Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
(известно, что цианамид и дициандиамид при высоких температурах
превращаются в меламин [37, 431). Мы уже многократно подчеркивали тот
факт, что во многих экспериментах с модельными газовыми смесями легко
образуются нитрилы.
Были проведены модельные эксперименты с цианамидами со специальной целыо
более жестко соблюсти условия, в которых могла протекать химическая
эволюция 1461. В этих экспериментах использовались простые и относительно
стабильные реагенты в невысоких концентрациях; процезс проводили в водной
среде при умеренных температурах. Простота эгих реагентов делает их выбор
более реалистичным, чем выбор гораздо более сложных диал-
килкарбодиимидов. Цианамиды более стабильны в водных растворах по
сравнению с полиметафосфатами. Следует ожидать, что в описанных условиях
органические соединения, вступающие в реакцию, сохраняются значительно
дольше, чем при высоких температурах, которые имеют место в
непосредственной близости от вулканов. Предположение, согласно которому
химическая эволюция могла происходить в певодных, органических
растворителях, кажется в высшей степени маловероятным. Эксперименты с
цианамидами, о которых идет речь, планировались исходя из представления,
что па протяжении значительной своей части до-биологическая химическая
эволюция протекала в первобытных океанах (гл. III); не следует также
забывать, что современный метаболизм осуществляется в водной среде.
Оказалось, что цианамиды действительно способствуют образованию пептидных
связей. Прежде всего было обнаружено, что дициандиамид (ДЦДА) может
участвовать в конденсации аланина до аланилаланина [471. В водном
растворе дицкандиамида (0,01 моль/л), аланина (0,01 моль/л) и HCI (0,01
н.) аланилаланин образовывался с выходом около 1/6 (в пересчете па
исходное количество алапипа). ДЦДА был использован потому, что по своему
строению он напоминает цианамид и, так же, как и последний, способен, по-
видимому, к таутомерному превращению в карбо-диимид (фиг. 53 и 54).
Если вместо ДЦДА в качестве конденсирующего агента использовали
дициапамид (ДЦА), то выход продукта был значительно выше [481. В сходных
условиях выход дипентида при использовании ДЦА был в 3 раза выше, чем при
использовании ДЦДА. Продукты, меченные иС, идентифицировали при помощи
хроматографии и электрофореза иа бумаге, а их количество оценивали
методом сцинтилляционной спектроскопии.
Был весьма детально изучен механизм, посредством которого дицианамид
участвует в синтезе дипептидов [391. Предполагаемая схема синтеза
диглицина представлена на фиг. 55. Эта схема выведена на основании
следующих фактов:
222
ГЛАВА V
№=С—N—CsN
I. Анион дициаиамида
NC—NH—C=N
NC—N=C=NH
М. Карбодиимидная форма-
NC-
NH2
I
сн2
I
СООН
?NH—C=NH HN-(CN)a NC—NH—C=NH
I -*----------------- I
NH
NC-
?CN
IV
H
H
-N
N.N.N'-трИци
ангуаиидяи
+
,N—СН,—COOH
СН,
I
СООН
III. N-uHaH-N'-Kap6-окснметилгуанидин
/ОН
I
CH*
I
nh2
“NC—NH—C=NH~
I
0
1
c=o
I
CH2
I
nh2 .
V. N-циан-О-аминоаде-тилмочевииа
NH2
I
CH2
I
COOH
NC—NH—C—NH il I О c=o
I
CH2
1
nh2
VI. N-itHaii*N'-rJi!imul-
мочевчиа
NC—NH—C—N
II
О
VII. Цианмочевина +
NH2—СН,—С—NH—СН2—СООН
II
о
VIII. Диглиции
Фиг. 55. Схема синтеза диглицина, в водных растворах глицина, натриевой
соли дицианамида и НС1 [39].
1. Выход дипептида возрастает при понижении pH среды. Сравнение
выходов при синтезе диглицина из глицина и при синтезе тетраглицина из
диглицина (карбоксильные группы глицина и диглицина имеют различные
значения р/С) при разных значениях pH с участием ДЦА показало, что для
реакции необходимо наличие иедиссоциированной карбоксильной группы
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ С ОТЩЕПЛЕНИЕМ ВОДЫ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 223
аминокислоты. При значениях pH, лежащих значительно ниже р/С
карбоксильной группы глицина, выход дипептида продолжает возрастать, что
свидетельствует о том, что дицианамид (I) должен быть иротонирован.
2. Предполагают, что реакционноспособной формой ДЦА является
карбодиимидная форма (II), которая образуется при таутомеризации ДЦА.
3. Исследовалось накопление диглицина во времени после добавления
конденсирующего агента. Реакция останавливалась через несколько минут,
задолго до того, как весь глицин оказывался исчерпанным. Осмометрическое
определение давления паров показало, что уменьшение скорости образования
глицил-глицина сопровождается большим перепадом моляльности (значительно
превышающим все, чего можно было бы ожидать для образования дипептидов).
Такой же эффект наблюдался в том случае, когда аминокислоту заменяли
метиламином. С помощью ДЦА, меченного радиоактивным изотопом, было
показано, что этот феномен объясняется катализируемой амином димеризацией
конденсирующего агента с образованием соединения (IV), неактивного в
синтезе дипептида в условиях эксперимента. Было показано, что в качестве
промежуточного продукта в этой реакции образуется аддукт глицина с
дицианамидом (III). Соединения (III) и (IV) были идентифицированы при
