Гомополипептиды

Уникальные для каждой последовательности, они обладают специфический динамическими конформационными свойствами, необходимыми для ддуществления соответствующих функций. В этом отношении белки принципиально отличаются от синтетических полимеров, в том числе родственных по химическому типу гомополипептидов и гетерополипеп-увдов со случайным порядком аминокислот в цепи. В растворе они существуют в виде множества близких по энертии и непрерывно флуктуирующих конформационных состояний, а в твердом виде представляют собой аморфную смесь разных пространственных форм, среди которых могут быть и одномерные регулярные формы. Поэтому здесь не возникает самой проблемы поиска геометрии и конформационных возможностей молекулярных трехмерных структур. [c.101]

П. Де Сантис и соавт. [61] в 1965 г. рассчитывают регулярные конформации полипептидов, используя для описания взаимодействий валентно-несвязанных атомов не модель жестких сфер, а потенциальные функции невалентных взаимодействий. Карты ( )- / Рамачандрана приобретают контуры эквипотенциальных сечений и позволяют теперь уже делать количественную сопоставительную оценку потенциальной энергии любого конформационного состояния свободного монопептида или соответствующего звена полипептида. Д. Брант и П. Флори в том же году с помощью конформационных карт провели статистические расчеты размеров клубков полипептидов и пришли к заключению о необходимости, помимо невалентных взаимодействий, учитывать также электростатические взаимодействия, что они и сделали в диполь-дипольном приближении [62]. В ряде работ Шераги и соавт. [63-66] были исследованы спиральные конформации гомополипептидов природных а-аминокислот с применением как модели жестких сфер, так и потенциальных функций. Новым в этих работах явился учет с помощью потенциала Липпинкота и Шредера возможности образования пептидных водородных связей. [c.156]

С помощью этого метода удается получить полипептиды с молекуляр ной массой 10 000—100 000. Однако полимеризацией ангидридов К-карб-окси-а-аминокислот или поликонденсацией аминокислот, активированных другим способом, можно получить только гомополипептиды, ПО строенные из остдтков одной аминокислоты, или полипептиды, в состав- [c.379]

Эмпирическое направление, рассмотрение которого было начато во втором томе настоящего издания, базируется на данных статистического анализа известных кристаллических структур белков, равновесной термодинамики, формальной кинетики и концепциях Полинга-Кори и Козмана, т.е. исходит из предположения об исключительной роли в сборке гетерогенной аминокислотной последовательности регулярных вторичных структур и представления о гидрофобных взаимодействиях как главной упаковочной силе. Считается, что по сравнению с множеством мыслимых нерегулярных локальных структур вторичные структуры являются самыми стабильными их возникновение, инициирующее процесс и обусловливающее дальнейшее его развитие, осуществляется с наибольшей скоростью. Благодаря гидрофобным взаимодействиям вторичные структуры образуют супервторичные, т.е. полярные остатки стремятся расположиться на внешней оболочке глобулы, а неполярные - в ее интерьере. Идеальная модель трехмерной структуры белка, согласно эмпирическому подходу, должна представлять собой ансамбль вторичных и супервто-ричных структур и иметь гидрофобное ядро, экранированное от водной среды гидрофильной оболочкой. Процесс создания такой модели из статистического клубка должен быть равновесным фазовым переходом первого рода, подчиняющимся классической термодинамике, статистической физике и формальной кинетике так же, как им подчиняются процессы кристаллизации малых молекул и образования линейных спиральных сегментов гомополипептидов. [c.6]

После опубликования работ Полинга и Кори стремительное развитие получило изучение пространственного строения синтетических полипептидов, начатое незадолго до этого Астбэри, Амброзе, Бэмфордом, Эллиоттом и др. Возникла надежда, граничащая с уверенностью, что изучение гомополипептидов различных аминокислот сможет существенно помочь в установлении принципов пространственной организации белков. Казалось, что оптимизм вполне оправдан, так как было показано, что синтетические полипептиды реализуются, хотя бы частично, в тех же [c.71]

При поиске решения структурной проблемы белка особенно вдохновляющими примерами явились результаты теоретических исследований Л. Полинга и Р. Кори регулярных структур полипептидов [53] и Дж. Уотсона и Ф. Крика двойной спирали ДНК [54]. В этих работах с помощью простейшего варианта конформационного анализа - проволочных моделей, получивших позднее название моделей Кендрью-Уотсона, а также ряда экспериментальных данных, прежде всего результатов рентгеноструктурного анализа волокон (в случае ДНК еще и специфических соотношений оснований Э. Чаргаффа), удалось предсказать наиболее выгодные пространственные структуры полимеров. Собственно, предсказана была как в случае пептидов, так и нуклеиновых кислот, геометрия лишь одного звена, которое в силу регулярности обоих полимеров явилось трансляционным элементом. Белок же - гетерогенная аминокислотная последовательность, и поэтому таким путем предсказать его трехмерную структуру нельзя. Но то обстоятельство, что простейший, почти качественный, конформационный анализ привел к количественно правильным геометрическим параметрам низкоэнергетических форм звеньев, повторяющихся в гомополипептидах и ДНК, указывало на большие потенциальные возможности классического подхода и его механической модели в описании пространственного строения молекул. [c.108]

В анализе белков, однако, требовалось рассмотрение не единичных структурных вариантов элементарных звеньев (пусть и правильно предсказанных) гомополипептидов, а множества, причем не независимо, а в сочетании друг с другом. Здесь важно было не упростить расчетную модель, не выхолостить физический смысл и не свести ее к представлению о пространственной структуре белка как ансамбле регулярных канонических форм а-спиралей и (i-складчатых листов. От этого ложного шага автора предостерегли результаты исследования Д. Филлипса трехмерной структуры лизоцима [55], После миоглобина и гемоглобина он бььт третьим белком, у которого было расшифровано с помощью рентгеноструктурного анализа молекулярное пространственное строение. И если трехмерные структуры первых двух белков содержали не менее 15% а-спиральных остатков, то структура лизоцима оказалась существенно [c.108]

В упомянутых исследованиях основное внимание уделялось спиральным конформациям гомополипептидов, на которые в то время возлагали большие надежды как на ближайших структурных аналогов белков. Действительно, пространственное строение синтетических полипептидов и белков определяется одними и теми же видами взаимодействий между валентнонесвязанными атомами и одинаковой природой этих взаимодействий. Химическая регулярность синтетических полипептидов допускает реализацию ограниченного числа периодических структур, которые, как показали рассмотренные исследования, сравнительно легко оцениваются теоретически. Они-то прежде всего и привлекали к себе внимание, поскольку трехмерные структуры белков представлялись в соответствии с концепцией Полинга-Кори набором регулярных вторичных структур. Автор не стоял на этих позициях и уже тогда был убежден, что гетерогенность аминокислотных последовательностей белков должна вести не только к регулярным, но главным образом к множеству апериодических структур. Наши исследования в данной области, начавшиеся в 1968 г, [20] также под влиянием работы Рамачандрана и соавт. [58], имели иное назначение. Они были направлены исключительно на изучение конформационных возможностей свободных монопептидов и после своего завершения составили содержание первого этапа на пути к решению структурной проблемы белковых молекул. Главные цели этих первых конформационных иссле- [c.156]

Стадия взаимодействия вторичных структур должна следовать за стадией их образования. Следовательно, до выработки геометрических критериев упаковки вторичных структур в супервторичные необходима идентификация а-спиралей и р-складчатых листов, описание процессов их идентификации, развития и терминации. Задачи, перечисленные в работе [140], предполагаются решенными, что, как известно, не соответствует действительности. Поэтому модель Птицына описывает не весь процесс белкового свертывания, а лишь упаковку вторичных структур, т.е. завершающую стадию, быть может, не отвечающую соответствующей стадии реального механизма самоорганизации. Следует также отметить несовместимость предложенной модели с одним из постулируемых в этой же работе положений. Так, автор, рассматривая вопрос об идентификации а-спиралей и Р-структур, исходит из существования корреляций между вторичными структурами и аминокислотной последовательностью, а обсуждая образование из них супервторичных структур, утверждает отсутствие таких корреляций. В основу поиска геометрических критериев упаковки вторичных структур положена простейшая полипептидная цепь - гомополимер из аминокислот с гидрофобными боковыми группами. Предполагается, что такая цепь в водном окружении обладает вторичными структурами, стабилизированными пептидными водородными связями, и супервторичной и третичной структурой, стабилизированной гидрофобными взаимодействиями боковых цепей а-спиралей или Р-складчатых листов. Реальное поведение гомополипептидов в растворе не дает, однако, оснований для подобных предположений [25, 142-144]. Молекулы гомополипептидов, как и молекулы других синтетических полимеров, имеют огромное количество близких по энергии непрерывно флуктуирующих в [c.504]

Время 1950-1960-х годов можно смело отнести к одному из самых романтических периодов в истории биологии, Воображение исследователей поражала не только многочисленность фундаментальных достижений устанавливающих универсальность морфологических, физиологических и эволюционных принципов живой природы, но, быть может еще в большей мере, открывающиеся благодаря этим достижениям удивительная целесообразность и мудрая простота структурной организации элементарных биосистем, как и захватывающая перспектива дальнейших исследований. Действительно, нельзя было не удивляться несложным химическим типам белков, ДНК и РНК. Расшифрованные первыми 1рех-мерные структуры миоглобина и гемоглобина, хотя и имели иррегулярную молекулярную конструкцию, тем не менее, более чем на три четверги состояли из регулярных а-спиралей, ранее обнаруженных у фибриллярных белков и гомополипептидов. Э. Чаргаффом были выведены очень простые соотношения между нуклеотидными остатками ДНК, а Дж. Уотсоном и Ф. Криком сконструирована изящная и чрезвычайно рационально построенная модель двойной С1шрали ДНК. Для многих исследователей успехи романтического периода послужили не только вдохновляющим примером, но и породили у них поверхностное представление о том, что изучение элементарных биосистем непременно должно приводить к быстрым и простым решениям, что от молекулярной биологии можно ждать любых чудес. Вера в почти неограниченные возможности данной области знаний, причудливым образом переплетаясь с многими другими сферами сознания людей, часто служила причиной появления различных коллизий человеческого ума со свойственными ему фантазиями, ошибками и заблуждениями. Касаясь этой темы, Ф.М. Достоевский писал- "Да, иногда самая дикая мысль, самая с виду невозможная мысль, до того сильно укрепляется в голове, что ее принимаешь, наконец, за что-то осуществимое... Мало того если идея соединяется с сильным, страстным желанием, то, пожалуй, иной раз примешь ее, наконец, за нечто фатальное, необходимое, предназначенное, за нечто такое, что уже не может не быть и не случиться Может быть, тут есть еще что-нибудь, какая-нибудь комбинация предчувствий, какое-нибудь необыкновенное усилие воли, самоотравление собственной фантазией..." [343. С. 369]. [c.528]

Исследования структурно гомополипептидов, т. е. поли ( -аминокислот), дали также информацию о пространственном влиянии боковых групп на склонность определенных остатков в полипептидах участвовать в упорядоченных конформационных состояниях. Так, валин и изолейцин, имеющие объемистые изопропильную и втор-бутильную боковые группы соответственно, снижают тенденцию к образованию а-спиральных конформаций на отдельных участках глобулярных белков. Аналогично, аминокислоты с гетероатомом в боковом радикале, например серин, цистеин или треонин, [c.429]

Изучние синтетических гомополипептидов, а также сополимеров двух или, максимум, трех аминокислот логично является предварительной ступенью цри иоследовании белков. Аминокислоты, простые амиды и короткие полипептиды (олигопептиды) в свою очередь могли бы служить моделями для полипептидов. В действительности ЯМР-шектры олигопептидов часто оказываются более сложными, чем для высокомолекулярных соединений, и поэтому они будут 0(5суждаться в конце настоящей главы. [c.259]

В настоящей главе дан обзор последних достижений в изучении свойств лиотропных жидкокристаллических полипептидов, т. е. концентрированных растворов а-спиральных синтетических гомополипептидов. Хотя конформацию а-спирали, в данном случае спирали синтетических полипептидов, можно рассматривать скорее как явление ограниченного значения по отношению к известным промышленно важным полимерам, критерии и принципы, обусловливающие жидкокристаллическое состояние в растворах полипептидов, могут быть использованы для углубления понимания жидкокристаллического состояния в полимерах, включая термотррпную фазу (жидкокристаллический полимерный расплав). Роль растворителя в лиотропных жидких кристаллах примерно эквивалентна тепловой энергии для термотропных жидких кристаллов опецифические межмолекулярные силы ослабляются в обоих случаях. Кроме того, закономерности упаковки макромолекул с высокоасимметричной формой аналогичны для обоих типов жидких кристаллов. [c.183]

Синтетические гомополипептиды могут быть представлены общей формулой [c.183]

Рассмотрим свойства растворов одного синтетического гомополипептида — поли-у-бензил-Ь-глутамата (ПБГ) R = =—СН2СН2СООСН2С6Н5. Растворы ПБГ, вероятно, наиболее полно охарактеризованы среди лиотропных жидкокристаллических полимеров. ПБГ хорошо растворим во многих растворителях. Он производится промышленностью с 1950 г. Исследования других полипептидов показали, что свойства жидкокристаллического ПБГ типичны для всего класса спиральных полимеров. [c.184]

Следовательно, по аналогии с результатами для диеновых полимеров, превращение гомополипептида в сополимер может быть, в принципе, осуществлено изомеризацией звеньев из одной конфигурации в другую. Эта изомеризация должна включать поворот вокруг связи между карбонильным углеродом и азотом и может быть осуществлена с помощью некоторых химических реакций. В частности, такое превращение вполне возможно, если реакция включает образование переходной структуры, в которой частично двойной характер пептидных связей утрачивается лищь временно. В других случаях опредленные реакции , такие как специфическое связывание некоторых ионов, могут способствовать стабилизации одной из двух резонансных структур. Отдельные пептидные связи могут при этом терять свой частично двойной характер. В этом случае восстановление двойного характера связей потребует осуществления обратной реакции. Развивается ли геометрический изомеризм или пептидные связи приобретают характер простых, термодинамическая стабильность кристаллического состояния, по сравнению с жидким состоянием, существенно понижается. [c.103]

В зависимости от числа аминокислотных остатков в цепи различают олигопептиды, или просто пептиды (ди-, три-, тетрапептиды и т. д.), и полипептиды. По структуре цепи П. делят на циклические (не имеющие концевых групп) и линейные. В последних различают N-концевой аминокислотный остаток (участвующий в построении П. своей карбоксильной группой) и С-кон-цевой остаток (образующий пептидную связь своей аминогруппой). В зависимости от состава П. подразделяют на гомополипептиды, или поли-а-аминокислоты (образованные остатками одной а-аминокислоты), и гетерополипептиды, в к-рых различные а-аминокислот-ные остатки могут распределяться статистически, регулярно или блоками. Полимеры, в построении к-рых кроме а-аминокислот участвуют иные соединения, напр [c.12]

Если освободить рибосомы от присоединенных к ним природных т-РНК, синтезированных in vivo (т. е. от всей информации, которую они несли), а затем поместить такие рибосомы в бесклеточную систему и добавить к ним другие природные матрицы, то синтез белков (или точнее включение аминокислот) будет происходить по новой программе — в соответствии с информацией, содержащейся в этих новых матрицах. Рибосомы могут также синтезировать гетеро- и гомополипептиды в присутствии синтетических полинуклеотидов. [c.503]

Хотя большинство изученных спиральных Ь-полипептидов имеет стандартную дисперсию оптического вращения, характеризующуюся величиной Ьо, приближенно равной —630 ко = 212 м 1), некоторые Ь-полипептиды ведут себя аномально , и характерные для них величины Ьо отличаются от нормального значения не только по абсолютной величине, но и по знаку (табл. 15). Тогда сразу же возникает вопрос, отражает ли такое необычное поведение различие в направлении спиралей, различие в конформации или оно обусловлено сильными взаимодействиями боковых групп В настоящее время такие отклонения обнаружены для нескольких полипептидов. Данные, полученные при исследовании таких полипептидов, хотя и отрывочные, убедительно свидетельствуют о том, что необычные оптические свойства могут быть объяснены или сильными взаимодействиями между спиральным остовом и боковыми группами, под влиянием которых может изменяться, а может и не изменяться направление закручивания спирали, или образованием структурных элементов, отличных от а-спирали. Один из простых способов решения этого спорного вопроса заключается в изучении сополимеров, состоящих из остатков аминокислот, имеющих нормальные и аномальные свойства. Например, величина Ьо Для сополимеров р-бензил-Ь-аспартата и убензил-О-глутамата в растворителе, способствующем образованию спирали, лишь слегка отличается от Ьо для поли-у-бензил-О-глутамата, который имеет левую спираль [53—55]. Однако при включении в цепь поли-р-бензил-Ь-аспартата даже небольших количеств у-бензил-Ь-глутамата Ьо резко изменяет знак на противоположный, соответствующий правой спирали. Это свидетельствует о неустойчивости левой спирали Ь-аспартата. (Совсем недавно появилось сообщение о том, что направление спирали поли-р-бензил-Ь-аспартата можно изменить на противоположное введением нитрогрупны в пара-положение в бензольное кольцо боковой цепи [5, 6].) С другой стороны, у сополимеров Ь-тирозина и Ь-глутаминоБой кислоты наблюдается линейное изменение оптических свойств с изменением состава сополимера. Полагают, что оба гомополипептида имеют спирали одного и того же направления [57 ]. То же самое справедливо для поли-Ь-гистидина и поли-Ь-триптофана (табл. 15). Полагают, что поли-Ь-серин в водных растворах находится в виде Р-агрегатов, а не в форме а-спирали [58]. Существуют две уникальные аминокислоты — [c.106]

При количественном исследовании влияния на ДОВ синтетических поли пептидов природы растворителей и боковых цепей должно оказаться очень полезным применение этого метода анализа к данным по ДОВ для большого числа различных гомополипептидов в одном и том же растворителе и одного синтетического гомополипептида в разных растворителях. Как подчеркивалось в предыдущих разделах, знание таких эффектов является очень существенным при интерпретации данных по ДОВ глобулярных белков с точки зрения структуры. [c.240]

С другой стороны, такие гомополипептиды, как ноли-0-ацетил-/у-се-рин , могут иметь р-складчатую конформацию, которая в зависимости от природы растворителя склонна переходить в статистический клубок. Эти переходы удобно наблюдать по изменению удельного вращения (рис. 20). [c.149]

Вычисленные параметры вращения для различных спиральных гомополипептидов [c.254]

В 1961 г. Ниренбергу и Матте удалось показать, что введение синтетического полирибонуклеотида — полиуридиловой кислоты — в бескле-точную систему, способную син1езировать белок, вызывает образование одного определенного гомополипептида — полифенилаланина. По-видимому, полиуридиловая кислота, являясь в этих условиях матрицей белкового синтеза, несет в себе информацию для включения в пептидную цепь аминокислот только одного типа, в данном случае — фенилаланина. Если представления о триплетном коде достоверны, то для передачи такой информации нужен триплет из трех уридиловых остатков (UUU). [c.487]

Р и с. 15. КД, вычисленный из решений для трех эффектов Коттона для различных а-спиральных гомополипептидов. [c.255]

Для таких модельных систем, как гомополипептиды, неконформационные изменения сил вращения проявляются в общем случае в виде двух эффектов 1) часто различные полипептиды не имеют идентичных кривых ДОВ в одном и том же растворителе при условиях, когда можно быть уверенным, что они целиком находятся в одной конформации [7в] 2) один и тот же гомополипептид, даже если быть уверенным, что он полностью имеет структуру только одного типа, часто дает разную ДОВ в растворителях с разными значениями показателя преломления [49] и (или) диэлектрической проницаемости [32] и (или) дипольного момента [7в]. Далее эти эффекты будут называться соответственно эффектами боковой цепи и растворителя. [c.262]

По сравнению с гомополипептидами в случае глобулярных белков для пептидной связи должно быть гораздо больше возможных типов взаимодействия, которые могут влиять на величины сил вращения эффектов Коттона, обусловленных пептидной связью. Эти дополнительные неконформационные эффекты могут возникать из-за многообразия возможных взаимодействий боковых цепей друг с другом и с пептидной связью [60] или из-за различных степеней сольватации, что приведет к различным значениям эффективной диэлектрической проницаемости в разных местах молекулы. Даже если можно получить количественную оценку этих эффектов с помощью моделей, для того чтобы внести соответствующие поправки в наблюдаемые на опыте значения сил вращения, необходимо прежде всего знать структуру. Учитывая большое число возможных взаимодействий в глобулярных белках, в настоящее время представляется затруднительным количественно интерпретировать значения сил вращения эффектов Коттона пептидной связи как определяемые структурой. [c.262]

Нелинейный метод наименьших квадратов был с успехом применен к анализу ДОВ нескольких синтетических гомополипептидов и оказался наиболее многообещающим методом определения количественных пределов или величин эффектов растворителя и боковых цепей. Пока еще этот частный метод не был успешно применен для разделения кривой ДОВ смеси двух структур на эффекты Коттона их компонентов. [c.275]

Методы синтеза пептидных связей (методы соединения аминокислот в пептидные цепи) весьма многообразны и различны в зависимости от того, какая задача стоит перед экспериментатором. Если требуется получить белковоподобное соединение, содержащее несколько аминокислотных мономеров с беспорядочным расположением звеньев в цепи, или гомополипептид, в состав которого входит только одна аминокислота, пригодны одностадийные способы поликондепсации аминокислот, аналогичные классическим методам химии синтетических полимеров. Однако природные пептиды и белки обладают строго определенными последовательностями соединепия аминокислотных компонентов в цепях. Для синтеза таких структур требуется использование комплекса методов, позволяющих создавать пептидные связи в заданном порядке, а также обеспечивающих сохранение структуры и конфигурации входящих в состав цепи аминокислот. Основная тактическая схема такого синтеза включает четыре стадии [c.92]

Полипептиды сравнимые по числу (до 500) и последовательности аминокислот с природными белками, в принципе могут быть получены только с помощью ступенчатого синтеза. Однако практически в данное время они малодоступны из-за многостадийности и сложности такого процесса. Высокомолекулярные гомополипептиды (состоящие из остатков одной и той же аминокислоты) могут быть синтезированы путем поликонденсации соответствующих мономеров [c.133]

Поликонденсация неактивированных аминокислот используется довольно редко. Однако описана поликонденсация глицина в водном аммиаке в автоклаве при 140° С. При этом были получены линоиные гомополипептиды со степенью полимериза[ ии и = 6, 12 п 18. [c.134]

Способность к образованию а-спирали, помимо внешних факторов, определяется химической природой аминокислот, составляюш их полипептидную цепь. В зависимости от этого аминокислоты подразделяют на две группы образующие и не образующие спиральные гомополипептиды Типичным представителем первой группы является глутаминовая кислота, второй — серин. Изучение сополимеров этих кислот показало, что степень спиральности соответствует содержанию глутаминовой кислоты При исследовании сополимеров цистеина и глутаминовой кислоты показано, что дисульфидные связи оказывают деспирализующее действие . [c.149]

Интересные результаты были получены К. Бэмфордом и соавт. [50] при рентгеноструктурном исследовании ориентированных волокон и пленок пoли-7-мeтил-L-глyтaмaтa и некоторых других синтетических полипептидов. Было показано, что гомополипептиды, как и фибриллярные белки, могут существовать в двух формах - свернутой (а) и вытянутой (р) - и подвергаться аналогичному обратимому а Р-пе-реходу. По мнению Бэмфорда, а-форма представляет собой ленточную структуру с двумя остатками на изгиб, а Р-форма - полностью [c.18]

Л. Полинг и Р. Кори рассмотрели все возможные конформации в минимумах торсионных потенциалов вращения вокруг связей С —N и С —С и пришли к выводу, что а-спираль и складчатый лист отвечают наиболее предпочтительным ориентациям смежных пептидных групп. Что же касается у-спирали, то она не оказалась в числе низкоэнергетических структур. При учете только торсионного потенциала эта спираль, по оценке Полинга и Кори, менее стабильна, чем а-спираль, на 2,3 ккал/моль. В отличие от компактной а-спирали, имеющей хорошие ван-дер-ваальсовы контакты, у-спираль представляет собой более рыхлую цилиндрическую структуру с отверстием около 2,5 А. Л. Полинг и Р. Кори не только сформулировали требования к геометрии полипептидной цепи и предложили удовлетворяющие им структуры, но и проанализировали имеющийся для белков и синтетических пептидов экспериментальный материал [67—71]. Они пришли к заключению, что а-спираль и -структура весьма распространены среди фибриллярных и глобулярных белков, а также гомополипептидов. В частности, было предложено, что а-кератин и другие белки этой группы имеют структуры, близкие а-спирали, а Р-кератин состоит из слоев складчатого листа, между которыми находятся двойные слои а-спиралей. К суперконтракционной форме кератина и миозина была отнесена у-спираль. Для коллагена Полинг и Кори предложили трехцепочечную, скрученную в жгут конформацию. В тройной спирали коллагена полипептидные цепи также имеют спиральную форму с меньшим шагом. Из-за большого содержания в коллагене пролина и оксипролина (30%) а- и у-спирали не могут реализоваться по стерическим причинам и из-за отсутствия многих водородных связей. Поэтому для единичных цепей коллагена предложена спираль с винтовой осью 9-го порядка. [c.23]

Хотя в 1950-е годы еще не было известно пространственное строение на атомном уровне ни у одного белка, тем не менее в то время почти отсутствовало сомнение в том, что белковые молекулы построены из регулярных форм и главным образом из а-спиралей Полинга и Кори, обнаруженных в чистом виде у гомополипептидов. Именно на таком представлении о строении белков основана классификация белковых структур на первичную, вторичную и третичную, предложенная в 1952 г. К. Линдерстрем-Лангом [90]. Под первичной структурой понималась аминокислотная последовательность белка, т.е. его химическое строение, включая дисульфидные связи под вторичной структурой — полностью насыщенные пептидными водородными связями регулярные конформации белковой цепи как целого или ее отдельных участков. Набор взаимодействующих между собой регулярных конформаций а-спиралей, -структур и т.д. образует нативное пространственное строение белковой молекулы, названное Линдерстрем-Лангом третичной структурой. Таким образом, классификация Линдерстрем-Ланга, по существу, представляет собой формулировку принципа пространственной организации белков. Очевидно, разделение пространственной структуры белка на вторичную и третичную является условным и может иметь смысл только в том случае, если пространственное строение макромолекулы действительно представляет собой ансамбль сравнительно немногочисленных канонических форм полипептидов. В то время этот вопрос был далек от своего решения. Позднее иерархия структур Лин-дерстрем-Ланга пополнилась еще одной, четвертичной, структурой, характеризующей агрегацию белковых молекул или достаточно обособленных субъединиц. Примерами белков с четвертичной структурой могут служить гемоглобин, молекула которого состоит из четырех субъединиц, белок вируса табачной мозаики, представляющий собой систему из 200 одинаковых глобулярных молекул. [c.27]

Начатое незадолго до 1951 г. Астбери, Амброзе, Бэмфордом, Эллиоттом и другими изучение пространственного строения синтетических полипептидов получило после опубликования работ Полинга и Кори стремительное развитие. Повышенный интерес к таким соединениям был стимулирован результатами уже первых работ в этой области, которые вселили надежду, что исследование гомополипептидов может существенно помочь в решении одной из основных задач проблемы белка — установлении принципов пространственной организации белковых молекул. Такой оптимизм в то время казался вполне оправданным. Синтетические полипептиды состоят из тех же структурных элементов, что и белки, и, следовательно, конформации тех и других определяются одними и теми же видами взаимодействий. Учитывая одинаковую природу в обоих случаях взаимодействий между валентно несвязанными атомами, можно было полагать, что изучение структуры более простых по химическому строению синтетических полипептидов при относительной легкости целенаправленного моделирования аминокислотного состава, последовательности и длины пептидной цепи поможет выяснить основные факторы, ответственные за формирование пространственного строения белков. Особое значение эти соединения приобрели в связи с обнаруженной общностью между их структурами и структурами природных полипептидов — фибриллярных и глобулярных белков. Первые же исследования показали, что синтетические полипептиды образуют два главных типа структур, аналогичных а- и -формам кератина, миозина, фиброина шелка и др., которые, как и в случае белков, могут обратимо переходить друг в друга. После работ Полинга и Кори эти формы были интерпретированы как а-спираль и -структура складчатого листа. Еще более обоснованной стала выглядеть основная, а по существу единственная в то время структурная гипотеза белков, согласно которой их пространственное строение представлялось в виде [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология