Полипептиды Пептиды свойства

Проблема структурной организации пептидов и белков включает в себя две противоположные по постановке задачи. Первая из них (назову ее прямой структурной задачей) связана с установлением пространственного строения и конформационных, динамических свойств природных олиго- н полипептидов по известной аминокислотной последовательности. Анализу различных аспектов и оценке перспектив развития существующих подходов к решению этой задачи посвящены все предшествующие главы книги. Цель обсуждаемой в заключительной главе второй задачи, названной мной обратной, состоит в целенаправленном конструировании химического строения молекулы, обладающей наперед заданной пространственной структурой. [c.542]

Изложенный в книге материал позволяет, по моему мнению, утверждать, что в настоящее время имеется объективное представление о принципах укладки белковой цепи в нативную трехмерную структуру и на их основе создан расчетный метод предсказания геометрии белковой глобулы и ее динамических конформационных свойств исходя только из аминокислотной последовательности. Проведенное обсуждение физических аспектов проблемы белка, соответствующих количественных экспериментальных данных и результатов априорных расчетов конформационных состояний природных олиго- и полипептидов сделало возможным объяснить причины протекания самопроизвольного, быстрого и безошибочного процесса свертывания белковой цепи в детерминированную трехмерную структуру. Знание (и понимание) структурной организации пептидов п [c.590]

Понятие действия, или активности, относится к наиболее очевидным проявлениям свойств белка. Например, действие химотрипсина состоит в расщеплении пептида или полипептида. Вопрос, относящийся к действию что делает белок [c.273]

Это особенно неприятная побочная реакция, поскольку она обычно приводит к рацемизации хирального а-центра. Рацемизация остатков индивидуальных аминокислот в полипептидах часто приводит к образованию практически неразделимых смесей диастереомеров. Кроме того, биологические свойства пептидов, создание которых чаще всего является целью пептидного синтеза, обычно критическим образом зависят от правильности стереохимии. Хотя и имеется много возможных механизмов рацемизации производных а-аминокислот, возможно, что в отсутствие особых эффектов боковой группы или заместителя при азоте, наиболее существенный процесс — это образование оксазолона [3]. Исчезновение оптической активности оксазолонов (1) обычно приписывается возникновению резонансно стабилизованного аниона схема (4) и, следовательно, способ активации долл<ен быть избран с больщой осторожностью, и притом так, чтобы свести к минимуму образование оксазолона. На образование оксазолона оказывает сильное влияние природа Л/-ацильного заместителя, а также растворитель и сила основания. При планировании пептидного синтеза все эти факторы долл<ны быть приняты во внимание. [c.370]

Свойства пептидов. Низшие полипептиды в большинстве случаев образуют бесцветные кристаллы, обычно легко растворимые в воде и почти нерастворимые в спирте. Как и аминокислоты, полипептиды амфотерны и под действием электрического поля в зависимости от pH среды движутся к аноду или катоду. [c.810]

Образование пептидов. Поскольку аминокислоты содержат обладающую кислотными свойствами карбоксильную группу и обладающую основными свойствами аминогруппу, то они могут образовывать друг с другом соединения, называемые пептидами. В зависимости от количества молекул аминокислот, образующих пептиды, их называют дипептидами, трипептида-ми, тетрапептидами, или в общем виде полипептидами [c.239]

И сопоставлению возможностей различных синтетических методов, хотя это особенно важно в отношении синтеза высокомолекулярных полипептидов и низших белков и эта проблема приобретает сейчас первостепенное значение. Здесь следует подчеркнуть, что классический пептидный синтез, по-видимому, начинает приближаться к границам своих возможностей, и для получения более высокомолекулярных белков потребуется разработка новых принципов построения пептидной цепи, где, по нашему мнению, одним из наиболее перспективных может оказаться направленное регулирование биосинтетического аппарата клетки, реализующего построение белковых молекул. Подготавливаемый к изданию в русском переводе второй том монографии посвящен вопросам выяснения структуры и синтеза природных пептидов и обсуждению их биологических свойств, а также зависимости между строением и биологической активностью пептидов. [c.6]

Поскольку в результате этих реакций образуются соединения со свободной аминогруппой, способные вступать в реакцию с другой молекулой N-карбоксиангидрида, то этот метод применим главным образом для синтеза полиаминокислот. Реакция поликонденсации N-карбоксиангидридов была объектом многочисленных исследований. В результате развития этой специальной области пептидной химии удалось разработать методы получения полиаминокислот, содержащих до 1000 и более аминокислотных остатков в цепи, и внести таким образом существенный вклад в познание природы белковых веществ. Среди работ в этом направлении наиболее ценными оказались синтетические и кинетические исследования. Методы получения и свойства полиаминокислот детально рассмотрены в прекрасных монографиях Бамфорда и сотр. [104] и Качальского [1175]. Применение термина полиаминокислоты к пептидам, образующимся при поликонденсации соответствующих производных аминокислот, является, по-видимому, более рациональным, чем использование термина полипептиды , хотя последний в настоящее время стал общепринятым (например, биологически активные полипептиды ). [c.173]

Доказательство стерической однородности физиологически активного полипептида путем сравнения его биологических свойств с природным пептидом не может считаться убедительным, так как на примере диастереомерных фрагментов а-МСГ [1415] показано, что различие в активности не является обязательным. [c.402]

В состав белков в основном входит большое число разнообразных а-аминокислот (аминокарбоновых кислот, или пептидов), связанных между собой так называемой пептидной связью. Искусственным путем удалось синтезировать из различных а-аминокислот ряд веществ (полипептидов), сходных по некоторым свойствам с белками. К настоящему времени открыто уже до 26 различных аминокислот, входящих в состав белков, причем подавляющее большинство из них действительно относится к а-аминокислотам, т. е. таким, у которых аминогруппа МНг связана с тем же атомом углерода, с которым связана и карбоксильная группа СООН. [c.171]

За последнее десятилетие были достигнуты большие успехи в области установления строения и синтеза природных биологически активных полипептидов, а также фармакологического изучения чистых образцов этих соединений. Анализ обширной литературы, использованной для написания настоящей монографии, был проведен таким образом, чтобы дать исследователю, специализирующемуся в области химии пептидов, полный обзор по химии биологически активных полипептидов и препаративным методам, применяемым для их синтеза. Наряду с описанием и анализом путей синтеза в этом томе рассматриваются биологические свойства пептидов, причем эти вопросы обсуждаются с точки зрения химика таким образом, чтобы прежде всего дать сведения о многосторонней биологической активности полипептидов. Кроме того, известную помощь при анализе ряда специальных вопросов может оказать обширная библиография. [c.25]

В основу классификации биологически активных полипептидов установленного строения была положена их химическая природа, причем все соединения были разделены на три основных класса (I) линейные пептиды, (II) гетеродетные циклические пептиды и (III) гомодетные циклические пептиды. При такой классификации достигается достаточное соответствие между биологическими свойствами физиологически активных полипептидов, с одной стороны, и их разделением на классы — с другой, хотя в некоторых случаях приходится принимать компромиссное решение. Что касается биологически активных полипептидов с неизвестным или только частично установленным строением, то принципами, определяющими включение их в ту или иную главу настоящей книги, являлись биогенетические источники или фармакологические свойства. [c.25]

Изучение взаимосвязи между химическим строением молекулы антибиотиков полипептидов и их биологическими свойствами привело к выявлению ряда характерных признаков, отличающих эти антибиотики от природных пептидов нормального метаболизма. Из литературных и полученных нами данных следует, что для всех антибиотиков полипептидов характерен такой тип строения молекулы, при котором они могли бы в наибольшей степени противостоять разрушающему действию протеолитических ферментов. В то же время они должны иметь активные функциональные группы, с помощью которых могли бы вступать в прочные комплексы с ферментами и лишать их участия в био-каталитических реакциях. [c.400]

Большинство полипептидов проходит через полупроницаемые перепонки, хотя многие синтезированные полипептиды обладают свойствами коллоидов. Биуретовую реакцию дают более сложные пептиды, начиная с некоторых трипептидов. Дипептиды этой реакции не дают. Многие полипептиды высаливаются сернокислым аммонием, подобно высаливаемым пептонам (альбу-мозам). Способность полипептидов высаливаться зависит как от характера компонентов (тирозин и цистин способствуют высаливанию), так и от порядка сочетания аминокислот в молекуле пептида. Полипептиды, особенно высокомолекулярные, проявляют в водных растворах способность к ассоциации. [c.318]

Другая серьезная проблема, возникающая при учете электростатических взаимодействий, связана с диэлектрической проницаемостью е. Выше отмечалось, что этот параметр характеризует макроскопическое свойство среды ослаблять взаимодействие зарядов, находящихся на большом расстоянии друг от друга. В конформационном анализе одной молекулы такая трактовка параметра е, строго говоря, теряет смысл. Тем не менее от использования диэлектрической проницаемости не отказались и вводят В расчет в виде эмпирического параметра, величина которого может существенно отличаться от величины известной физической константы. Определение е, используемой в конформационном анализе, связано с большими трудностями и вряд ли является однозначным. В отсутствие молекул растворителя в промежутке между близко расположенными атомами значение диэлектрической проницаемости определяется поляризуемостью взаимодействующих атомов и полем, создаваемым окружающими атомами и молекулами растворителя. Для неполярной среды Брант и Флори рекомендуют величину е = 3,5 [86]. Выбор был сделан при сопоставлении результатов конформационного анализа полипептидов с опытными данными. В работе Скотта и Шераги, посвященной конформационному анализу регулярных структур полипептидов, значение е варьируется от 1 до 4, что, однако, мало сказывается на профиле потенциальной поверхности [85]. Учитывая величину диэлектрической проницаемости в алкиламидах (е = 4), значения от 1 до 4 можно считать разумными при оценке электростатических взаимодействий атомов полипептидов в неполярных средах. В случае водных растворов значение зф должно быть больше, так как для самой воды е = 81 и, что весьма важно, вода при образовании водородных связей оттягивает на себя заряды атомов амидной группы. С. Кримм и Дж. Марк в расчете конформаций полипептидов с заряженными группами в водной среде использовали величину е, равную 10 [95]. В работе Е.М. Попова и соавт. [96] была рассмотрена возможность учета влияния растворителя на конформационное равновесие низкомолекулярных пептидов в рамках механической модели. Наилучшее совпадение с экспериментальными данными было получено при е = 4 для растворов в ССЦ, е = 6-7 - СНСЦ и е = 10 - Н2О. [c.119]

В последующих главах рассматриваются результаты конформацион-1 0го анализа большой серии природных олигопептидов. Их пространст- енное строение практически полностью определяется взаимодействиями ежду близко расположенными в цепи остатками, и поэтому они представляют собой естественные объекты исследования средних взаимодействий. Здесь нельзя было ограничиться анализом единичных примеров в силу по крайней мере двух обстоятельств. Во-первых, изучение конформационных возможностей природных олигопептидов является, как станет ярно позднее, самым ответственным и сложным, но в то же время 1 иболее интересным этапом на пути к априорному расчету трехмерных структур белков. Очевидно, понимание пространственного строения и механизма спонтанной, быстрой и безошибочной укладки белковой последовательности в нативную конформацию невозможно без установления инципов пространственной организации эволюционно отобранных низко- лекулярных пептидов. Между природными олиго- и полипептидами нет четко очерченных границ, и количественная конформационная теория лее простых молекул является естественной составной частью конформационной теории более сложных соединений той же природы. Во-вторых, Й1ание пространственной организации и динамических конформационных свойств природных олигопептидов - гормонов, антибиотиков, токсинов и т.д. - необходимо -вакже для изучения молекулярных механизмов узнавания, действия и регуляции биосистем, выявления структурно-функциональных особенностей пептидов и белков. [c.233]

Аминокислотная последовательность Met-энкефалина соответствует последовательности аминокислотных остатков 61—65 -липотропина — полипептида гипофиза, которому до сих пор не приписана никакая специальная функция, кроме слабо выраженного липотропного гормонального действия. Возможно, он служит предшественником для синтеза энкефалинов или по крайней мере одного Met-энкефалина. Аминокислотная последовательность Leu-энкефалина не присутствует, однако, в -ли-потропине, но содержится в динорфине — другом пептиде гипофиза. Еще одно затруднение связано с тем, что в гипофизе присутствует большой белок-предшественник (рис. 8.27), первичная структура которого не только содержит -липотропин, но также и адренокортикотропный гормон (АСТН). Последний регулирует функции желез внутренней секреции, а также образование и секрецию кортизона. Механизм образования Met-энкефалина из предшественника неясен. Помимо энкефалина, другие фрагменты липотропина также обладают опиатными свойствами. Среди этих так называемых эндорфинов -эндорфин (последовательность 61—91 липотропина) особенно известен своим заметным анальгетическим действием. [c.234]

Как и аминокислоты, полипептиды содержат свободные аминную и карбоксильную группы, при различных значениях pH проявляют как положительный, так и отрицательный заряд, а также имеют изоточку. Химические свойства аминной и карбоксильной групп пептидов имеют много общего с таковыми у аминокислот, например, они вступают в одни и те же химические реакции, за исключением протекающих одновременно для карбоксильной и аминной группировок. [c.24]

Адренокортикотропный гормон. Адренокортикотропный гормон (АКТГ, кортикотропин) — 39-членный полипептид, вырабатываемый клетквми передней доли гипофиза. На рисунке 156 представлены структуры АКТГ ряда животных и человека. Полный сиитез 39-члеиного пептида со структурой, первоначально предложенной для АКТГ свиньи, был осуществлен в 1963 г. Р. Швицером и П. Зибером. Полученное соединение было близко по своим свойствам природному гормону, однако позднее структура последнего была уточнена. Синтез АКТГ человека был проведен независимо группами К. Хофманна и Р. Швицера. [c.265]

Теоретические расчеты конформаций пептидов проводятся в последние 5—6 лет с исключительной широтой и интенсивностью. Пожалуй, работ и идей в этой области опубликовано не меньше, чем по конформациям всех малых молекул, вместе взятых. Еще ждет решения целый ряд проблем, связанных с конформациями органических молекул (термохид1иче-ские свойства, частоты колебаний, переносимость атом — атом потенциалов и других постоянных потенциальных функций) и их упаковкой в кристаллах, еще далеко не все известно о потенциальных функциях, используемых для расчетов конформаций самих пептидов. Тем не менее интерес к конформациям пептидов настолько велик, что многие исследователи отложили пока разработку проблем, связанных с другими малыми молекулами. Этот интерес оправдывается тем, что расчеты конформаций пептидов дают важную информацию о пространственном строении небольших участков белка. Есть также надежды и на то, что полная пространственная структура белка будет предсказана на основании теоретического анализа, развитого для малых пептидных фрагментов и модельных полипептидов. Насколько оправданы эти надежды, трудно сказать с достаточной определенностью, и в этом вопросе мнения разных теоретиков расходятся. [c.93]

Еще полгода или год назад казалось, что в науке о конформациях пептидов было достигнуто определенное насыщение. Конформации небольших фрагментов или регулярных полипептидов можно было предсказывать с неплохой точностью и сравнивать с имеющимися опытными данными, а поскольку модельных соединений было синтезировано много, то поток работ, посвященных конформационным расчетам, постепенно увеличивался, хотя явно ощущалось отсутствие новых идей. Создавалось впечатление, что пространственные структуры глобулярных белков и конформации модельных полипептидов разделены непреодолимым барьером, и, следовательно, последние оставались вещью в себе . Параллельно развивались статистические исследования белков, с тем чтобы иметь возможность получить представление о спиральных и неспиральных участках в белках на основании знания аминокислотной последовательности. Однако недавно Котель-чук и Шерага [21] установили важные свойства взаимодействия аминокислот друг с другом и пептидной цепью. Эти свойства открывают новые возможности для анализа про-стракственной сгруктуры белков или, по крайней мере, нерегулярных пептидов с относительно большим числом остатков, и потомку мы на них подробно остановимся. [c.94]

Аминокислоты, ковалентно соединенные друг с другом при помощи пептидных связей, образуют пептиды, которые могут быть получены также как продукты неполного гидролиза полипептидов. Кислотно-основные свойства пептида определяются его концевыми NHj-и СООН-группами, а также входящими в его состав ионизируемыми R-группами. При полном гидролизе пептидов образуются свободные аминокислоты. Взаимодействие аминоконцевого остатка пептида с 1-фтор-2,4-динитробензолом приводит к образованию производного, имеющего характерную желтую окраску. Некоторые пептиды присутствуют в свободном состоянии в клетках и тканях и вьшолняют специфические биологические функции. К ним относятся многие гормоны, антибиотики и другие соединения, обладаюцще высокой биологической активностью. [c.132]

Поскольку было установлено, что синтетические сополимеры стимулируют включение аминокислот в белок, оказалось возможным поставить следующий эксперимент, позволяющий проверить гипотезу об адаптерной роли растворимой РНК-Поли-УГ стимулирует включение цистеина в полипептиды, но не стимулирует включение аланина. Цистеин, присоединенный к растворимой РНК, с помощью специальной обработки был превращен в аланин, который оставался по-прежнему связанным с цистеи-новой S-PHK. В этом случае полн-УГ стимулировал включение аланина. Таким образом, аминокислота, прикрепленная к растворимой РНК, сама по себе не влияет на процесс кодирования. Поли-УГ опознает специфическую цистеиновую транспортную РНК независимо от того, какая аминокислота к ней присоединена. Следовательно, транспортная РНК обладает характерными свойствами молекулы-адаптера, о которых говорилось выше. В одном из таких экспериментов было обнаружено включение аланина в пептидный фрагмент а-цепи гемоглобина. В обычных условиях этот пептид содержит не аланин, а цистеин. Этот результат подтверждает гипотезу об адаптерной роли растворимой РНК при синтезе белка. [c.378]

Замена растворителя может влиять и на стерические свойства некоторых лигандов. Так, например, в случае макромолекул полипептидов (с точки зрения координационной химии они являются поли-функциональными лигандами) перемена растворителя может вызвать существенные изменения в конформации молекул, влияя на их поведение как лигандов. Кортикотропин, например, не обнаруживает высокой упорядоченности в водных растворах [50], однако в трифтор-этаноле этот полипептид принимает структуру а-спирали [25]. В смесях растворителей типа вода — трифторэтанол степень упорядоченности пропорциональна соотношению растворителей в смеси все это отражается на равновесных константах протонирования для пептидов [15, 47]. Естественно, что конформационные изменения оказьшают влияние на координацию кортикотропина с металлом. [c.185]

Детальные описания указанных работ имеются в обзоре Рамачандрана и Сасисекхарана [16], посвященном рассмотрению конформаций пептидов и белков. Один из обзоров Шерага [17] охватывает расчеты конформаций олиго- и полипептидов, другой его обзор [18] посвящен анализу термодинамических свойств пептидов и белков в растворах и исследованию роли ближайших взаимодействий в определении нативной конформации белка. В обзоре автора [19, с. 93] рассмотрены более поздние достижения в расчетах конформаций пептидов и, в частности, работы,проведенные у нас в стране. [c.360]

Фишером и его учениками было синтезировано около 125 пептидов различного состава и различного молекулярного веса. Это был богатейший материал для того, чтобы можно было попытаться сравнить синтетические и природные пептиды, выделяемые из белковых гидролизатов. Такое сравнение было бы безусловным и решающим доказательством правильности пептидной теории строения белков. Фишер при исследовании свойств полученных им полипептидов видел, что с увеличением длины цепи сходство полипептидов с пептонами постепенно увеличивается. Это было тем более убедительно, во-первых, потому, что Фишер синтезировал ограниченное число полипептидов с длиной цепи, превышающей четыре аминокислотных остатка (10 тетрапептидов и 12 пептидов, содержащих от 5 до 18 аминокислотных остатков табл. 4), во-вторых, потому, что полипептиды были получены в основном из глицина и лейцина. Лишь в некоторые из них входили аланин и тирозин. Полипептиды, как и пептоны, были горьки на вкус, тогда как составляющие их а-аминокисло-ты обладали сладковатым вкусом полипептиды, как и пептоны, осаждались фосфорновольфрамовой кислотой они давали положительную биуретовую реакцию, но самым важным и интересным было то, что некоторые из синтетических пептидов расщеплялись желудочным соком, вытяжками из стенок кишечника и поджелудочной железы (табл. 5). Это было доказано соверщен-но неопровержимо во многих случаях гидролиз был отмечен не только качественно его глубина была измерена поляриметрически [180]. Для уточнения принципа строения полипептидной цепи Фишером была использована зависимость протеолиза от конфигурации аминокислот. Протеолитическому расщеплению были подвергнуты пептиды, построенные из D- и -аминокислот. Ма- [c.85]

Такой вывод подтверждался тем, что свойства многих синтетических полипептидов, которые получил Фишер, его сотрудники и ученики, были идентичны свойствам естественных пептидов, получаемых при кислотном, щелочном или ферментативном гидролизе белков. Самым основным доказательством этого было то, что синтетические полипептиды расщеплялись протеолитически-ми ферментами. [c.89]

Наиболее известными поверхностноактивными веществами этого класса являются ламепоны, для производства которых смесь аминокислот и низкомолекулярных пептидов, получающаяся при гидролизе щелочью отработанных белков (отходы кожи после процесса хромового дубления, низкосортный животный клей или другие легко гидролизующиеся продукты, содержащие коллаген), конденсируется с гало-идангидридами тех или иных жирных кислот. Хотя в большей части патентов [33а] , описывающих техническое получение ламепонов, подчеркивается использование низших полипептидов, можно предполагать, что в этих процессах гидролиз белков протекает более глубоко, так что образуются и индивидуальные аминокислоты. Как обычно для веществ этого класса, конденсация проводится путем медленного введения хлорангидрида в раствор аминокислот при энергичном перемешивании и добавлении едкого натра для поддержания щелочной реакции среды. Температура поддерживается около 25—30°, а в конце реакции может быть повышена до 60—70°. Полученный продукт выделяется под-кислением, так как свободные кислоты почти нерастворимы в воде. Производные как олеиновой кислоты, так и кислот кокосового масла поступают в продажу в виде вязких жидкостей коричневого цвета, представляющих собой водные растворы, содержащие около 35°/q активной составляющей и небольшие примеси неорганических солей. Ламепоны исключительно устойчивы по отношению к кальциевым солям и являются хорошими эмульгаторами и диспергаторами (пептизаторами) кальциевых мыл. Обладая свойствами защитных коллоидов и способностью смягчать ткани, они применяются в текстильной [c.39]

В отличие от белков и пептидов нормального метаболизма в состав антибиотиков полипептидов аминокислоты входят в левой и правой конфигурациях, что приводит к глубоким различиям в химических и биологических свойствах. Структуры из /.-аминокислот образуют преимущественно линейные полимеры, достигающие огромного молекулярного веса, которые легко р асщепляются протеолитическими ферментами, освобождая последние для нового цикла гидролитического или, в зависимости от условий, биосинтетического действия. [c.401]

Исследованию указанных вопросов в настоящее время посвящено большое количество работ однако данных о физических, механических и химических свойствах волокон, полученных из этих синтетических полимеров, пока имеется очень мало. Следует отметить [108, 109, ИЗ], что сополимеры //-фенилала-нина и /-лейцина или а-аминоизомасляной кислоты образуют пленки и волокна, имеющие, согласно данным рентгеноструктурного анализа, структуру типа а-кератина. Астбери и др. [ПО] описали синтетические сополимеры пептидов, которые по своей структуре родственны волокнистым протеинам типа 3-кератина. В то же время другие исследователи [111] получили ориентированные волокна и пленки из некоторых сополимеров и показали, что они могут существовать как в а-форме, когда цепи макромолекул полимера находятся в свернутом состоянии, так и в Р-форме, характеризуемой наличием вытянутых макромолекул. Между этими двумя формами возможен взаимный переход, на который оказывает сильное влияние применяемая жидкая среда. Колеман и Фартинг [113] показали, что некоторые из полипептидов довольно устойчивы к действию гидролизующих агентов и имеют низкую остаточную влажность. Мак-Дональд [120] увеличил гидрофильность и улучшил накрашиваемость синтетических полипептидов обработкой полимеров в растворе или в твердом виде ангидридом карбоксисаркозина таким образом, что в полимер вводилось 5—25% полпсаркозина. Подобным же образом могут быть модифицированы найлоновые волокна [121]. [c.182]

Поливинилсульфокислота представляет собой сильную поливалентную кислоту со свойствами полиэлектролита. Она гидролизует дисахариды (например, сахар-сырец) с такой же скоростью, как низкомолекулярная сильная кислота одинаковой активности Н -ионов. Следует, однако, отметить, что она гидролизует пептиды, полипептиды и белки с 5—10 раз большей сгчоростью реакции [83, 422]. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология