Успехи огранической химии, Том 1 - Рафаэль Р.
Скачать (прямая ссылка):
К белкам, которые исследовались методом гидролиза под действием трипсина, относятся папаин [298], лизоцим [311], цитохром [325], протамин [217], химотрипсиноген [225, 257], трипсиноген [76, 225], вирус табачной мозаики [111, 274] и гемоглобин [163]. В цитохроме с трипсин разрывает связь —Лиз.ЦивОзН—[325, 327].
Заключение. В заключение следует отметить, что для проявления специфичности трипсина необходимо, чтобы гидроли-зуемая молекула содержала положительно заряженную боковую цепь соответствующих размеров, которая способствует сближению карбоксильной группы с чувствительной к гидролизу связью. Однако при наличии положительно заряженной группы соседняя связь не всегда становится чувствительной к гидролизу. Действительно, как указывалось выше, остатки пролина, благодаря которым иминогруппа сближается с соседней связью, обусловливают устойчивость к гидролизу. Несколько расположенных ряДом остатков основного характера изменяют чувствительность связи. Соседние свободные а-ами-ногруппы или комбинированное влияние а- и т-карбоксиль-ных групп также могут предотвратить гидролитический разрыв связи.
В настоящее время наиболее специфическим из известных методов гидролиза для изучения последовательности расположения аминокислот в полипептидах и белках, особенно в случае окисленной рибонуклеазы, является гидролиз под действием трипсина. При этом следует иметь в виду, что в на-тивных белках многие связи могут оказаться недоступными действию фермента, но они претерпевают разрыв после рэч-
198
Селективное расщепление белков
вертывания молекулы путем денатурации, окисления и т. д. Гидролиз трипсином в сочетании с другими ферментами, в первую очередь химотрипсином, позволяет получить важные данные о последовательности расположения^ аминокислот. Основной проблемой является фракционирование пептидов, полученных в результате гидролиза трипсином. Трудности работы с динитрофенильными (ДНФ) производными пептидов обусловлены их нерастворимостью и сильной адсорбцией бумагой и в ионообменных колонках. Эти трудности можно преодолеть, если вместо ДНФ-производных использовать карбо-бензоксипроизводные [12], от которых карбобензоксигруппа легко отщепляется при действии безводного бромистого водорода в муравьиной кислоте [26]. После отщепления защитной группы проблема сводится к выбору метода исследования более крупных пептидных осколков. Так, в зависимости от размеров получаемых осколков исходного вещества и трудностей, связанных с фракционированием этих осколков, можно использовать гидролиз трипсином окисленного белка или гидролиз ацилированного окисленного белка. Полипептиды, которые надежно фракционируются на колонке со смолой дау-экс 50-Х2, имеют в своей цепи не больше 20—30 аминокислотных остатков [219].
При работе с пептидами, содержащими цистин и метионин, без предварительного окисления необходимо учитывать дополнительные факторы, например их нерастворимость и склонность к окислению.
Химотрипсин
а-Химотрипсин представляет собой один из протеолитиче-ских ферментов, которые могут быть получены из неактивного предшественника — химотрипсиногена. Химотрипсиноген активируется небольшими количествами трипсина. Субтилизин [45] также способен активировать химотрипсин. Ферментная активность обусловлена специфическим действием трипсина, которое заключается в разрыве только одной пептидной связи, а именно связи —Арг.Илей—, хотя химотрипсиноген содержит двенадцать остатков лизина и четыре остатка аргинина [128]. Изучение N- и С-концевых остатков химотрипсиногена и различных продуктов его распада позволило полностью выявить химические превращения, которые претерпевает химотрипсиноген при активировании. Данные, полученные в ряде работ [224, 225, 257], представлены на рис. 10. Процессы активирования химотрипсиногена можно представить следующим образом: . . , . • .....
Реагенты, расщепляющие связи в полипептидной цепи
199
Химотрипсины, полученные прн быстром . активировании
/ \Аутолиз
Трипсин/
/ Химотрипсины,
Химотрипсиноген полученные при медленном
n4 активировании
i Химотрипсин\ 71
' ' ' \ /Трипсин
- *. . Неохимотрипсиногены
Неохимотрипсиногены и химотрипсины, указанные на рис. 10, не единственные представители этих родственных групп белков. Имеются косвенные доказательства [257] существования других соединений подобного типа. Данные, приведенные на рис. 10, являются результатом многолетней работы в нескольких .лабораториях, в первую очередь в лабораториях Денюеля и Нейрата, и служат наглядной иллюстрацией успехов в технике эксперимента, достигнутых за этот период.
С-Концевая аминокислота химотрипсиногена оказалась нереакционноспособной по отношению к карбоксипептидазеи при гидразинолизе [225]. Однако при действии карбоксипеп-тидазы на денатурированный мочевиной химотрипсиноген образуются аминокислоты; С-концевой участок имеет состав (Ала.Вал).Лей [118]. По данным работ [214, 224], этот участок характеризуется другим составом, поэтому на рис. 10 он изображен как Х.ОН.
Активность химотрипсина проявляется при pH 7—9,. но она несколько меняется в зависимости от субстрата [128]. Максимальный гидролиз некоторых синтетических субстратов, например бензоил-/-тирозиламида, наблюдается при pH 7,8. ;
