Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
гидролизе последняя превращается в полиаспарагиповую кислоту (стадия 2).
Существование стадии 1 предполагается на основании того факта, что
нагревание N-ацетиласпарагиповой кислоты приводит к образованию полимера,
а это исключает возможность существования дипептидных промежуточных
продуктов. Синтез происходит, по-видимому, в результате межмолекулярной
реакции трансацили-рования. На стадии 2 из ангидрида аспарагиновой
кислоты образуется полиаспарагиновая кислота. В результате этой реакции
следует ожидать образования как а-, так и р-пептидных связей.
Действительно, химическими методами было показано, что по крайней мере
33% всех связей представляют собой P-связи, отсутствующие в биологических
полипептидах. Присутствие р-свя-зей было показано путем приготовления
производных продукта — анилидов и метиловых эфиров. Кроме того, аммонолиз
продукта приводит к образованию как аспарагина, так и изоаспарагина. Эти
выводы подтверждаются также при проведении реакции Гофмана. Если бы в
полимере имелись только a-связи, то расщепление пошло бы по схеме А (фиг.
49). Было показано, однако,
12 ООО.
206
ГЛАВА V
СО-
СО—
СООН
Н+
А. —NH— СН
—NH— СН
—»nh2-ch
ch2-conr
conh2
СН2—NH.
NR
СНО со,
Н+ | +
Б. -NH-CH
NH—СН
* NHg + СН2----------> СНО
Н20 | |
СООН сн3
cr,—со—
сн2—со—
Фиг. 49. Продукты расщепления (по Гофману) полиаспарагиновой кислоты,
полученной путем термической конденсации [ 13].
что расщепление продукта идет как по схеме А, так и по схеме Б.
Полиаспарагиновую кислоту, полученную путем термической конденсации,
восстанавливали LiAlH4 и затем гидролизовали [14]. В гидролизате были
обнаружены а-гомосерин, p-гомосерин и аспарагиновая кислота, что еще раз
свидетельствует о сильной разветвленности полимера.
Присоединение фосфатного остатка к нуклеозиду также представляет собой
реакцию конденсации с дегидратацией (фиг. 42). При нагревании фосфата с
нуклеозидами в запаянных ампулах из стекла пирекс в течение 2 ч при 160
°С в отсутствие воды образовывались нуклеотиды [15]. Для облегчения
идентификации продуктов этого синтеза использовались меченные
радиоактивными изотопами нуклеозиды. После нагревания смесь продуктов
растворяли в воде и анализировали при помощи электрофореза, хроматографии
на бумаге и ионообменной хроматографии. В числе продуктов были обнаружены
циклический 2',3'-фосфат, 2'-мо-нофосфат, З'-монофосфат и 5'-монофосфат.
Наилучшие результаты были получены при использовании NaH2P04-H20 — в этом
случае выход уридинмонофосфата достигал 16%. Хорошими донорами фосфата
оказались также NaNH4HP04-4H20, (NH4)2HP04 и Са(Н2Р04)2• Н20. Если
нагревание было более длительным, то максимальных значений выход продукта
достигал на четвертом часу реакции. Через 2 ч количество циклического
фосфата превышало количество нециклических продуктов. Из всех нуклеозидов
самый лучший результат был получен с уридином: после 4-часового
нагревания выход нуклеотида составлял 20,6%. При использовании цитидина,
гуанозина, тимидина и аденозина выход нуклеотидов составлял 13,7; 9,8;
6,3 и 3,1% соответственно. Лучшие результаты получали для пиримидинов по
сравнению с пуринами. Тщательный анализ позволил выявить среди прочих
продуктов реакции 2',5'- и 3',5'-динуклеозидфосфаты, которые
обнаруживались даже тогда, когда синтез проводили при 65 °С 116]. Как уже
указывалось выше, при нагревании в течение 4 ч при 160 °С уридинфосфат
получали с выходом 20%. Выход про-
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ С ОТЩЕПЛЕНИЕМ ВОДЫ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 207
дукта при температуре 80 °С (нагревание в течение 12 суток) составлял 3%,
так что для синтеза могут быть применены и более умеренные условия [15].
Возможные механизмы образования нуклеозидов в условиях первобытной Земли
будут рассмотрены позже.
Далее изучали пироконденсацию нуклеозидфосфатов с образованием
фосфодиэфиров [17]. Безводный 2'(3')-ЦИтидинмонофос-фат (ЦМФ) нагревали в
присутствии полифосфата в течение 2 ч при 65 °С. Продукт нейтрализовали
водным аммиаком, диализо-вали и фракционировали на колонках с дауэкс-1.
Выход продукта составлял 1 %. Из всех изученных нуклеотидов
цитидинмонофосфат был единственным нуклеотидом, способным к
самоконденсации в применявшихся условиях. После выдерживания продукта при
37 °С в течение 48 ч в щелочной среде наблюдался гиперхромный эффект, как
и в случае поли-Ц. Продукт анализировали также ферментативным методом.
Сначала его обрабатывали бактериальной щелочной фосфатазой и получали
соединение А. Это соединение анализировали на концевые фосфатные группы.
Затем проводили обработку панкреатической рибонуклеазой и фосфатазой и
получали продукт В, который затем в свою очередь анализировали на
фосфатные группы. Значения, полученные для соединения А, служат мерой
числа всех концевых фосфатных групп в продукте, а значения, полученные
для соединения В, отражают количество диэфирных фосфатных групп. В
типичном случае значения для соединения А составляли от 36 до 40%, а для
