Разветвление пептидных цепей

Разветвление пептидных цепей [c.133]

Из данных, приведенных в предыдущих разделах, ясно, что разветвление пептидных цепей и циклизация играют лишь второстепенную роль в структуре глобулярных белков. Складчатость длинных пептидных цепей обусловлена, по всей вероятности, не прочными химическими связями, а более слабыми связями, возникающими при взаимном притяжении ионных и полярных групп. Ранее уже подчеркивалось, что белки содержат положительно и отрицательно заряженные группы. Противоположно заряженные группы притягиваются друг к другу под действием электростатических сил. Подобным же образом, в результате дипольной ассоциации, будут притягиваться друг к другу диполи (см. фиг. 22). Взаимное притяжение ионных групп изменяется пропорционально (где г — расстояние между ионными группами), способность же диполей связываться друг с другом изменяется пропорционально или Это обозначает, что силы, действующие между диполями, эффективны только в том случае, если расстояния между ними очень невелики. Соединение за счет диполей может происходить, таким образом, только тогда, когда они тесно прилегают друг к другу [95]. [c.136]

Полипептидные цепи состоят из аминокислот, соединенных между собой пептидными связями, т. е. связями между а-ами-ногруппами и а-карбоксильными группами. Существуют открытые, циклические й разветвленные полипептидные цепи. Как правило, открытые полипептидные цепи имеют на од ном. конце свободную а-аминогруппу, а на другом свободную а-карбоксильную группу, которые могут быть обнаружены различными методами определения концевых групп [114, 277, 320]. В разветвленной полипептидной цепи одна из групп в зависимости от характера разветвления может отсутствовать. Большая часть белков представляет собой соединения с открытой цепью [265, 277]. [c.167]

Анализ аминокислотного состава включает полный кислотный гидролиз исследуемого белка или пептида с помощью 5,7 н. соляной кислоты и количественное определение всех аминокислот в гидролизате. Гидролиз образца проводится в запаянных ампулах в вакууме при ПО "С в течение 24 ч. При этом полностью разрушается триптофан и частично серии, треонин, цистин и цистеин. а глутамин и аспарагин превращаются соответственно в глутаминовую и аспарагиновую кислоты. В то же время пептидные связи, образованные аминокислотными остатками с разветвленной боковой цепью (Val, Не. Leu), из-за стерических препятствий гидролизуются частично. Особенно стабильны связи Val—Val. Ile—Ile, Val—De и Ile—Val. [c.34]

Валин и изолейцин в большей степени, чем какие-либо другие аминокислотные остатки, ограничивают свободу вращения пептидной цепи, поскольку разветвление бокового радикала начинается уже с атома (в этом смысле их интересно сравнить с изотактическими полимерами, у которых ветвление начинается с первого атома боковой цепи, и в результате пространственных затруднений кристаллический полимер приобретает конформацию спирали 41). В работе [12] были найдены разрешенные и запрещенные области конформационной карты дипептида для нескольких остатков, в том числе для валина (рис. 12). Пространство, занимаемое на этой карте валином (или изолейцином), совсем мало. Как мы уже говорили, все остальные остатки должны занимать промежуточное положение между аланином и валином, однако, как мы видим из рис. 13 и как мы еще увидим на примере фенилаланина, [c.123]

Получение дальнейших сведений в указанном направлении затрудняется не только тем, что молекулы белков очень велики и имеют сложную структуру, но также и тем, что они очень нестойки. В связи с этим только небольшое число методов химического анализа может быть применено для исследования структуры белков. Лабильность белков связана с тем, что силы, обусловливающие сцепление прилегающих друг к другу пептидных цепей и внутреннюю структуру молекулы в целом, очень слабы. В настоящее время не приходится сомневаться в том, что разветвление цепей и образование кольцевых структур (если они вообще возникают) происходит только Фиг 26 Разветвление пеп-в некоторых точках макромолекулы тидных цепей и образование белка. Об этом свидетельствует стре- кольцевых структур, мление глобулярных белков образовывать мономолекулярные пленки на поверхностях. Образование подобных мономолекулярных пленок было бы невозможно, если бы молекулы белков представляли собой трехмерные решетки, подобные решеткам синтетического каучука. Легкость, с которой белки образуют мономолекулярные пленки на поверхности воды, представляет убедительное доказательство того, что их молекула либо состоит из длинной одномерной пептидной цепи, либо представляет собой двумерную сетку, образованную пептидными цепями. Указанные мономолекулярные пленки могут быть образованы только молекулами, в которых сложенные в складки пептидные цепи дают определенный рисунок, поэтому по легкости их образования можно судить о степени усложненности внутренней структуры молекулы [3]. [c.121]

Структуры, образованные разветвлениями, кольцами и другими связями, кроме пептидных, могут составлять только небольшую часть белковой молекулы. Большую часть этой молекулы, без всякого сомнения, составляют структуры, образованные длинными пептидными цепями. Такое представление о строении белковой молекулы находится в согласии с представлениями Э. Фишера и Гофмейстера — пионеров в области химии белка. С другой [c.121]

Вопрос о том, является ли пептидная цепь прямой или разветвленной, может быть разрешен путем определения числа концевых а-амино- и а-карбоксильных групп (формулы Л и Д). [c.122]

Остатки валина и изолейцина в большей степени, чем остатки каких-либо других аминокислот, ограничивают свободу вращения пептидной цепи, поскольку разветвление бокового радикала начинается уже у атома СР (в этом смысле их интересно сравнить с изотактическими полимерами, у которых ветвление начинается с первого атома боковой цепи, и в результате пространственных [c.374]

Из ЭТОЙ схемы видно, что боковые ответвления полипептидных цепей могут иметь различный состав и строение и содержать разнообразные функциональные группы (в приведенном отрезке цепи в боковых ответвлениях содержатся группы —СООН, —ОН, —NH2, —SH) некоторые из таких групп одной и той же или разных цепей могут взаимодействовать друг с другом, образуя межмолекулярные или внутримолекулярные связи различного типа. Например, при взаимодействии боковых групп —СООН и —NHj соответственно с группой —NHj N-концевой или с группой —СООН С-концевой аминокислот других цепей возникают новые пептидные связи и образуются разветвленные полипептидные цепи. Взаимодействие концевых групп —NHj и —СООН одной и той же цепи приводит к замыканию цепей в полипептидные циклы. Макромолекулы многих белков состоят из нескольких соединенных цепей. [c.331]

До сих пор еще определенно не известно, существуют ли точки разветвления в природных полипептидах или в пептидных цепях белков. Все рентгенографические исследования свидетельствуют о том, что главной структурной особенностью этих веществ является наличие связей, соединяющих a-NH2- и а-СООН-группы. [c.143]

Каждый остаток в основной цепи полипептида описывается двумя двугранными углами. При жесткой пептидной связи и довольно жестких длинах связей и валентных углах, конформация полипептидной цепи по существу описывается двугранными углами ф и 6 при Са-атомах, как показано на рис. 2.2. Это описание соответствует номенклатуре ШРАС — ШВ от 1969 г. [21]. Введен и торсионный угол (О, хотя вращение вокруг связи С —N заторможено.. Все двугранные углы в боковых цепях обозначаются буквой х с индексом, который может меняться от единицы до пяти. Показанная на рис. 2.2 боковая цепь Ser не имеет разветвлений, поэтому здесь потребовался только один индекс. Исчерпывающее описание обозначений можно найти в рекомендациях ШРАС—ШВ [21]. [c.29]

Моноаминомонокарбоновые кислоты могут образовывать только прямые пептидные цепи, цистеин же с его двумя амин-ными и двумя карбоксильными группами может соединять две параллельные пептидные цепи и таким образом обусловливать их разветвление. Разветвленные пептидные цепи могут образовывать также аминокислоты, имеющие функционально активную боковую цепь. К числу этих аминокислот принадлежат моно-аминодикарбоновые кислоты, диаминомонокарбоновые кислоты гт оксиаминокислоты. Наличие нескольких разветвлений в пептил- [c.120]

Для того чтобы закончить рассмотрение вопроса о разветвлениях пептидных цепей, нужно еще указать на то, что, по мнению некоторых авторов [69, 85], разветвление может быть обусловлено уреидными остатками. Уреидные остатки могут образовывать мостики при соединении карбоксильной группы с двумя соседними аминогруппами по типу R NH СО NH R. [c.134]

Полимиксин М состоит из 6 остатков а, у-диаминомасляной кислоты, 3 остатков L-треонина, 1 остатка D-лейцина и 1 остатка (- -)6-ме-тилоктановой кислоты. В молекуле полимиксина М обнаружено 5 свободных аминных групп, относящихся к остаткам а, у-диаминомасляной кислоты. Шестая молекула участвует в образовании пептида обеими аминными группами и находится на месте разветвления пептидной цепи. Антибиотик не имеет свободных а-аминных и карбоксильных групп. Это указывает на то, что молекула полимиксина М построена по цикло-пептид-пептидному типу. [c.394]

Если удлинение пептидной цепи на два остатка (АТ I) понижает охно сительную энергию конформаций группы А, то укорочение на два остатка по сравнению с АТ II (АТ П-(1-6)-пептид) действует в противоположную сторону две из четырех конформаций группы В имеют самую низкую энергию, не превышающую 1,0 ккал/моль. Изменения, однако, не так резки, как в случае АТ I, и конформационные возможности гексапептидного аналога ангиотензина, лишенного с потерей двух остатков ряда стабилизирующих взаимодействий, естественно, возрастают. Реальными при определенных внешних условиях становятся не только конформации группы А, но даже j-F), особенно D,. Замены в молекуле АТ II остатков Val в третьем и пятом положениях на остатки Pro ([Рго ]-АТ II и [Pr ij-AT II) и Ala ([А1а ]-АТ II и [А1а ]-АТ II) преследовали цель внести определенные, заранее известные стерические затруднения и запретить реализацию большого числа конформаций (первые два пептида) и, напротив, сделать аминокислотную последовательность АТ II более лабильной, а также оценить ограничительный эффект на формирование пространственного строения молекулы достаточно объемных и разветвленных при атоме СР остатков Val (вторая пара пептидов). [c.574]

Углеводные цепи апериодичного разветвленного типа являются широко распространенными компонентами гликопротеинов и ряда гликолипидов. Из приведенных выше правил следует, что любые упорядоченные конформации, очевидно, должны быть скорее компактными и глобулярными, чем вытянутыми и периодичными. Это дает возможность объяснить связь между структурой и функцией полисахаридных цепей (например, на поверхности клеток в процессе клеточного узнавания и взаимодействий типа гормон — рецептор). Определение структуры первого кристаллического глнко-протеина и в самом деле указывает на возможное соосное расположение и стабилизацию конформаций углеводных и пептидных цепей. [c.289]

Карбоксипептидазы А и В образуются при гидролизе трипсином соответствующих прокарбоксипептидазных предшественников, синтезируемых в поджелудочной железе [187J. Из этих двух ферментов более подробно изучена карбоксипептидаза А, и проведено ее детальное исследование методом рентгеноструктурного анализа [29, 188, 189]. Карбоксипептидаза А быка (КПА) представляет собой фермент, содержащий 307 аминокислот в единственной полипептидной цепи, которая прочно связывает 1 г-ион Zn(II) на 1 моль фермента. Необходимость Zn(ll) для ферментативной активности была впервые продемонстрирована тем, что КПА, свободная от иона металла, неактивна, но активность восстанавливается при добавлении Zn(II) [190, 191]. По-видимому, фермент, не содержащий металла, в основном сохраняет структурные свойства активной КПА [191]. Позже на основе данных рентгеноструктурного анализа [29] было четко установлено, что роль иона Zn(ll) при гидролизе пептидов заключается в связывании субстрата. При протеолизе фермент проявляет стереохимическую специфичность, отщепляя С-конце-вую аминокислоту от пептидной цепи только в том случае, если С-концевая карбоксильная группа свободна и если аминокислота имеет L-конфигурацию [192, 193]. Обычно наблюдается более высокая активность, если остаток С-концевой аминокислоты содержит ароматическую группу или разветвленную цепь [194]. [c.76]

Неразвствленные пептидные цепи обладают лишь одной а-амино- и одной а-карбоксильной концевыми группами, тогда как разветвленные цепи, если они не образуют колец, имеют несколько таких концевых групп. При определении числа концевых а-аминогрупп нужно, однако, всегда помнить, что в боковых цепях, образованных лизином, присутствуют свободные в-аминогруппы (формула В) и что определение свободных аминогрупп по методу Ван-Слайка дает а-амино- и е-аминогрупп. [c.122]

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]

Боковые цепи (R) пептидной цепи представляют те части аминокислот, которые не вошли непосредственно в состав пептидного скелета Строение боковых цепей может быть самым разнообразным от водородного атома и г. ямой или разветвленной цепи до сложной кольцевой системы (см., например, декапепт д на стр. 320). Длина этих цепей может изменяться от 1 до 12 А. Иногда боковые цепи, как, например, в яичном альбумине, составляют более 50% по весу белка. Многие из них сравнительно плотны и около половин их содержит сильно полярные группы. [c.322]

Здесь не будет обсуждаться возможная роль гуанидина, а также ОН-, SH- или иных групп, так как эта проблема в целом слишком велика и будет рассмотрена в статье IV в связи с вопросом о реакционной способности боковых цепей белков. Однако е -аминогруппы лизина, а также - и у-карбоксильные группы соответственно аспарагиновой и глутаминовой кислот, очевидно, способны участвовать в истинных разветвленных пептидных связях. [c.146]

Использование защитной карбобензоксигруппы создает дополнительные трудности при синтезе пептидов, содержащих серин или треонин. Если в классическом пептидном синтезе серин и треонин часто можно использовать без защиты боковых гидроксильных групп, то при твердофазном синтезе эти группы обычно приходится маскировать. Если этого не делать, то большой избыток активированной аминокислоты, применяемый для обеспечения полноты присоединения каждого вводимого остатка, может иногда вызвать ацилирование гидроксильных групп указанных аминокислот. Поскольку образовавшаяся подобным путем сложноэфирная связь устойчива в условиях синтеза, то в пептидной цепи могут возникнуть разветвления, которые на последующих стадиях синтеза будут удлиняться. Бензиловые эфиры, обычно используемые для защиты гидроксильных групп серина и треонина, в отличие от грет-бутилоксикарбонильных аминозащитных групп устойчивы по отношению к безводному хлористому водороду, применяемому для удаления грег-бутилоксикарбонильной группы. Если, однако, использовать карбобензоксигруппу, то бромистый водород в уксусной кислоте, применяемый для удаления карбобензоксигруппы, будет также расщеплять и простые бензиловые эфиры, и в итоге образуются Р-ацетильные производные. Если для отщепления пептида от полимера в дальнейшем используют омыление, то ацетильные группы также отщепляются, но их присутствие следует иметь в виду, когда на последующих стадиях желательны другие методы отщепления пептида от полимерного носителя. Ацети-лирования остатков серина и треонина можно также избежать, применяя для удаления карбобензокси-групп на каждой стадии бромистый водород в трифторуксусной кислоте до сих пор подобный метод в твердофазном синтезе еще не использовали. Однако этот метод может оказаться практически нецелесообразным вследствие ограниченной растворимости бромистого водорода в трифторуксусной кислоте, т. е. потребуется пропускать газообразный бромистый водород через суспензию полимера на каждой стадии синтеза, [c.42]

В этой главе описываются методы определения последовательности моносахаридных остатков и типов связей, которыми они соединяются друг с другом. Вопрос о характере связи гетеросахаридов с пептидными цепями здесь не рассматривается, поскольку ого подробному изложению посвящена гл. 10. По современным представлениям углеводные компоненты гликопротеинов состоят из одной или нескольких углеводных цепей, каждая из которых содержит относительно небольшое число (2—15) моносахаридных остатков, из которых но крайней мере один является остатком 2-аминогексозы. В большинстве случаев в гликопротеинах встречаются разветвленные углеводные цепи. Обычно гликопротеины доступны лишь в относительно малых количествах, причем для получения интерпретируемых результатов структурного исследования часто необходима тщательная очистка вещества, поэтому методы установления строения должны быть пригодны для малых количеств исследуемого полимера. [c.239]

Моносахариды, участвующие в связи, также можно легко идентифицировать. По-видимому, углеводные фрагменты гликопротеипов всегда имеют разветвленную структуру, за исключением тех случаев, когда они очень малы, как, например, дисахарид, найденный в гликопротеинах подчелюстных желез. Циклические олигосахариды, подобные декстринам Шардин-рера, в качестве простетических групп не встречаются. При выделении гетерополисахарида в состоянии, когда он не содержит никаких аминокислот, его восстанавливающая группа оказывается свободной, что позволяет предполагать, что это именно та группа, через которую осуществлялась связь углеводной и пептидной цепей. В случаях, когда эта связь относительно чувствительна к щелочи, как это наблюдается в гликопротеинах, где она осуществляется через остатки серина и (или) треонина, она может быть расщеплена в тщательно контролируемых условиях, и сахар, образующий связь, может быть идентифицирован стандартными методами после окисления в гликоновую кислоту или восстановления в многоатомный спирт. Однако, если сахар, образующий связь, сам замещен сахарным остатком в положении 3, могут возникнуть трудности этот вопрос обсуждался выше (см. стр. 266). В таких сучаях более плодотворным подходом может оказаться частичный кислотный гидролиз. [c.279]

Некоторые ткани, например кожа, кровепоспые сосуды и легкие, должны быть не только прочными, но и эластичными. Обширная сеть эластических волокон внеклеточного матрикса придает этим тканям необходимую им способность сжиматься после временного растяжения. Главный компонент таких волокон - эластин - это весьма гидрофобный негликозилированный белок (около 830 аминокислотных остатков в длину), который, подобно коллагену, необычайно богат пролином и глицином, но в отличие от коллагена содержит очень мало гидроксипролина и совсем не содержит гидрокеилизина. Молекулы эластина секретируются во внеклеточное пространство, где образуют волокна и слои, в которых эти молекулы связаны множеством сшивок в разветвленную сеть (рис. 14-43). Сшивки образуются между остатками лизина с помощью того же механизма, что и в коллагене (см. рис. 14-38). Функция эластина (в отличие от функции большинства других белков) требует того, чтобы его пептидные цепи оставались развернутыми и сохраняли гибкую случайную конформацию (рис 14-44). Именно такая структура сети из сшитых между собой, произвольным образом изогнутых эластических волокон позволяет всей сети растягиваться и снова сжиматься, подобно [c.502]

Гидролиз белков кислотой или щелочью приводит к потере некоторых аминокислот и их производных. В общепринятых условиях исчерпывающего гидролиза (6 М НС1, 18—24 ч, 110°С [266]) полностью разрушаются триптофан, аспарагин, глутамин, гликозиды, эфиры, образованные карбоксильными сульфо- и фосфорными группами, частично теряются серии, треонин и тирозин. Цистин и метионин частично разрушаются или окисляются до цистеиновой кислоты и метионинсульфона соответственно. Пептидные связи, включающие остатки валина, изолейцина и лейцина, гидролизуются трудно, и продолжительность гидролиза образцов, содержащих эти аминокислоты, увеличивают до 48, 72, 96 и даже 120 ч. Скорость высвобождения и деструкции индивидуальных аминокислот зависит в основном от природы белка и присутствия в нем солей и металлов (в металлопротеи-нах). Обычно кинетические кривые высвобождения серина, треонина и других лабильных остатков экстраполируют к нулевому времени гидролиза, а аминокислот с разветвленной боковой цепью —к бесконечному времени [372]. Однако может быть принято допущение, что за 24 ч теряется 10% серина и 5% трео- [c.249]

Можно полагать, что похожий механизм имеет место и в случае обратимых ингибиторов РОН-синтетазы. Напроксен и бруфен, представляющие собой небольшие и в значительной степени плоские молекулы, достаточно легко достигают активного центра фермента. Вольтарен и индометацин, имеющие разветвленную структуру, проникают в активный центр фермента, преодолевая барьер конформационных изменений белка, несколько раздвигая поли-пептидные цепи биополимера. [c.215]

Прежде чем использовать карбодиимиды в пептидном синтезе, следует уделить внимание выбору заместителя Н. Устойчивость алифатических и ароматических карбодиимидов зависит от природы заместителей, так что при хранении могут иметь место разложение или полимеризация. Длина алкилыюн цепи незначительно влияет на устойчивость карбодиимидов. Напротив, разветвленность алкильных заместителей при атомах азота существенно увеличивает стабильность соединений. Так, если диэтилкарбодиимид полимеризуется при храпении в течение нескольких суток, то дициклогексилкарбодиимид может храниться месяцами. Именно этот реагент и нашел наиболее широкое применение в белковом синтезе. Дициклогексилкарбодиимид (ДЦГК) можно использовать для синтеза пептидных связей [c.84]

Перемещение этой группы в положения 1 или 2, ее укорочение, удлинение или разветвление неблагоприятно сказываются на активности. Снижает радиозащитное действие и введение в боковую цепь дополнительных окси, кето, карбоксильной и других функциональных групп. Дополнительное введение меркаптогруппы усиливает активность. Наибольшим радиозащитным действием обладают соединения XV, у которых аминогруппа в боковой цепи является первичной (XV, Х= =Н) (за исключением некоторых монометилзамещенных соединений) или ацилирова-на аминокислотными, а также небольипши пептидными остатками. Неблагоприятно сказывается на радиозащитном действии введение любых заместителей в пиррольную часть молекулы (К и R в XV), а также в положения 4, [c.136]

Биосинтез гликопептида стенки проходит через несколько этапов, включаюш их образование полисахаридных цепей, нараш ивание на них пептидных разветвлений и в заключение — сшивание этих пептидов пентагли-циновыми мостиками. Ряд антибиотиков блокирует определенные стадии этого процесса, что в итоге приводит к нарушению биосинтеза стенки и, следовательно, к появлению нежизнеспособных бактериальных клеток после деления. Так, бацитрацин и ванкомицин ингибируют биосинтез полисахаридных цепей гликопептида, а пенициллин угнетает заключительный этап — образование пентаглициновых сшивок. Гликопептид рассматриваемого типа — обитая основа клеточной стенки самых разнообразных бактерий в то же время подобные структуры отсутствуют в клетках животных организмов. Отсюда становятся понятными причины широты антибактериального спектра таких антибиотиков, с одной стороны, и их исключительно низкая токсичность для животных, с другой. [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология