Успехи огранической химии, Том 1 - Рафаэль Р.
Скачать (прямая ссылка):
Возможны и другие типы связей, приводящие к образованию полипептидов трехмерной структуры, но их существование не получило еще экспериментального подтверждения. Так, имеются основанные на реакции Гофмана данные [170, 183] о наличии связей между полипептидными цепями инсулина, глиадина и химотрипсина за счет аминогрупп и «-карбоксильных групп изоглутаминового или изоаспарагинового остатка. В случае инсулина существование подобных связей
-СО - —СО COOH
CH-NH
OCl-
CH-NH
Гидролиз
CH-NH2
(СН2)„
(CH2),
(CH2),
CONH1, NH2
и = 1, остаток аспарагина п = 2, остаток глутамина
п
1, а, ?-диаминопро-пионовая кислота
NH.
12
П
2, а, т-диамино-масляная кислота
Номенклатура и типы полипептидных цепей
169
CONH2 I
CH-NH- ОС1-
I -
(СНг)„
NH,
CH-NH-
(СН2)„ I
—СО —со
п = 1, остаток изоаспарагииа п = 2, остаток изоглутамина
CHO
(CH2)„ + 2NH3 COOH
п = 2, ?-формилпропионовая кислота
и = 1,
?-формилуксусная кислота
CHO+CO2 • I
CO3
не было подтверждено [269]. Однако при реакции Гофмана с полипептидом из В. subUlis были получены кристаллические производные ?-формилпропионовой кислоты [48], что согласуется с наличием связей полиглутаминовой кислоты в !-положении, и незначительные количества а, 7-диаминомасляной кислоты. Поскольку синтетический поли-/-глутамин легко дает последнее соединение [47], был сделан вывод, что природный поли-гі-пептид, вероятно, содержит лишь ч-глутами-новые связи; это подтверждается проведенной в последнее время работой [59].
Наличие в полипептидах необычных типов связей свидетельствует о существовании биологического механизма их образования, а также о том, что они могут присутствовать в" белках. Трудности исследования белков делают маловероятным обнаружение одиночного аминокислотного остатка, например є-аминогруппьі лизина, участвующего в образовании необычного типа связи. Однако для низкомолекулярных полипептидов, например бацитрацина А и полимиксина В, имеются данные, свидетельствующие о наличии связей необычного типа. Так, в бацитрацине А є-аминогруппа лизина и ?-карбоксильная группа аспарагиновой кислоты участвуют в образовании пептидной связи, приводящей к появлению
C2H5 CH3
\ / CH
уЪ—CH2
мч2-CH—с I
4V-CH-CONH-
170
Селективное расщепление белков
в молекуле цикла [145, 205]. Имеются также данные [206, 337] о пониженной реакционной способности а-аминогруппы изо-лейцинового остатка и — SH-группы в соседних остатках, что, по-видимому, объясняется образованием тиазолинового цикла (I). В полимиксине Bi цепь разветвляется за Счет аминогрупп а, і-диаминомасляной кислоты [144].
РАЗЪЕДИНЕНИЕ ПОЛИПЕПТИДНЫХ ЦЕПЕЙ .
Разрыв "мостиков между полипептидными цепями, образующими белок, по-видимому, является наиболее селективным методом расщепления и необходимым предварительным этапом разделения полипёптидных цепей.
Окисление дисульфидных связей
Связи —S—S— легко окисляются до групп —SO3H под действием многих окислителей, но побочные реакции в меньшей степени протекают при использовании надкислот, например надмуравьиной и надуксусной кислот.
Надмуравьиная кислота, легко образующаяся при взаимодействии муравьиной кислоты и перекиси водорода [322], ,была использована Сэнджером [263] для разъединения полипёптидных цепей инсулина. Все аминокислотные остатки гли^ цильной цепи окисленного инсулина были выделены в-сте-хиометрических количествах [149] в результате обработки лейцинаминопептидазой, что свидетельствует об /-конфигурации и отсутствии рацемизации при окислении. Надмуравьиная кислота в последнее время использовалась при изучении многих полипептидов и белков, причем ни в одном случае не наблюдалось разрыва пептидной связи. Помимо цистина и цистеина изменения под действием надмуравьиной кислоты претерпевают только метионин* превращающийся в сульфон [150] с выходом 90%, и триптофан, который поглощает три атома кислорода J322]. Белки, содержащие триптофан (например лизоцим), при окислении надмуравьиной кислотой темнеют* но «и/ в лизоциме [319], ни в папаине [179] пептидные связи не разрываются. При окислении в определенных условиях может происходить потеря тирозина [150], а в присутствии хлорид-ионов тирозин частично превращается в 3-хлортирозин и реже в 3,5-дихлортирозин [315]. При соблюдении особых мер предосторожности, не допускающих создания высоких концентраций перекиси водорода и хлорид-ионов, удается избежать образования хлорпроизводных тирозина [222, 315].
Разъединение полипептидных цепей 171
При использовании надмуравьиной кислоты в качестве окислителя выход [157, 179, 185, 316] цистеиновой кислоты из цистеина, цистина и белков с известным содержанием- чистина не количественный (90 ±. 2%) ."[276], причем данные о побочных продуктах реакции окисления отсутствуют. В ин: сулине для разъединения полипептидных цепей необходимо окислить два дисульфидных мостика между цистеиновыми остатками различных цепей, т. е. максимальный выход составит 0,9X0,9, или 81% разъединенных цепей с сульфогруп-пами. При учете окисления внутрицепочечного дисульфидного мостика максимальный выход разъединенных и полностью окисленных цепей будет еще ниже. В этой связи необходимо указать, что данные о почти количественном выходе разъединенных цепей инсулина [240] нельзя считать надежными [316].