Пептиды, белки: структуры и синтез, страница 2

В проявлении биологических функций пептидов и белков очень важно их пространственное строение. Оно в значительной мере опре­деляется электронным строением пептидной группы.

     p, π - сопряжение в пептидной группе приводит к частичной двоесвязанности С-Nсвязи, что затрудняет вращение вок­руг этой связи

Такая частичная двоесвязанность C-N связи означает, что пеп­тидная группа представляет собой плоский участок пептидной цепи, рядом с которым находятся атомы С своеобразные шарниры где воз­можно вращение вокруг связей С - С и N - C

Т.О. кроме первичной структуры полипептидной цепи существует

более  высокий  уровень  ее  структурной  организации - вторичная

структура: пространственное расположение цепи (конформация), фик­сируемое водородными связями. Отдельные участки цепи образуют α-спираль, что впервые было показано Полингом.

В одном витке спирали умещаются

3,6 аминокислотных остатка, т.е. каждая аминокислота связывается с 5-ой по счету в первичной после­довательности. Например, в после­довательности Гли - Ала - Фен - Глу - Сер - Ала остаток глицина образует водородную связь с остат­ком серина

Кроме водородных связей могут быть и другие виды взаимодейс­твий, приводящие к стабилизации цепи в пространстве: ионные взаи­модействия между заряженными группами СОО и NН₂ ковалентные связи S - S за счет окисления групп SH остатков цистеина.

16.2 Установление первичной структуры пептидов

Первичная структура пептидов и белков определяется путем последовательного отщепления α-аминокислот с какого-либо конца макромолекулярной цепи и их идентификации.

В настоящее время разработано много методов определения ами­нокислотной последовательности. Остановимся на некоторых из них :

1)  Метод Сенгера - один из первых методов с 2,4-динитро­фторбензолом (ДНФБ)

2) Метод Эдмана с фенилизотиоцианатом (ФТГ)

Преимуществом этого метода является то, что при отщеплении каждой N-концевой α-аминокислоты, остальная часть пептидной моле­кулы не разрушается. Такие же операции можно повторять дальше до полного определения первичной структуры и этот метод получил наз­вание деградации по Эдману (1950 год)

Метод Эдмана лежит в основе автоматического прибора - секве­натора (sequence от английского - последовательность). Полученное на каждой стадии производное идентифицируется либо ГЖХ либо ТСХ или жидкостной хроматографией.

16.3 Стратегия пептидного синтеза.

Схематично рассмотрим синтез дипептида ГЛИ –ЛЕЙ.

Для осуществления синтеза пептида с заданной последовательностью α-аминокислот необходимо выполнить ряд последовательных операций.

Первый этап синтеза  -  защита амино группы одной аминокислоты. С помощью реакций ацилирования в аминогруппу вводят электроноакцепторный заместитель. По окончанию синтеза эту защиту снимают.

В качестве реагентов для защиты чаще всего используют карбоксибензилхлорид С₆Н₅СН₂ОСОСl или трет-бутоксикарбонилхлорид – (СН₃)₃СОСОСl

H₃C

Н₃С – С – О – СOCl  +  НООС – СН₂ – NH₂ → HOOC-CH₂-NH-CO-O-C(CH₃)₃ 

H₃C

БОК-защита

Это защищенное соединение обычно записывают таким образом

БОК – NH – CH₂ – COOH