Кристаллическая структура аминокислот и пептидов

Было обнаружено, что в кристаллической структуре аминокислот и пептидов осе пептидные и концевые СО, МН, ЫНз- , СОО -группы, [c.538]

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА АМИНОКИСЛОТ И ПЕПТИДОВ [c.302]

Было высказано предположение, что аномальная длина связи С—N характеризует влияние среды, окружающей молекулу в кристаллическом состоянии, и что эта величина не обязательно должна быть в изолированных молекулах, находящихся в газообразном состоянии или в растворе. Таким образом, аномально короткое расстояние С—N зависит от наличия сильных электрических полей, связанных с молекулярными диполями и являющихся причиной сильных межмолекулярных взаимодействий между данной молекулой и ее непосредственными соседями в кристалле. Это предположение может быть проверено экспериментально при наличии достаточно точных данных о межатомных расстояниях и расположении молекул в кристаллах других аминокислот и простых пептидов. До тех пор, пока эти данный не получены, или до тех пор, пока это сокращенное расстояние С—N не будет объяснено другим путем, результаты исследований кристаллической структуры аминокислот приводят к выводу о существовании такого же расстояния С—N около 1,40 А в полипептидной цепи. [c.315]

К настоящему времени методами рентгеноструктурного анализа определена полностью кристаллическая структура многих а-аминокислот и низших пептидов. [c.536]

Детальный обзор, посвященный изучению ряда гидратированных органических кристаллических структур методами рентгеноструктурного анализа и дифракции нейтронов, выполнен Кларком [21 ]. Приведенные в этом обзоре таблицы содержат данные для гидратированных пептидов, галогенсодержащих соединений, алкалоидов, органических кислот, солей, производных аминокислот и металлорганических соединений. Кристаллографические характеристики включают тип решетки, симметрию, пространственную группу и ее номер, параметры ячейки, число независимых молекул в элементарной ячейке, вычисленные и измеренные значения плотности. [c.512]

Модельные соединения. В течение 15 лет группа исследователей в Калифорнийском технологическом институте занималась изучением полной кристаллической структуры ряда аминокислот и простых пептидов. На основании результатов этих исследований были постулированы определенные стандартные (их иначе называют каноническими) параметры пептидных групп в полипептидных цепях и основные принципы формирования регулярной структуры остова полипептидной цепочки. Они состоят в следующем [c.241]

Кристаллические структуры комплексов -аминокислот и пептидов были недавно очень полно рассмотрены Фриманом [27]. Многое из последующего обсуждения основано на материалах этого превосходного источника. [c.178]

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]

При температуре > 30—40°С БЛМ ведет себя как жидкость с ориентированными молекулами. Это состояние обычно называют жидкокристаллическим. При понижении температуры до некоторого критического значения, характерного для БЛМ данного состава, мембрана переходит в кристаллическое состояние. При этом заметно ограничивается подвижность составляющих мембрану и растворенных в ней молекул. В результате сильно понижается проводимость мембран в присутствии валиномицина и других ионофоров. Однако проводимость мембран, содержащих антибиотик грамицидин А, при понижении температуры ниже критической остается неизменной. Грамицидин А — пептид спиральной структуры, состоящий из 15 аминокислот [c.226]

Максимальное насыщение водородных связей в кристаллической структуре аминокислот и пептидов — один из экопериментально установленных законов. [c.538]

Координаты атомов простых кристаллических соединений, таких, как аминокислоты и низшие пептиды, удается обычно определить с точностью до сотых, а иногда и тысячных долей ангстрема. Эта степень точности, во всяком случае, дает возможность проанализировать особенности пространственной конфигурации молекул и их частей и изучить особенности упаковки молекул в кристаллах. Исследования кристаллической структуры ь-аминокислот, ди- и три-пептидов, а также простых соединений, содержащих пептидные группы, таких, например, как Ы-ацетил-глищин, привели к следующим результатам. [c.536]

Кристаллизация и кристаллические структуры. 9. Электрические и магнитные явления. 10. Спектры и некоторые другие оптические свойства. 11. Радиационная химия и фотохимия, фотографические процессы. 12. Ядерные явления. 13. Технология ядерных превращений. 14. Неорганическая химия и реакции. 15. Электрохимия. 16. Аппаратура, оборудование заводов. 17. Промышленные неорганические продукты. 18. Экстрактивная металлургия. 19. Черные металлы и сплавы. 20. Цветные металлы и сплавы. 21. Керамика. 22. Цемент и бетон. 23. Сточные воды и отбросы. 24. Вода. 25. Минералогическая и геологическая химия. 26. Уголь и продукты переработки угля. 27. Нефть, нефтепродукты и родственные соединения. 28. Детонирующие и взрывчатые вещества. 29. Душистые вещества. 30. Фармацевтические препараты. 31. Общая органическая химия. 32. Физическая органическая химия. 33. Алифатические соединения. 34. Алициклические соединения. 35. Неконденсированные ароматические системы. 36. Конденсированные ароматические системы. 37. Гетероциклические соединения (с одним гетероатомом). 38. Гетероциклические соединения (более чем с одним гетероатомом). 39. Элементоорганические соединения. 40. Терпены. 41. Алкалоиды. 42. Стероиды. 43. Углеводы. 44. Аминокислоты, пептиды, белки. 45. Синтетические высокомолекулярные соединения. 46. Краски, флуоресцентные отбеливающие агенты, фотосенсибилизаторы. 47. Текстиль. 48. Технология пластмасс. 49. Эластомеры, включая натуральный каучук. 50. Промышленные углеводы. 51. Целлюлоза, лигнин и др. 52. Покрытия, чернила и др. 53. Поверхностно-активные вещества и детергенты. 54. Жиры и воска. 55. Кожа и родственные материалы. 56. Общая биохимия. 57. Энзимы. 58. Гормоны. 59. Радиационная биохимия. 60. Биохимические методы. 61. Биохимия растений. 62. Биохимия микробов. 63. Биохимия немлекопитающих животных. 64. Кормление животных. 65. Биохимия млекопитающих животных. 66. Патологическая химия млекопитающих. 67. Иммунохимия. 68. Фармакодинамика. 69. Токсикология, загрязнение воздуха, промышленная гигиена. 70. Пищевые продукты. 71. Регуляторы роста растений. 72. Пестициды. 73. Удобрения, почвы и питание растений. 74. Ферментация. [c.50]

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]

После этих первых открытий взаимодействие металлов с аминокислотами и пептидами стало привлекать внимание как явление, связанное с координацией, как модель реакций металлов с белками и как модель биологических систем, в которых свойства белка модифицированы присоединенными к нему атомами металлов. Первый обзор литературы по этому вопросу был сделан Гурдом и Уилкоксом в 1956 г. [3], а исчерпывающее описание основных химических свойств вплоть до 1957 г. дано Гринштейном и Виницем [4]. Интересные примеры комплексов металлов с аминокислотами и пептидами как лигандами встречаются повсеместно в книгах Мартелла и Калвина [5] и Накамото и МакКарти Спектроскопия и структура хелатных соединений металлов [6]. В последующих обзорах особое внимание уделено таким вопросам, как стереоселективность и реакционная способность [7], спектроскопическое поведение меди в комплексах с пептидами и белками [8], анализ кристаллической структуры [9] и роль модельных соединений для понимания активности ферментов [10]. Исчерпывающий обзор новейшей литературы вплоть до конца 1968 г. дан Гиллардом и Лаури [И] в первой периодической серии специальных сообщений. [c.152]

Хелатообразование по концевым аминогруппам найдено в кристаллических структурах всех комплексов, в которых аминокислоты или пептиды действуют как бидентатные или еще более высо-кодентатные лиганды. Типичными примерами являются 2п(01у)2 Н2О (I) и 2п(01у-01у)2-Н20 (II) [12, 13]. [c.155]

Отделение теоретической и прикладной химии Заведующий G. R. Ramage Направление научных исследований кинетика реакций в аэродинамической трубе термометрическое титрование тонкослойная хроматография анализ кристаллической структуры неорганических веществ синтез и строение боргидридов и фторборатов получение пористого угля и окиси кремния адсорбция на различных окислах использование полифосфорной кислоты в синтезе меченые атомы в изучении ферроценов катализ на ионообмен ных смолах радиационная химия фторированных алифатиче ских углеводородов литий- и магнийорганические соединения реакции реактивов Гриньяра с азолактонами перегруппировка Клайзена реакция Канниццаро синтез /г-дибромбензола стирол, пентаэритрит и их производные реакции галоидирован ных ароматических аминов гетероциклические соединения синтез аминокислот и пептидов на основе пиридина, хинолина стероиды методы синтеза природных ксантонов способы полу чения ярких и прочных красителей фотохимия красителей полимеризация виниловых мономеров эмульсионная полимери зация хелатные инициаторы полимеризации облучение поли меров и их растворов свойства и методы испытания полимеров [c.269]

Рибонуклеаза. — Одна из рибонуклеаз была выделена в кристаллическом виде из бычьей поджелудочной железы Купит-цем (1940). Панкреатическая рибонуклеаза гидролизует рибонуклео-тидные связи, в которых пиримидиновый нуклеозид этерифицирован по З -положению сахара. Этот фермент содержит 124 остатка аминокислот и четыре дисульфидные связи. Установление первичной структуры этого фермента Муром и Штейном (1960) явилось важной вехой в химии белка. Последовательность частично была определена на окисленной рибонуклеазе, которая при энзиматическом расщеплении дает 24 пептида. Их размеры позволяют непосредственно определить последовательность химическими и ферментативными методами. Наконец, ферментативный гидролиз нативного белка, разделение содержащих цистин пептидов, окисление их до цистеиновых пептидов и аминокислотный анализ последних позволили выяснить, каким образом восемь по-луци1стинооых о статков связаны друг с другом (рис. 27, стр. 740). [c.739]

Метод проб и ошибок состоит в следующем из тех илй иных данных делается предположение о положении атомов.- Затем рассчитывают значения Р(к,к,1)- Наблюдаемые щтенсивности сравнивают с расчетными. Если они согласуются достаточно хорошо, их можно использовать для расчета электронной плотности. Составленная карта элeкfpoннoй плотности будет иметь максимумы, положения которых немного отличаются от первоначально предполагаемых. Затем положение атомов несколько меняют и рассчитывают другой набор Р(,к,к,1), который берут для расчета новых значений электронной плотности по новому синтезу Фурье. Фурье-представление прекрасно изображало бы структуру кристалла в тйм случае, если бы можно было с большой точностью определить все коэффициенты и фазовые константы и если бы моЖно было использовать бесконечно большой набор рефлексов. На практике это не так и используется лишь конечное число членов ряда, что задается экспериментальными условиями и используемой длиной волны. Успех oпpeдeляet я тем, близки ли предполагаемые положения атомов в каких-то точках к истинным положениям, что определяется мерой согласованности расчетных и наблюдаемых интенсивностей. Если они близки, правильные положения могут быть найдены путем небольших разумных смещений некоторых или всех атомов из Первоначальных положений. Применимость такого прямого приближения резко уменьшается при увеличении размеров и сложности молекулы органического соединения. Рассматриваемый подход оказался очень ценным для кристаллических соединений низкого молекулярного веса. Структуры, полученные таким прямым методом для производных аминокислот й ди-пептидов, были использованы Полингом для установления структуры фибриллярных белков. [c.231]

Характерной чертой колебательного спектра пептидных соединений является наличие структуры полосы валентных колебаний группы NH, участвующей в водородной связи. Если для гидроксильных соединений колебательный спектр группы ОН обычно имеет вид одной широкой полосы, то для пептидной группы NH не было замечено случая, чтобы колебательный спектр состоял только из одной полосы. Цель данной работы — описать различные типы проявления водородной связи в спектрах пептидных соединений и кратко рассмотреть возможные причины этого явления. Были изучены соединения нескольких основных типов с сеткой пептидноводородных связей ангидриды аминокислот, короткие вытянутые пептиды в кристаллическом состоянии и некоторые полимеры (полипептиды, полиамиды). Для опознавания полос N—Н-колебаний применялось дейтерозамещение. Дополнительная характеристика спектрального проявления была получена в результате изучения температурной зависимости интенсивности при понижении температуры до —150 С. [c.310]

Комплексы металлов с аминокислотами и пептидами в течение многих лет служили химикам, занимающимся изучением комплексных соединений, и биохимикам благодатным материалом в их исследованиях. Твердые производные Си(II) и Pt(II) с аланином были выделены Стрекером в 1850 г. [1], а еще раньше темнокрасное окрашивание, возникающее в присутствии солей Си(II) и щелочи, было использовано Видеманом (1847 г.) для того, чтобы охарактеризовать только что открытое соединение биурет [2]. Упариванием раствора Видеман получил кристаллический, но нечистый продукт при этом он отметил, что необходимо использовать избыток биурета для возникновения цветной реакции, если в качестве щелочи использовался гидроксид аммония. Прошло более ста лет, прежде чем структура этих кристаллов была установлена методом дифракции рентгеновских лучей, и почти столько [c.151]

Карты электронной плотности активного центра Hg-KПA были рассчитаны с высоким разрешением. Центр иона металла смещен на 1,0 А главным образом вдоль осей л и г/ по сравнению с положением иона цинка. На рис. 15.7 атом ртути был бы выше и ближе к остатку Н15-69. Связь этого металла с белком тоже осуществляется через атомы N1 двух остатков гистидина, 69 и 196, которые расположены так же, как в комплексе с 2п. Возможность поворота имидазольного кольца в Н1з-196, в результате чего в связи с металлом мог бы вместо атома N1 участвовать атом N3, следует исключить. Причиной этого является обнаружение на картах молекулы воды, которая, как и в случае цинка, соединена с атомом N3 этой аминокислоты водородной связью. Электронная плотность, соответствующая карбоксильной группе остатка С1и-72, несколько понижена. Тем не менее и эта группа, по-видимому, взаимодействует с атомом ртути. В остальном карты электронной плотности для комплексов белка с 2п и Нд совпадают. Возможность использовать Н -КПА при расчете фаз подтверждает изоморфизм двух структур. В растворе ртутное производное карбоксипептидазы проявляет высокую эстеразную активность, но не катализирует гидролиз пептидов [41]. Однако в кристаллическом виде Hg-iKПA в отличие от 2п-КПА обладает и высокой пептидазной активностью, которая составляет примерно 1/1000 активности 2п-фермента в растворе [73]. [c.525]

Интерес к аминокислотам и пептидам обусловлен тесной внутренней связью этих веществ с белками и той Байтной ролью, которую они играют как основные компоненты почти всех биологических систем. Этот интерес усилился за последние годы, так как стало яснее, что удовлетворительное понимание химических и физических явлений в биологических системах основано на знании структурной химии белковых молекул. Исследователи многих специальных областей биологии, химии и физики принимают во все возрастающей мере участие в разре-щении вопроса о полной химической и физической картине строения белковой молекулы, в смысле идентификации и установления числа атомов, входящих в состав белка, и деталей их соединения друг с другом. В этом смысле до сих пор структура ни одной белковой молекулы еще не известна. Доказательства из различных источников привели к общепринятой картине молекулы белка, как состоящей из длинных полипептидных цепей, способных принимать более или менее вытянутые конфигурации или свернутых определенным, но до сих пор еще не установленным образом, в зависимости от химической структуры молекул и от действующих на них внешних и внутренних сил. Те же данные привели к ряду теорий и гипотез, рассматривающих силы взаимодействия между молекулами белка, от которых зависят характерные свойства как кристаллических, так и фибриллярных белков [4—6, 14, 17, 25]. Подробное обсуждение этих идей и их значения для будущего развития химии белков выходило за пределы данной статьи, в которой мы ограничимся обсуждением лишь тех результатов, которые дает [c.298]

Успех Полинга был обусловлен отчасти тем, что он использовал новый подход к определению структуры. В этом подходе предположения и построение моделей играли гораздо большую роль, чем при аналитическом методе, применявшемся старомодными кристаллографами старой школы. Несколькими годами ранее Полинг решил, что структуру полипептидной цепи можно, вероятно, представить, если располагать точными данными о пространственной конформации пептидной связи. Поэтому свои исследования, проводимые методом рентгеиоструктурной кристаллографии, он сосредоточил на определении длин и углов валентных связей в кристаллических аминокислотах и небольших пептидах фиг. 45). Получив эти данные, Полинг смог построить теоретическую модель регулярного полипептидного скелета (фиг. 46). Такая вторичная структура получила название а-спирали. Устойчивость этой структуры обусловлена наличием водородных связей между атомом водорода а-ами-ногруппы и атомом кислорода а-карбоксильной группы другого аминокислотного остатка— четвертого по цепи, считая от первого. Шаг а-спирали составляет 5,4 А, и она содержит 3,6 аминокислотных остатка на виток. [c.93]

Яичный альбумин был одним из первых белков, полученных в кристаллическом виде [1], и благодаря его доступности он очень часто служит в качестве стандарта в исследованиях по структуре и составу белков. Хотя этот белок и не обладает какой-либо специфической биологической активностью, тем не менее он привлекает особое внимание из-за ряда особенностей структуры. Так, этот белок содержит фосфор. Он кристаллический, хотя электрофоретически гетерогенен (раздел 7), содержит углеводную компоненту, но она составляет только около 3,5 веса молекулы (разделы 5, 6, 9). Н-Концевая аминокислота единственной цепи белка блокирована ацетильным остатком, что не является родним свойством, однако встречается не у всех белков (раздел 8). Кроме того, яичный альбумин путем ферментативного отщепления короткого пептида может быть превращен во вторую кристаллическую форму, называемую плакальбумином, молекулярный вес которого лишь немного отличается от молекулярного веса самого яичного альбумина. Освободившийся короткий пептид образуется благодаря отщеплению от белковой цепи, но только не от ее концевых частей точное расположение этого пептида внутри молекулы белка пока неизвестно (раздел 10). Некоторые свойства яичного альбумина были рассмотрены в работах Феволда [2], Варнера [3] и Анфинсена и Редфильда [4]. [c.7]

Примером химического строения ферментов может служить рибонуклеаза. Первый ферментный белок, первичная структура которого была определена в 1960—1962 гг.,— рибонуклеаза — фермент, катализирующий расщепление рибонуклеиновой кислоты, В 1969 г. осуществлен его химический синтез. Молекулярная масса кристаллической рибонуклеазы равна 13 683. Поли-пептидиая цепь этого фермента состоит из 124 аминокислотных остатков и четырех дисульфидных мостиков, которые, по-видн-мому, связывают между собой отдельные участки. полипептидной цепи рибонуклеазы и поддерживают третичную структуру белка. Концевыми аминокислотами рибонуклеазы являются лизин и валин. Установлено, что каталитическая активность рибонуклеазы зависит главным образом от наличия В ней двух гистидиновых остатков, а молекула фермента свернута таким образом, что эти два аминокислотных остатка — один в начале, другой в конце полипептидной цепи — оказываются в непосредственной близости один от другого. Если блокировать свободную аминогруппу остатка лизина, то также происходит полная потеря каталитической активности фермента. Это свидетельствует о том, что ферментативные свойства рибонуклеазы, а также других ферментов зависят от структуры определенных участков полипептидной цепи и их взаимодействия, т. е. от структуры активного центра фермента. [c.76]

Основное различие между трипсином, химотрипсином и эла-стазой состоит в их специфичности. Трипсин специфически гидролизует пептиды, состоящие из лизина и аргинина, и эфиры этих аминокислот химотрипсин расщепляет полипептидную цепь по фенилаланину, тирозину и триптофану, имеющим большие гидрофобные боковые цепи специфичность эластазы проявляется в ее действии на такие небольшие гидрофобные молекулы, как аланин. Установление структуры кристаллических ферментов показало, что полипептидные остовы всех трех ферментов при наложении их друг на друга практически совмещаются, за исключением участков, где добавлено или пропущено несколько аминокислот (рис. 1.11). Различие же в специфичности этих ферментов обусловлено небольшими изменениями в строении кармана , связывающего боковую цепь аминокислоты. В молекуле химотрипсина имеется четко выраженный карман, связывающий большие гидрофобные боковые цепи [35]. В молекуле трипсина на дне аналогичного кармана вместо 5ег-189 находится аспартат [36]. Отрицательно заряженная карбоксильная группа Азр-189 образует ионную связь с положительно заряженной аммонийной или гуанидиниевой группами на конце цепи лизина или аргинина. Два глицина, расположенные у входа в карман химотрипсина, в случае эластазы замещены Валином (Уа1-216) и треонином (ТЬг-226) [37]. Это предотвращает проникновение в карман больших боковых цепей и обеспечивает связывание небольшой по размерам боковой цепи аланина (рис. 1.12). [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология