Пептидная амидная связь, определени

Следует отметить, что в кислых условиях (т. е. безводная трифторуксусиая кислота) гидроксил (протонированный) становится уходящей группой аналогично ведет себя и амин (амидная связь). Так, реакция фенилизотиоцианата с белком — важный метод определения Ы-концевой аминокислоты и последующего определения первичной структуры белка. Напомнив, что мономерные составляющие белка соединены амидными (так называемыми пептидными связями), покажем это на примере простого дипептида глицилаланина. [c.53]

Трипсин и химотрипсин обладают наиболее высокой специфичностью по отношению к субстрату, что и используется для определения стерической однородности пептидов. Трипсин расщепляет только пептидные связи, в образовании которых принимают участие карбоксильные группы аргинина и лизина. Гидролиз протекает очень медленно или вообще не идет, если эта аминокислота является N-концевой или второй от N-конца пептида. Не расщепляются пептидные связи, образованные со-за-мещенными аминокислотами, и связи Lys-Pro и Arg-Pro. Неспецифический гидролиз происходит крайне редко (ср. [2678]). Химотрипсин расщепляет главным образом пептидные связи, в образовании которых принимает участие карбоксильная группа остатка ароматической аминокислоты. Иногда имеет место и неспецифический гидролиз, например по амидным связям лей-цил—аминокислота. На гидролиз, катализируемый химотрипсином, природа всей молекулы пептида оказывает большее влияние, чем на расщепление трипсином (ср. [2678]). [c.403]

Предшественники (зимогены) — пепсиноген, трипсиноген и химо-трипсиноген получены в чистом виде. Активация заключается в удалении небольшого пептидного фрагмента и катализируется либо активной формой самого фермента, либо энтерокиназой, другим ферментом, имеющимся в пищеварительном тракте. При превращении трипсиноге-на в трипсин с N-конца белка отщепляются гексапептид вал— (асп)4 — лиз и N-концевой аминокислотой становится изолейцин (Нейрат , 1955). Активация других зимогенов более сложна. Ранние работы Бергмаина (1937) на простейших модельных пептидах показали, что ферменты избирательно расщепляют определенно пептидные связи. Пепсин, трипсин и химотрипсин известны как эндопептидазы, так как они расщепляют пептидные связи, расположенные внутри молекулы. Пепсин расщепляет амидные связи, образованные аминогруппами фенилаланина или тирозина химотрипсин расщепляет связи, образованные карбоксильными группами этих ароматических аминокислот. Трипсин расщепляет амидные связи, образованные карбоксильными группами основных аминокислот (лиз, арг). Эти протеолитические ферменты расщепляют также эфиры аналогичной структуры. Во всех случаях затрагиваются только пептиды, образованные -аминокислотами. Предположение Михаэлиса (1913), что реакции, катализируемые ферментами, проходят через стадию образования промежуточного фермент-субстратного комплекса, были подтверждены всеми последующими работами. С большой очевидностью показано, что каталитическая активность определяется небольшим участком фермента, так называемым его активным центром. [c.697]

Конформация. — В 1951 г. Полинг и Kopи предложили конформацию полипептидной цепи, в частности фибриллярных белков. Эта конформация в настоящее время подтверждена множеством доказательств. Основанием гипотезы Полинга и Кори были точные рентгеноструктурные определения межатомных расстояний в простых пептидах, таких, как L-aлa(Hил-L-aлalHИн, данные для которого представлены на диаграмме а. Вследствие резонанса пептидных групп связь С—N укорочена, а связь С = 0 удлинена, амидные группы лежат в одной плоскости в грамс-положении. [c.709]

ЛИ, которую играют в поддержании структуры те или иные связи, различают несколько структурных уровней. Первичная структура белка определяется числом и последовательностью ковалентно связанных аминокислот. Полипептидная цепь благодаря водородным связям, образующимся между кислородными атомами карбонильных групп и азотными атомами амидных групп, приобретает вторичную структуру она может образовать спиральную конфигурацию (а-спираль) или конфигурацию так называемого складчатого слоя. Третичной структурой называют определенное пространственное расположение пептидной цепи, обусловленное взаимодействием между различными ее боковыми группами. В поддержании третичной структуры участвуют другие водородные связи, ионные связи и неполярные (гидрофобные) взаимодействия. Поперечные связи, соединяюище различные участки полипептидной цепи, могут быть и ковалентными таковы, например, дисульфидные связи, образующиеся при окислении SH-rpynn. И наконец, благодаря взаимодействиям нескольких полипептидных цепей могут возникать надмолекулярные агрегаты. Такое строение (при котором белок состоит из определенного числа полипептидных цепей, или субъединиц) называют четвертичной структурой. При физиологических условиях белок находится в водной фазе. Поэтому между белками и диполями воды тоже имеет место взаимодействие. Полярные группы гидратированы. Факторы, вызывающие изменение заряда белков (концентрации ионов Н, Са , Mg , К и др.), неизбежно влияют также на степень гидратации, а тем самым и на степень набухания белков. [c.43]

Молекулы ферментов, как и все белковые молекулы, построены из остатков а-аминокислот, соединенных пептидными связями. Линейную последовательность остатков в полипептидной цепи называют первичной структурой белка. Под вторичной структурой понимают характер спирализации или свертывания полипептидной цепи эта структура стабилизируется водородными связями между карбонильной и амидной группами пептидных связей. В результате дальнейшего скручивания молекулы, уже имеющей определенную вторичную структуру, возникает третичная структура, которая стабилизируется за счет различных взаимодействий между боковыми группами аминокислот. Наконец, под четвертичной структурой понимают крупные белковые агрегаты, состоящие из нескольких полипептидных цепей различного типа. Помимо полипептидной цепи, на которую приходится основная масса молекулы, белок может содержать также и другие ковалентно связанные с полипептидной цепью химические группировки, называемые простетиче-скими группами. [c.19]

Из планарности пептидной связи следует, Что угол поворота и = О (рентгеноструктурными исследованиями белков была показана возможность незначительного поворота с выходом из планарности). По определению углы (А к ф получают положительное значение, если, при наблюдении от С -атома, вращение осуществляется по часовой стрелке. Принципиально для этих углов разрешены не все значения это ограничение определяется радиусами взаимодействия не связанных друг с другом атомов. Рамачаи-дран и др. [148, 149] исследовали иа различных моделях с помощью ЭВМ все возможные комбинации углов поворота и (в табл. 3-7 приведены минимальные расстояния между ковалентно не связанными атомами, которые были взяты для расчетов стерически разрешенных и запрещенных конформаций белковой молекулы при отклонении ее от планарности амидной связи). Из-за стерических ограничений практически реализуется лишь 5Щ всех возможных значений риф. [c.376]

Синтез пептидов, содержащих фенилаланин, не представляет особых трудностей (см., например, [774, 775, 1114, 2368]). Фенилаланин наряду с глицином и аланином является именно той стандартной аминокислотой, на которой проверяли новые защитные группы, методы синтеза пептидов и степень рацемизации. С этой целью часто используют bo-Gly-L-Phe-Gly-OEt (см. главу X, А, 1, б). Фенилаланинсодержащие пептиды также неоднократно синтезировали для изучения специфического расщепления амидной связи фенилаланил—аминоацил химотрип-сином. Фенилаланин очень часто встречается в природных биологически активных полипептидах. Интересно, что о-изомер также входит в состав многих пептидных антибиотиков. Пептиды, содержащие один остаток фенилаланина, поглощают в ультрафиолетовой области с е=187 это иногда облегчает определение молекулярного веса пептидов [2389, 2393]. [c.194]

Когда транспортные РНК выстроятся в определенной последовательности, связанные с ними аминокислоты окажутся расположенными в той же последовательности. Но стоит аминокислотам выстроиться в ряд, как между ними начинается формирование амидных (пептидных) связей и в результате образуется белок. Определенный порядок аминокислот в белке, а следовательно, и его молекулярная конфигурация зависят в конечном счете от специфического гена, или молекулы ДНК, так как это она определяет последовательность нуклеотидов в матричной РНК. последняя в свою очередь определяет порядок расположения транспортных РНК, каждая из которых связана с одной из аминокислот, необходимых для синтеза белка. [c.432]

Допущение возможности полимеризации элементарных рядов с образованием связи —ЫН—СО— служило причиной того, что А. Данилевского называли предшественником Э. Фишера в открытии пептидной связи или даже первооткрывателем этой связи в белках (см. [3, 19]). Не совсем верно толкуется это предположение Данилевского даже в очерке его деятельности Г. Е. Владимировым, который, указывая на чисто внешнее сходство полипептидной теории с теорией Данилевского, утверждает, что у последнего группировка СО—МН связывается с вхождением в молекулу биурета [7]. Но Данилевский кроме существования группировки СО—ЫН в биурете элементарных рядов допускал существование связей СО—ЫН между элементарными рядами. Он писал, что между элементарными рядами существуют двоякого рода связи, из которых одни удерживаются в целости, даже в состоянии пептона, другие же, а именно связи ангидридного типа при посредстве карбоксильных и амидных групп, существуют только в ангидридных формах белка [17, стр. 405]. Но и в том и в другом случае связь СО—ЫН не имеет ничего общего с пептидной связью Э. Фишера. Таким образом, частица белка, по Данилевскому,— это сложный комплекс, состоящий из различного числа элементарных рядов разного строения, которые могут объединяться в белках во всевозможных сочетаниях. Хотя в своих статьях Данилевский нигде определенно не высказывался за полимерное строение белка, он стоял к представлению о белке как об индивидуальном химическом полимерном соединении гораздо ближе, чем все его современники, не поднимавшиеся выше утверждений об агрегатном строении белковой молекулы. Так, в письме к А. М. Бутлерову еще в 1871 г. он писал, что полученные им данные наводят на мысль о том, что частицы альбумина есть [c.53]

Свободные гидроксильные и аминогруппы в белках, а также водородные атомы пептидной (амидной) связи могут быть использованы для различных превращений. Например, амино- и гидроксильные группы можно проацетилировать или прометилировать. Однако продукты превращения белков не являются сырьем для дальнейшей переработки в большинстве случаев эти реакции применяются для фиксации определенной формы белка и придания ему нерастворимости. С этой целью обычно используют реакции, связанные с образованием сетчатой структуры, например обработку формальдегидом, приводящую к образованию метиленовых мостиков между макромолекулами (при получении искусственного рога, галалита, и т. д.). Более подробно о способах переработки различных белков сообщается в технологической части книги. [c.126]

Были обнаружены ферменты, специфически расщепляющие 0-гликозид-ные связи, соединяющие N-ацетилгексозамин с серином и треонином, и N-гликозидную связь между N-ацетилглюкозамином и амидной группой аспарагина (том 1, гл. 10). Для изучения строения и конфигурации углевод-пептидной связи было бы удобно использовать гликозидазы, действующие только на определенный тип связи. Если бы были найдены гликозидазы, действующие на нативный гликопротеин, можно было бы получить нерас-щепленный апопротеин. Пока еще такой возможности нет. Даже при очень мягкой щелочной обработке, при которой происходит расщепление 0-глико-зидных связей, соединяющих углеводный и сериновые или треониновые остатки, происходит расщепление некоторых пептидных связей. Ферментативное отщепление гетеросахаридов может помочь оценить роль углеводного участка молекулы в биологической активности определенных гликопротеинов. Данные, полученные при обработке нейраминидазой клеточных рецепторов вируса гриппа и некоторых гормонов, убедительно показали важную роль нейраминовой кислоты в биологической активности этих белков. [c.295]

В последнее время для определения перви<шой структуры коротких пептидов используют не только химические, но и физические методы, в частности масс-спектрометрию. Принцип того метода заключается в том, что молекула соответствующим образом подготовленного пептида, находящаяся под действием высокой температуры и глубокого вакуума э, газовой фазе, в специальной камере масс-спектрометра подвергается энергичной бомбардировке электронами, распадаясь при этом на положительно заряженные осколки. Эти осколки, несущиеся с огромной скоростью, попадают в магнитное поле и отклоняются в нем на определенную величину в зависимости от их массы и заряда, а затем фиксируются специальным коллектором и регистрируются на бумажной ленте в виде масс-спектра. Последний представляет собой серию пиков разной интенсивности, отвечающих массам образующихся при распаде пептида фрагментов. В случае пептидов такой распад происходит преимущественно по наиболее лабильным амидным связям с отщеплением отдельных аминокислотных остатков и, читая масс-спектр, можно судить о последовательности этих остатков в пептидной цепи. [c.41]

Щелочной гидролиз эфиров пептидов становится гораздо более трудным по мере удлинения пептидной цепи [683]. Иногда омыление эфиров высших пептидов требует настолько жестких условий, что это приводит к одновременному отщеплению N-за-щитных групп и значительной рацемизации. В этом случае определенные преимущества приобретает кислотный гидролиз, для которого обычно используют соляную кислоту. Эфиры фталил-и карбобензоксипептидов можно гидролизовать соляной кислотой в ацетоне или диоксане в течение 0,5—1,5 час при комнатной температуре [1183, 2060]. В более жестких условиях, а именно при обработке 12 и. НС1 при 39°, эфиры карбобензоксипептидов претерпевают гидролиз и одновременное декарбобензоксилирование [1538, 1951]. Сложноэфирные связи пептидов с незамещенной аминогруппой расщепляются значительно легче [478, 2017]. В некоторых случаях сравнительно жесткие условия, необходимые для кислотного гидролиза метиловых или этиловых эфиров, могут вызывать расщепление пептидных и особенно амидных связей в N-карбоксамидных группировках. В частности, гидролиз м-амидной связи успешно применялся в ряде случаев основываясь на этом, можно проводить селективное отщепление защитных группировок с ш-карбоксильных функциональных групп аминодикарбоновых кислот во время пептидного [c.92]

В результате облучения происходит значительное изменение содержания азота в различных группах при неизменно.м об цем содержании азота в веществе. Так, увеличение амидного азота, определенного аналитическим методом, является следствием изменения пептидных связей. Деструкция пептидных связей приводит к уменьшению молекулярного веса и возникновению водорастворил1ых продуктов. Возможное дегидрирование карбамидных групп в конечном итоге должно приводить к выделению свободного аммиака при гидролизе протеинов. [c.70]

Белки - это регулярно построенные сополимеры, состоящие из аминокислотньгх звеньев, чередующихся в порядке, определенном так называемым биологическим кодом , и соединенных друг с другом амидной (пептидной) связью [c.337]

Первое исследование по использованию масс-спектрометрии для определения аминокислотной последовательности было опубликовано Бименом и сотр. [8]. Они предложили восстанавливать пептидные связи и концевую карбоксильную группу литий-алюминийгидридом для получения полиаминоспиртов, содержащих диаминоэтановые остатки вместо амидных групп. Такие полиаминоспирты, полученные из коротких пептидов (не больших, чем пентапептид), достаточно летучи и дают интерпретируемые масс-спектры. [c.190]

Подобные же затруднения возникают при определении числа свободных концевых карбоксильных групп. В этих случаях также необходимо отличать концевые с -карбоксильные группы от р-кар-боксильных групп аспарагиновой кислоты и г-карбоксильных групп глутаминовой кислоты (группы Б и Г в формуле на стр. 122). Значительная часть карбоксильных групп последних двух типов входит в состав амидных группировок СОЫНг (см. табл. 1). Остальная часть их, однако, находится в виде свободных карбоксильных групп и электрометрически титруется вместе с концевыми -карбоксильными группами. Попытки определить число концевых -карбоксильных групп путем вьиитания из общего числа карбоксильных групп, определяемого электрометрически, числа р- и у-карбоксильных групп, определенных отдельно, наталкиваются на затруднения. Эти затруднения связаны с тем, что число концевых -карбоксильных групп очень невелико по сравнению с общим числом карбоксильных групп поэтому даже небольшая ошибка в определении дикарбоновых кислот может повести к большим неточностям при установлении числа концевых -карбоксильных групп. Из сказанного ясно, что важный вопрос о том, является ли пептидная цепь разветвленной или нет, не может быть разрешен окончательно при помощи указанных прямых методов определения числа концевых групп. В связи с этим был предложен другой путь, а именно метка концевых групп при помощи каких-либо производных аминокислот и определение последних после гидролиза белка. Наибольшее затруд- [c.123]

Принято считать, что амино-(и имино-)кислоты, освобождаюш,иеся при полном кислотном гидролизе, являются фрагментами, точно соответ-ствуюш ими первоначальной ковалентной структуре белков. Аминокислоты рассматривают как единицы, образующие полипептидные цепи за счет повторяющихся пептидных связей (амидного типа) между их карбоксильными и а-аминогруппами [схема (1)]. Большинство сведений (например, растворимость белков, кривые титрования, образование производных) о доступности или реакционной способности функциональных группировок боковых цепей аминокислот в интактных белках определенно подтверждает, что эта точка зрения на структуру белка в основном правильна. Однако этот вывод не окончательный и необходимо иметь в виду возможные отклонения. [c.130]

На основе оведений о строении аминокислот и химической формулы белношой молекулы можно составить некоторые представления обо всех уровнях ее пространственной организации и факторах, определяющих их. Так, в результате анализа экспериментальных данных по структурам аминокислот и пептидов были с дела-ны определенные выводы о строении остова полипептидных цепей, о размерах амидных групп — звеньев полипептидных цепей (см. рис. 1). Это в свою очередь позволило теоретически рассмотреть различные способы насыщения водородных связей между пептидными группами и предсказать ряд вторичных структур (спиральных и р-растянутых [c.4]

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

Взаимодействие пептидных групп с ионами щелочных и щелочноземельных металлов, по-видимому, имеет в значительной степени ионный характер, но получены доказательства того, что это взаимодействие сохраняется и в растворе. Химические сдвиги протонов в спектрах ядерного магнитного резонанса (ЯМР) указывают на то, что взаимодействие металл — амидный кислород аналогично тому, которое описано для структур, существующих в растворах М-метилацетамида и ионов А1 +, ТЬ , Мд + и Ы+ в таком же порядке уменьшаются длины связей металл—лиганд [46, 47]. Не будучи специфическим свойством отдельных связей, взаимодействия металл — карбоксильный кислород и металл — пептидный кислород доказываются также тем фактом, что растворимость аминокислот и пептидов в воде изменяется в присутствии галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов [48]. Например, [Са(Н01у-01у-01у) (Н20)2]С12-Н20 (XV)—это только один из ряда стехиометрических комплексов, которые образуют с аминокислотами и пептидами хлориды, бромиды и иодиды Са(П), 5г(П) и Ва(П). Для всех выделенных комплексов найдено, что растворимость пептида в растворе соли больше, чем в чистой воде [48]. Дополнительным доказательством взаимодействия кальция с пептидом в растворе служит наблюдение обратного факта — растворимость иодата кальция в воде возрастает в присутствии глицилглицина и некоторых других пептидов и аминокислот [49]. Увеличение растворимости иодатов щелочноземельных металлов было использовано для определения констант устойчивости комплексов металлов с пептидами в растворе [50]. И термодинамическая, и кинетическая устойчивость этих комплексов невелика. [c.164]

Высшие алкил- и арилсульфосоединения (додекан- и га-толуол-сульфокислогы) [450, 451] значительно ускоряют кислотный гидролиз амидных и пептидных связей при условии, что кислота очень разбавлена, а умазанные выше связи принадлежат большим молекулам (белкам или крупным. пептидам). Этот каталитический эффект приписывается действию ассоциатов [452], образующихся при соединении таких молекул (посредством электростатических сил или сил ван-дер-Ваальса) с большими анионами (которые благодаря их поверхностно активным свойствам известны также под названием синтетических детергентов). В настоящее время они применяются преимущественно для селективного определения амидного азота в белках, хотя каталитический гидролиз пептидных связей также не лишен интереса вследствие своей возможной специфичности. Кроме того, как полагает Заагер [329], полезно было бы знать, можно ли катализировать щелочной гидролиз белка катионоактивными детергентами (алифатическими третичными аминами с длинной цепью,- четвертичными аммониевыми основаниями и алкилированными пиридинами). [c.179]

Более убедительные доказательства были получены при применении борогидрида лития в тетрагидрофуране. Нистром и сотр. [80] показали, что в подходящих условиях этот реагент восстанавливает эфирную группу в соответствующий спирт, но не реагирует с амидами. Чибналл и Рис [81] применили эту реакцию восстановительного расщепления эфирных связей для определения С-концевых остатков в низкомолекулярных белках. Карбоксильные группы после предварительной этерификации восстанавливали борогидридом лития и при последующем кислотном гидролизе в гидролизате обнаружили модифицированные остатки — аминоспирты или оксиаминокислоты. Согласно данным этих авторов, восстановление борогидридом лития амидных групп в белках незначительно и восстановительное расщепление пептидных связей при стандартных условиях не превышает 1—2% общего их количества. [c.294]