Атомы кислорода пептидных групп

Белковая цепь приобретает чрезвычайную устойчивость, сворачиваясь в правостороннюю а-спираль (рис. 21-17). В такой структуре аминокислотные остатки направлены наружу от оси спирали, а группы С=0 одного витка спирали связаны с группами Н—N следующего витка водородными связями. Водородные связи образуются между сильно электроотрицательными атомами, например Р или О, и атомами водорода с небольшим локальным избытком положительного заряда. Такие связи имеют главным образом электростатическое происхождение и зависят от способности двух атомов к тесному сближению. Атомы О и Р, имеющие небольшие размеры, способны давать такие связи более крупные атомы О обычно не могут образовать водородных связей. В белках водородные связи играют очень важную роль они возникают между кислородным атомом карбонильной группы и атомом водорода аминогруппы, принадлежащими полипептидной цепи. Как видно из рис. 21-13, частично двоесвязный характер пептидной связи С—N не только обеспечивает плоскостность пептидного звена, но также делает атом кислорода несколько отрицательным, а атом азота с присоединенным к нему атомом водорода несколько положительными. Это и создает благоприятные условия для образования водородных связей. [c.316]

При исследовании кристаллической структуры различных аминокислот и пептидов Полинг и Кори показали, что размеры пептидных групп примерно одинаковы и не зависят от того, какие именно аминокислоты образуют данную группу. Расстояние между атомами углерода и кислорода оказалось равным 1,24 А,, хотя сумма длин ковалентных двойных связей должна равняться только 1,21 А. Аналогичным образом и длина связи между углеродом и азотом в амидной группе равна 1,32 А, что также меньше суммы длин одиночных связей (1,47 А). Это доказывает, что С—Ы-связь на 40%, а связь в карбонильной группе на 60% имеют характер двойных связей в результате резонанса между связями (миграция электронов от азота к кислороду через атом углерода). [c.89]

На основе рентгеноструктурных, спектроскопических и химических данных (см. обзор в [537]) предложен возможный механизм действия химотрипсина (рис. 11.1). После того как фермент и субстрат образовали комплекс Михаэлиса (разд. 10.2), атом кислорода гидроксильной группы остатка 5ег-195 атакует карбонильный атом углерода расщепляемой связи субстрата. Образуется неустойчивый тетраэдрический промежуточный продукт [735]. Эта реакция облегчается системой передачи заряда [628, 736], которая осуществляет передачу протона от гидроксильной группы остатка 5ег-195, превращая его тем самым в сильный нуклеофил. Затем Н з-57 подает протон атому азота расщепляемой пептидной связи, в результате чего связь расщепляется. На этой стадии аминная часть образует водородную связь с остатком Н з-57, тогда как ацильная группа присоединяется к 5ег-195 с образованием эфирной связи. На этом завершается стадия ацилирования гидролитической реакции. [c.275]

Далее было постулировано, что если кислотный протон и его акцептор находятся в молекуле на должном расстоянии друг от друга, то каждое вкусовое окончание, ответственное за восприятие сладости, содержит пару комплементарных центров донор протона — льюисовское основание, такую, как пептидная связь —N14—С( = 0)— в протеиновой цепи. Эти центры образуют сильную водородную связь со сладкой молекулой по ее протонодонорному и основному центрам, например по гидроксильной группе и атому кислорода сахара или глицерина. Энантиомеры простой аминокислоты — аланина — идентичны по сладости, но энантиомеры валина различаются между собой. Возможно, что причиной этого является требование определенной [c.637]

Роль металла в катализе, по всей вероятности, заключается в том, что он в качестве кислоты Льюиса оттягивает электроны от углеродного атома карбонильной группы. Эта точка зрения нашла отражение в разнообразных предполагаемых механизмах действия КПА [128, 129]. Ее прямым подтверждением служит обнаружение связи 2п—О в кристаллическом состоянии. Кроме того, изменение природы металла сказывается прежде всего на величине кат- Тем не менее активности нескольких металло-КПА не укладываются в ряд Ирвинга—Уильямса, в котором кислоты Льюиса располагаются в порядке изменения их силы (Мп< Ре< Со< К1< Си>>2п) [5]. Для пептидных субстратов эффективность металлов изменяется в ряду o>2n=Ni>Mn> u=0, а для эфирных — в ряду d>Mn> o>2n=Ni>Hg> u=0 (табл. 15.5). Выяснение способа, которым белок изменяет естественный ряд каталитической эффективности металлов, необходимо для понимания функциональных свойств этого металлофермента. Нельзя сказать, что сейчас в этой области достигнуты значительные успехи. Особенно большую роль в ферментативном гидролизе могут иметь пространственные и геометрические факторы. Например, выпадение Си-КПА из ряда Ирвинга—Уильямса может быть результатом того, что из-за ограничений, накладываемых ориентацией белковых лигандов и геометрией иона Си +, атом кислорода карбонильной группы субстрата не может занять положение, при котором возможен перенос части заряда на ион металла. Действительно, на картах электронной плотности комплекса Си-КПА и глицилтирозина с низким разрешением [70] не наблюдается участка с положительной плотностью около остатка 01и-270, что предполагает отсут- [c.544]

Связывание. Субстрат присоединяется таким образом, что его С-концевая часть оказывается в полости специфичности, а СООН-группа — вблизи остатка Агд-145. Пептидная группа NH образует водородную связь с остатком Туг-248, который изменяет свое положение. Атом кислорода карбонильной группы присоединяется к атому цинка. Эти взаимодействия приводят к некоторому искажению плоскостного расположения атомов пептидной связи, в результате чего геометрия образующейся аминогруппы становится в какой-то степени тетраэдрической. [c.546]

Взаимодействие ЫН а- и СООН-групп обусловливает образование пептидной связи в полипептидах, т. е. появление мостика ЫН между двумя атомами С, один из которых содержит связанный с ним двойной связью атом кислорода [c.362]

Пептидные цепи белков организованы во вторичную структуру, стабилизированную водородными связями. Атом кислорода каждой пептидной группы образует при этом водородную связь с КН-группой, соответствующей пептидной связи. При этом формируются следующие структуры а-спираль, Р-структура и Р изгиб. [c.30]

Аминокислота состоит из аминогруппы, карбоксильной группы и боковой цепи, прикрепленной к атому углерода. Во всех аминокислотах имеются аминогруппы и карбоксильные группы и различаются они между собой лишь своими боковыми цепями. В белковой молекуле аминокислоты связываются путем присоединения карбоксильной группы одной аминокислоты к аминогруппе другой. В процессе присоединения отделяются два атома водорода и один атом кислорода, которые образуют молекулу воды, и между оставшимися атомами возникает связь СО—КН. Эта связь называется пептидной. Так как при ее возникновении теряется молекула воды, то единицы, связанные в цепочку, называются аминокислотными остатками . Группа связанных аминокислот называется пептидом две единицы образуют дипептид, три — трипептид и т. д. [c.94]

Фенольный атом кислорода в Туг-248 находится на расстоянии, меньшем длины водородной связи, от NH-группы пептидной связи субстрата. Расстояние это равно 2,7 А при точности 1,0 А. [c.520]

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]

Полипептидные цепи фибриллярных белков организованы в так называемую вторичную структуру, стабилизируемую водородными связями. В этих упорядоченных областях атом кислорода каждой пептидной группы образует водородную связь с НН-группой соответствующей пептидной связи. При этом формируются структуры двух основных типов а-спираль (как показал рентгеноструктурный анализ фибрилл а-кератина) или р-структу-ра (в случае р-кератина). Поли-пептидная цепь глобулярного белка также самопроизвольно укладывается с образованием локальных упорядоченных областей. [c.19]

Другой пример водородной связи в миоглобине и гемоглобине - связь между гидроксильной группой тирозина НС2 и пептидным карбонилом Г04. Атом кислорода в гидроксильной группе тирозина является донором водорода, а атом кислорода в пептидной С=0-группе-акцептором [c.123]

Мы уже упоминали о водородных связях при обсуждении структуры миоглобина и гемоглобина. В а-спирали водородная связь соединяет друг с другом —ЫН-и —СО-группы пептидной цепи. При этом атом азота служит донором водорода, а атом кислорода-акцептором. Расстояние между атомами азота и кислорода составляет 2,9 А атом водорода находится бли- [c.123]

В то же самое время, при образовании связи между сериновым кислородом и карбонильным углеродом, происходит ослабление связи между карбонильным углеродом и амидным азотом, и этому ослаблению способствует наличие поблизости атома водорода, ранее принадлежавшего сери-ну, а теперь связанного с азотом гистидина. Когда пептидная связь, N—С, разрывается, этот атом водорода присоединяется к азоту, завершая образование группы —НН2 на конце удаляющейся цепочки, которая на стадии 4 обозначена как продукт 1. Половина цепи субстрата теперь отщепляется, а другая половина остается присоединенной к сериновой боковой цепи фермента. Конфигурация связей вокруг карбонильного атома углерода снова становится плоской тригональной и среди них снова имеется двойная связь С=0. [c.320]

Структура и механизм действия этого фермента частично установлены. Ион цпнка в связанпом состоянии имеет искаженное тетраэдрическое окружение, состоящее из двух гистидиновых aтo мoв азота, одного кислорода карбоксильной группы остатка глутаминовой кислоты и молекулы воды в качестве лигандов. Связывание субстрата, вероятно, протекает так, как показано на рис. 31.11, а. Отметим, что карбонильный атом кислорода пептидной связи, которая разрывается при гидролизе, замещает молекулу воды в координационной сфере иона цинка. [c.653]

Предположение о том, что для структуры белков характерна а-снираль, чрезвычайно убедительно подкрепляется также результатами более ранних рентгеноструктурных исследований некоторых белков. Эти исследования выявили расстояния в 5,4 и 1,5 А, точно отвечающие величинам, предсказанным для спирали. На фиг. 33 видно, что водородные связи между отдельными СО- и КН-группами пептидных связей почти параллельны длинной оси спирали. Боковые цепи аминокислотных остатков выступают из а-спирали наружу. Каждый атом кислорода карбонильной группы и каждый атом азота амид- [c.100]

Gly—Tyr позволяет локализовать активный центр, который находится в неглубокой впадине , проходящей около атома ццнка и ведущей в гидрофобный карман . Ориентация ингибитора в активном центре показана на рис. 9.14. Наиболее впечатляющим является вытеснение из активного центра при связывании субстрата по крайней мере пяти молекул воды, в том числе молекулы, связанной ранее с атомом цинка. Карбоксилатная группа субстрата связывается с гуанидиновой группой Arg-145, а фенольная гидроксильная группа Gly—Туг находится в гидрофобном кармане. Атом цпнка связан с боковыми цепями His-69, GJiu-72 и His-196. Четвертое координационное положение цинка (в отсутствие ингибитора) занято водой ориентация трех лигандов и воды вокруг атома цинка близка к тетраэдрической. В присутствии ингибитора в субстратсвязывающем участке обнаруживается ряд структурных изменений это указывает на вероятность реализации эффекта вынужденного контакта. Arg-145 сдвигается на - 2 А и вступает во взаимодействие с а-карбоксильной группой ингибитора, карбоксилатная группа Glu-270 смещается на - 2 А, в направлении пептида, а Туг-248 перемещается на 12 А, в результате его гидроксидная группа оказывается около -NH-группы атакуемой связи. Перемещение тирозина, по-видимому, закрывает зону активного центра, и она становится недоступной для растворителя это обстоятельство позволяет предполагать, что увеличение скорости ферментативной реакции может отчасти быть связано с эффектом десольватации (разд. 9.2.4). Кислород пептидной группы ингибитора приближен к атому цинка. Эти данные привели к [c.319]

В специальных кальций-связывающих белках, или парвальбуми-нах , ион Са + связан как с амидной группой, так и с кластером карбок-силат-ионов. Установлена трехмерная структура такого белка из мышцы карпа (рис. 4-5). В этом белке имеется два центра связывания для кальция. В одном из них (рис. 4-5, Л, слева) ион Са + связан с четырьмя карбоксильными группами боковых цепей остатков аспарагиновой и глутаминовой кислот, с гидроксильной группой остатка серина, а также с карбонильным кислородом 57-го остатка пептидной цепи. Заметим, что эта Же самая пептидная группа связана водородной связью с карбонильной группой другого сегмента полипептидной цепи, расположенного рядом со вторым центром связывания иона Са + (рис. 4-5, Л справа). Этот центр содержит четыре карбоксилат-иона (один из которых осуществляет координационное связывание иона a + обоими ато-мами кислорода) и карбонильную пептидную группу. Значение данной [c.268]

Ряд методов подтверждает существование в растворах металлов с пептидами пятичленных хелатных колец, в которых донорами являются атомы азота аминогрупп и пептидные атомы кислорода. Например, в ПМР-спектре глицилглицина в ОгО имеются два сигнала протонов, обусловленных двумя неэквивалентными группами —СНу—. При добавлении ионов Сс1 + к раствору один сигнал сдвигается сильнее, чем другой. Более чувствительный сигнал должен принадлежать СНг-группам, которые расположены ближе к донорным атомам, т. е. СНа-группам, находящимся между НН2- и пептидной группами. Оказалось также, что при добавлении к раствору малых концентраций ионов Си + этот сигнал исчезает первым (вследствие селективного парамагнитного уши-рения линии). Это доказывает, что первоначальные места хелатообразования для С(12+ и Си + одни и те же. До сих пор эксперимент лишь идентифицировал протоны, которым соответствуют определенные частоты в спектрах ЯМР, при этом предполагалось, что донорные группы известны. Распространяя эти подходы на комплексы Сс1(11) с аминокислотами и пептидами с боковыми цепями, можно дать расшифровку, которая не зависит от этого лредположения. Таким способом были подтверждены места координации в глицилглицине [56]. В спектрах три- и тетрапептидов при низких значениях рО сигналы, которые исчезают в присутствии ионов Си +, всегда принадлежат метиленовым протонам остатка аминокислоты с концевой ННг-группой это вновь приводит к заключению, что хелатообразование осуществляется по атому азота аминогруппы и первому пептидному кислородному атому [57]. [c.165]

При этом образуется неустончивое промежуточное соединение, Б котором ко всем четырем связям атома углерода присоединены какие-либо заместители. В результате разрыва связи С—X освобождается X (это атом азота в полипептидах или атом кислорода в сложных эфирах). Согласно сввременным представлениям предполагается, что фермент химотрипсин катализирует гидролиз пептидных связей благодаря тому, что некоторые группы на поверхности его молекулы имеют избыток электронов и поэтому являются эффективными донорами электронов. [c.247]

Образование водородной связи приводит к сдвигу энергии этих трех пептидных колебаний (табл. 8.5). Две полосы, отвечающие валентным колебаниям, смещаются в область более низких энергий. Это легко понять, поскольку наличие водородной связи облегчает смещение кислорода карбонильной группы в направлении донора протона и азота амидной группы в направлении акцептора. Полоса амцц II смещается в сторону ббльших энергий. Изогнуть связь N—И становится труднее, так как водородные связи обладают почти линейной конфигурацией, и атом водорода стремится сохранить свое положение между двумя электроотрицательными атомами. Кроме того, из табл. 8.5 следует, что с помощью ИК-спектроскопии можно различать а-спирали и /З-слои. В действительности это не всегда удается из-за трудностей, которые мы рассмотрим ниже. [c.115]

До недавнего времени считалось, что пептидная ЫН-СО-группа относительно инертна. Вследствие оттягивания электронов на кислород атом азота становится малоспособным к нуклеофильным реакциям, а водород — малоподвижным. Исследование пептидов и аминоацильных производных аминокислот, содержащих дополнительные функциональные группы, особенно таких, у которых они расположены в смежном положении, открыли новую страницу в области возможных превращений пептидов. Это относится в первую очередь к пептидам, содержащим цистеин и оксиаминокислоты, а также к пептидам длкарбоновых аминокислот. [c.505]

Ферментативное действие химотрипсина, как и других панкреатических протеаз (трипсина, эластазы), соответствует механизму общего кислотноосновного катализа, в котором принимают участие в качестве системы переноса заряда остатки аминокислот №5 , Авр и 8ег . Передача электронной плотности от заряженной при pH 8 отрицательно карбоксильной группы аспарагиновой кислоты через имидазольное кольцо гистидина к кислороду боковой цепи серина обусловливает повышение его иуклеофиль-ности настолько, что может осуществляться нуклеофильное воздействие на карбонильный углеродный атом пептидной связи. На промежуточно образующемся О-ацильном производном серина перенос заряда, обрывается, ио на последующей стадии деацилирования снова немедленно восстанавливается. Гидролитическое расщепление пептидной связи может быть рассмотрено как перенос ацила, при котором осуществляется перемещение ациль-иого остатка с аминогруппы на молекулу воды (рис. 3-31). [c.408]

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]

Помимо требования одной и той же оптической конфигурации для всех пептидных остатков Полинг и сотрудники считали существенными следующие требования. 1. Все СО- и ЫН-группы должны образовывать водородную связь. 2. Пептидное звено, как найдено в случае кристаллов соответствующих низкомолекулярных соедине-ний 8, должно быть плоским, и длины связей должны оставаться теми же, что и в кристаллах соответствующих малых молекул. 3. Атом Н, участвующий в образовании водородной связи, должен лежать на прямой, образующей угол не более чем 30° с вектором, который соединяет соответствующие атомы азота и кислорода. 4. Переход от любого пептидного остатка к следующему должен осуществляться одинаковым образом. 5. Ориентация заместителей вокруг ординарных С—Н- и С—С-связей должна быть такова, чтобы потенциальная энергия вращения вокруг этих связей была минимальной. Только а-спираль будет удовлетворять этим требованиям. Другие стерически возможные спирали можно образовать лишь путем изменения валентных углов, что вызывает увеличение свободной энергии системы . [c.68]

Смотреть страницы где упоминается термин Атомы кислорода пептидных групп: [c.80] [c.169] [c.99] [c.519] [c.45] [c.144] [c.439] [c.380] [c.189] [c.129] [c.161] [c.199] [c.162] [c.189] [c.103] [c.302] [c.313] [c.159] [c.66] [c.345] [c.351] [c.247] [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология