Успехи огранической химии, Том 1 - Рафаэль Р.
Скачать (прямая ссылка):
Химики-органики до настоящего времени не достигли существенных успехов в разработке методов селективного расщепления белков, однако имеющиеся данные о последовательности сцепления аминокислот и стандартизация методов определения концевых групп при расщеплении пептидных связей создают основу для исследования новых методов. Доступность инсулина с точно установленным количественным составом [223] и других белков в сравнительно чистом виде должна послужить отимулом для дальнейшего изучения проблемы селективного расщепления.
К- сожалению, химики, изучающие новые реакции пептидов, обычно пользуются только простыми модельными соединениями, в том числе ди- и трипептидами, которые имеются в продаже. Это отчасти объясняется тем, что при переходе к более сложным полипептидам или белкам затрудняется контроль за ходом реакции. Другая причина заключается в малой доступности этих более сложных соединений, которые удается выделить в сравнительно небольших количествах, в связи с чем их строение устанавливалось на очень небольших образцах. Таким образом, желательно добиться такого положения, чтобы исследователь мог приобрести образцы полипептидов известного строения и высокой степени чистоты, как это в настоящее время делается с образцами инсулина' через Комиссию по белкам Международного союза теоретической й прикладной химии.
В настоящем обзоре обобщены химические и ферментные методы селективного расщепления полипептидных цепей. Автор не ставил перед собой задачи дать ссылки на все работы по данной теме, считая более необходимым привести ссылки на обзорные и итоговые статьи.
Номенклатура и типы полипептидных цепей
167
НОМЕНКЛАТУРА И ТИПЫ ПОЛИПЕПТИДНЫХ ЦЕПЕЙ
Полипептидные цепи состоят из аминокислот, соединенных между собой пептидными связями, т. е. связями между а-ами-ногруппами и а-карбоксильными группами. Существуют от-' крытые, циклические и 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].
Общепринятая номенклатура пептидов основана на предложениях Сэнджера и Таппи [271]. Остатки, имеющие свободную а-аминогруппу, называются N-концевыми, а остатки со свободной а-карбоксильной группой — С-концевыми группами. С'= делыо упрощения изображения последовательности расположения аминокислот пользуются сокращенными названиями аминокислотных остатков, состоящими обычно из трех первых букв названия [41]. N-Концевые и С-концевые остатки отличают от остатков внутри цепи, добавляя к сокращению соответственно H— и —ОН.
Если порядок расположения аминокислот в пептиде известен, то при написании структурной формулы сокращения разделяются точками. Например, Н. Гли.Ала.ОН обозначает дипептид глицилаланин. Сокращение Н. Гли. (Ада. Лей.) ОН соответствует пептиду, в котором N-концевая группа представляет собой глицин (гликокол), а порядок расположения аланина и лейцина не известен [266]. Если нет оговорки, то все оптически активные аминокислоты относятся к /-ряду.
Следует иметь в виду; что в ряде случаев N- или С-концевые аминокислотные остатки не могут быть обнаружены потому, что существующие методы их определения недостаточно совершенны. Известны также случаи, когда в полипептиде с открытой цепью N-концевой, С-концевой остатки или оба остатка маскируются ковалентно связанной ацильной или амидной группой. Так, окситоцин [85, 326], вазопрессин [243] и а-меланофоростішудирующий гормон [139] имеют С-концевые амидные группы.-В вирусе табачной мозаики [38], а-мела-нсфоростимулирукн*к»м гормоне [139] и полимиксине Bi [144] коНцевая аминогруппа маскируется заместителем.
Белки не так часто имеют циклическую структуру, как считалось несколько лет тому назад. Более тонкие методы
i
168
Селективное расщепление белков
определения концевых групп позволили обнаружить новые концевые группы. Так, химотрипсиноген имеет N-концевой полуцистиновый остаток [29, 214], а овальбумин — С-концевой пролиновый остаток [230]. Бычий гормой роста содержит два N-концевых остатка и только один С-концевой остаток, что дает возможность предположить наличие разветвленной цепи, в то время как гормоны роста обезьяны и человека содержат лишь один N-концевой и один С-концевой остатки [197]. Коллаген [36, 126] и кератин [40, 317, 344] — единственные белковые соединения, в которых не удалось установить наличия концевых групп в стехиометрических количествах. В этой связи следует указать на существование циклических полипептидов, например грамицидина S [64], тироцидина А [232], тироцидина В [180] и фаллоидина [215, 342].
На протяжении многих лет обсуждался вопрос о том, как соединены между собой полипептидные цепи [53, 305]. Наиболее часто встречающейся ковалентной связью, соединяющей полипептидные цепи, является дисульфидный мостик ци-стина. В последнее время в мостиках между полипептидными цепями обнаружены также фосфатные группы [237]. Установлено Наличие как диэфирных, так и пирофосфатных связей, причем по аналогии с дисульфидными мостиками фосфатный мостик может связывать две различные полипептидные цепи (межцепочечный мостик) или соединять два остатка в одной и той же цепи, давая цикл (внутрицепочеч-ный мостик).
