходят по механизму нуклеофильного замеш ения. Нуклеофильный агент (основание) сер-195 приближается к атому углерода с дефицитом электронов (электрофильный центр С в пептидной связи) и образует с ним связь, замеш ая при этом атом N. Замеш аемый атом N с неподеленной парой электронов уходит вместе с присоединенным к нему протоном. Таким образом, в основе реакции лежит разрыв пептидной связи субстрата, приводяш ий к ацилированию фермента. Этот процесс проходит через тетраэдрическое промежуточное состояние с образованием валентной связи О - между ферментом и субстратом. [c.436]

Ковалентная связь осуществляется за счет обобщения электронной пары двух различных атомов, отличается прочностью и требует для своего образования затраты энергии образование и разрыв этих связен происходят в ходе ферментативных реакций. В организмах особенно распространено образование эфирных и пептидных связей, которые сопровождаются отщеплением воды. Пример пептидной связи , [c.37]

Первая достаточно обоснованная теория была предложена X. By (1931), согласно которой денатурация состоит в изменении конформации пептидных цепей в белковой молекуле. Под влиянием денатурирующих агентов происходит разрыв слабых связей между пептидными цепями, разобщение их и, очевидно, образование новой конфигурации. Многие свойства белка значительно изменяются при таких слабых воздействиях на них, при которых обычные вещества не претерпевают никаких изменений. Такие изменения специфических свойств, характеризующих индивидуальные белки, обычно и называют денатурацией. Изменения белков при более сильных воздействиях, сопровождающиеся, например, отщеплением аммиака или пептидов, уже не рассматриваются как денатурация. [c.47]

Химотрипсин. В поджелудочной железе синтезируется ряд химотрип-синов (а-, 3- и л-химотрипсины) из двух предшественников—химотрипсиногена А и химотрипсиногена В. Активируются проферменты в кишечнике под действием активного трипсина и химотрипсина. Полностью раскрыта последовательность аминокислот химотрипсиногена А, во многом сходная с последовательностью аминокислот трипсина. Молекулярная масса его составляет примерно 25000. Он состоит из одной полипептидной цепи, содержащей 246 аминокислотных остатков. Активация профермента не сопряжена с отщеплением большого участка молекулы (см. рис. 4.3). Получены доказательства, что разрыв одной пептидной связи между аргинином и изолейцином в молекуле химотрипсиногена А под действием трипсина приводит к формированию л-химотрипсина, обладающего наибольшей ферментативной активностью. Последующее отщепление дипептида Сер—Арг приводит к образованию б-химотрипсина. Аутокаталитический процесс активирования, вызванный химотрипсином, сначала способствует формированию неактивного промежуточного неохимотрипсина, который под действием активного трипсина превращается в а-химотрип-син этот же продукт образуется из б-химотрипсина, но под действием активного химотрипсина. [c.421]

Превращение химотрипсиноген А -> химотрипсин представляет собой сложный процесс, приводящий фактически к образованию семейства химо-трипсинов — а, б, я и т. д. Все эти реакции катализируются трипсином и химотрипсином. Поскольку молекулярный вес химотрипсина близок к 25 ООО, активация зимогена должна быть сопряжена с относительно небольшим укорочением полипептидной цепи. Общая схема активации химотрипсиногена А представлена на фиг. 124. Катализируемое трипсином расщепление одной пептидной связи между аргинином и изолейцином приводит к образованию я-химотрипсина. Последующий разрыв второй пептидной связи] с отщеплением дипептида сериларгинина дает б-химотрипсин. [c.427]

Среди существующих точек зрения есть теория, по которой образование пептидных связей в живых клетках осуществляется теми же ферментами, которые вызывают разрыв пептидных связей после смерти. Основным дока.-зательством этой теории служит эксперимент, в котором расщепляющие белок (так называемые протеолитиче-ские) ферменты действительно связывают между собой две аминокислоты пептидной связью. Однако этот процесс происходит только при некоторых определенных условиях. Наиболее важным из них является противодействие естественной склонности протеолитических ферментов гидролизовать пептидные связи. Добиться того, чтобы гидролиз шел в обратную сторону, можно простым приемом — нужно выбрать такую реакцию, при которой образуется нерастворимый пептид, выпадающий из раствора по мере своего образования. Используя это обстоятельство, можно показать, что протеолитические ферменты несомненно могут катализировать образование пептидных связей. [c.75]

Кислород ЭТОЙ гидроксильной группы соединяется ковалентной сложно-эфирной связью с углеродом ацильной группы субстрата, что приводит к образованию промежуточного фермент-субстратного комплекса (рис. 6 разд. 9.15). Гидроксильная группа серина легко теряет свой атом водород а, так как он сильно притягивается водородной связью к электроотрицательному атому азота в имидазольной К-груп-пе №8-57. Одновременно происходит разрыв пептидной связи, в результате чего образуется первый продукт реакции. После его выхода из активного центра ацильная группа субстрата остается ковалентно связанной с остатком серина 195 в молекуле фермента это производное называется ацилферментом (рис. 7). Его сложно-эфирная связь очень неустойчива по сравнению с пептидной связью субстрата и гидролизуется с образованием второго продукта, представляющего собой карбоксильную часть субстрата. При этом протон вновь присоединяется к серину (рис. 8 и 9) и образуется комплекс фермент-продукт (рис. 10). Второй продукт уходит затем из активного центра, и каталитический цикл завершается (рис. 1). Ацилфермент представляет собой ключевой промежуточный комплекс в этом варианте ковалентного катализа. Имидазольная группа гистидина 57 участвует в перемещении протона по механизму общего кислотно-основного катализа. [c.254]

Спектр ЭПР, аналогичный спектру у-облученного капрона, наблюдали при растяжении волокон капрона при комнатной температуре [150]. Предполагается [37,150], что при механической деструкции первичным актом является разрыв пептидной связи с образованием активных радикалов —НзС и -МН—СО—, которые вступают в реакции с макромолекулами, что в конечном счете приводит к появле- [c.303]

Конформация полипептида в растворе частично определяется прямым взаимодействием пептидных групп друг с другом. То обстоятельство, что синтетические по-липептидй имеют высокорегулярную, кристаллическую структуру, тогда как многие другие- полимеры аморфны, т. е. обладают структурой беспорядочного клубка, в принципе свидетельствует о наличии некой естественной конформации для полипептидов. Результаты тщательной оценки длины связей и валентных углов, основанной на размерах, установленных для планарных пептидных связей в кристаллах небольших пептидов, существенно ограничили число возможных моделей конформации полипептидов. Дальнейшие ограничения в выборе возможной конформации были связаны с тем, что, согласно исходным предположениям, каждая карбонильная и каждая амидная группа пептида участвует в образовании водородной связи и что конформация полипептида должна соответствовать минимальной энергии вращения вокруг одинарной связи. Этим требованиям для пептидов, в которых имеются внутримолекулярные связи, отвечала правая спираль, содержащая 3,6 аминокислотных остатка на один виток (так называемая а-спираль) [1].. Существование спиральных структур предсказанных размеров в синтетических полипептидах было подтверждено с помощью самых различных физических методов, в том числе и методом рентгеноструктурного анализа. Такая а-спираль, в которой каждая пептидная группа соединена водородной связью с третьей от нее пептидной группой, считается наиболее вероятной моделью отдельных участков остова молекулы глобулярных белков, к которым относятся и ферменты. Нужно подчеркнуть, однако, что конформация глобулярного белка в целом отличается от простой регулярной а-спиральной структуры из-за наличия, в белке дисульфидных связей и остатков пролина, которые нарушают спиральное строение и изменяют ориентацию цепи, а также из-за взаимодействия боковых цепей, ответственного за третичную структуру. Действительно, рентгеноструктурный анализ с высоким разре- [c.25]

Белки денатурируют при облучении ультрафиолетовым светом, а также большими дозами рентгеновых и у-лучей. Действие ультрафиолетового света особенно выражено при длинах волн от 260 до 310 ммк, причем основное поглощение обусловлено кольцами тирозина и триптофана. Показано, что при длительном воздействии ультрафиолетовых лучей происходит разрыв пептидных связей, смежных с ароматическими кольцами. При действии ионизирующего излучения могут также возникать разрывы между а-углеродными атомами и боковыми цепями аминокислот. Кроме того, возможны вторичные процессы, вызванные образованием различных свободных радикалов типа ОгН, Н2О2, ОН и т.д. Последние являются сильными окислителями, воздействующими на тиоловые группы и разрывающими дисульфидные связи. [c.187]

Нонапептиды, полученные двумя различными путями, не отличались друг от друга ни по аналитическим данным, ни до биологической активности. Кроме того, поведение синтетических соединений по 5тношению к протеолитнческим ферментам не отличалось от поведения природного брадикинина (ср. [667]). При инкубировании с химотрипсином легко происходило отщепление 1 моля аргинина, а последующий разрыв пептидной связи Phe -Ser , приводящий к образованию H-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-OH и H-Ser-Pro-Phe-OH, протекал значительно медленнее. Карбоксипептидаза отщепляла только С-концевой остаток фенилаланина (Phe ) у октапептида, образовавшегося при инкубировании с химотрипсином. [c.122]

Химотрипсин, подобно трипсину, катализирует гидролиз белков и высокомолекулярных полипептидов с образование , низко-ыолекулярных пептидов. Он расщепляет по преимуществу те пептидные связи, на которые трипсин не действует. Как уже говорилось, под влиянием трипсина легко происходит разрыв пептидной связи между карбоксильной группой аргинина или лизина и аминогруппой какой-либо аминокислоты. [c.251]

При растворении многих веществ в дейтериевой (ВгО) или три-тиевой (Ш2О) воде происходит обмен атомов водорода на О или Аминокислоты, нуклеозиды, короткие полипептиды, белки в конформации беспорядочного клубка и одноцепочечные нуклеиновые кислоты быстро обменивают атомы водорода, связанные с атомами азота, кислорода и серы атомы водорода, связанные с атомами углерода, обмениваются гораздо медленнее. В белках, в силу их химических свойств, способные к обмену протоны боковых групп некоторых аминокислот (например, ОН серина и NH2 глутамина и аспарагина обмениваются намного быстрее, чем протоны пептидной связи или амидных групп глутамина и аспарагина. Эти два класса протонов различают по рН-зависимости скоростей водородного обмена — первый класс имеет минимум при pH 7, второй — при pH 3. Каждый класс можно подразделить по принципу степени участия протонов в образовании водородных связей. Поскольку скорость водородного обмена обычно гораздо меньше, чем скорость образования и разрыва водородных связей (которая контролирует доступ растворителя к группам, участвующим в образовании водородных связей), наблюдаемая скорость водородного обмена для любой группы есть произведение скорости собственно водородного обмена на долю времени, в течение которого группа доступна растворителю. Таким образом, если группа участвует в образовании водородной связи, то это должно приводить к понижению скорости водородного обмена. Это происходит потому, что данная группа подвергается действию растворителя только тогда, когда имеет место локальный разрыв водородных связей. Следовательно, измеряя скорости водородного обмена для открытых групп (например, в мономерах) и скорости обхмена для аналогичных групп макромолекулы, можно определить в каждый данный момент времени долю групп, не участвующих в образовании водородных связей. [c.521]

Характер взаимодействия белков с ионами тяжелых металлов сложен и многогранен. Это прежде всего образование комплексных соединений, нерастворимых в воде, но растворяющихся в избытке соли (кроме Л КОз и Н С12) соли тяжелых металлов, адсорбируясь на белковых мицеллах, изменяют их электрический заряд (вплот1> до полной нейтрализации). Денатурация белкой солями тяжелых металлов вызывается глубокими нарушениями вторичной и третичной структур макромолекул белка, изменением положения пептидных цепей, которое обусловливается в основном разрывом связей между ними ( лавным образом днсульфидшлх). Дисульфидным связям принадлежит видная роль в поддержании вторичной и третичной структур белка. Разрыв их влечет за со- [c.24]

Ферментативный характер процесса превращения фибриногена в фибрин в настоящее время не вызывает сомнения, однако сущность изменений, которые претерпевает при этом молекула фибриногена, остается до сих пор невыясненной. Есть основания полагать, что переход фибриногена в фибрин, подобно процессу денатурации нативного белка, заключается в развертывании пептидных цепей молекул фибриногена. При этом развертывании обнажаются положительные и отрицательные группы молекул фибриногена, которые, взаимодействуя между собой, образуют сеть из фибриновых молекул отдельные цепи этой сети связаны солевыми мостиками [70], В пользу этого взгляда говорит торможение образования сгустка фибрина всеми теми веществами, которые обладают способностью соединяться с положительно или отрицательно заряженными группами белковой молекулы к такого рода веществам следует отнести гепарин и формальдегид, реагирующие с аминогруппами [70], а также основные краски, обладающие способностью присоединяться к кислотным группам фибриногена [71]. Вполне возможно, однако, что гепарин влияет на первую фазу процесса свертывания, играя роль антипротромбина. Если превращение фибриногена в фибрин действительно представляет собой процесс денатурации, то тромбин следует отнести к денатуразам [72], т, е. к ферментам, катализирующим разрыв слабых связей между отдельными пептидными цепями. В пользу той же гипотезы свидетельствует и то, что при действии тромбина на фибриноген в последнем [c.183]

Изучение последовательности аминокислотных остатков в рибонуклеазе практически началось с работ К. Анфинсена и его сотрудников, которые в 1954 г. при помощи метода динитрофенилирования установили, что ее молекула представляет собой одиночную пептидную цепь, на М-конце которой имеется следующая последовательность аминокислотных остатков лиз.глу.-тре.ала. [1]. Немного позже к изучению химической природы рибонуклеазы приступила группа исследователей Рокфеллеровского института в США, во главе которой стояли Мур, Стейн и Хирс. Группа этих ученых провела определение химического состава рибонуклеазы и установила, что составляющая ее полипептидная цепь содержит 124—126 аминокислотных остатков, которые были определены количественно [413]. Следующим этапом изучения химического строения рибонуклеазы явилось окисление ее надмуравьиной кислотой при низкой температуре, что исключало возможность модификации тирозина. При этом происходил разрыв дисульфидных связей с образованием восьми сульфоновых групп и переход четырех остатков метионина в соответствующее сульфоновое производное. После гидролиза трипсином изучали тринадцать наиболее крупных пептидов, содержавших все 124 аминокислотных остатка, входивших в состав рибонуклеазы [255]. Для выяснения порядка соединения этих пептидов друг с другом было проведено параллельное исследование пептидов пептического и химотриптического гидролизатов, что позволило построить неполную формулу окисленной рибонуклеазы, которая была дополнена сведениями о расположении амидных групп глютаминовой и аспарагиновой кислот [39]. [c.136]