Биосинтез белков

Биосинтез белков Каковыже основные формы связи аминокислот в сложной молекуле белка? Ещ в 1891 г. А.Я.Данилевский высказал предположение, что это амидные связи, образованныекарбоксилом одной молекулы аминокислоты и аминогруппой другой поликонденсациятипа голова хвост ,например -H2O H2N-CH2-C O HNHCH2COOH OH H2N-CH2-CO-NH-CH2-COOH пептиднаясвязь Амидные связи этого типа называютсяпептидными связями,а низкомолекулярные соединения, в которых аминокислотысоединены друг с другом пептидными связями, принято называть пептидами илиполипептидами . Пептиды образуются при частичномгидролизе белков.

Пептидная теория строения белка была развита Э. Фишером иГофмейстером и в настоящее время окончательно подтверждена. В зависимости от числа аминокислотныхостатков, входящих в молекулу полипептида, различают дипептиды, трипептиды,тетрапептиды и т. д Характерную для пептидов группировку - CO-NH- называют пептидной.Названия полипептидов производят от названий остатков аминокислот,прореагировавших своими карбоксильными группами, и от названия аминокислоты,реагирующей своей аминогруппой и сохраняющей свободную карбоксильную группу H2N-CH2-CO-NH-CH CH3 -COOHглицилаланин H-гли-ала-OH NH2-CH CH3 -CO-NH-NH2-CO-NH-CH2-COOHАланилглицилгли цин H-ала-гли-гли-OH К настоящему времени разработано многометодов превращения а-аминокислот в пептиды и синтезированы простейшие природные белки инсулин, рибонуклеаза, вазопрессин, окситоцин и др. Для того чтобы соединить две аминокислотыпептидной связью, необходимо а закрыть защитить карбоксильную группу глицина и аминогруппу аланина, чтобы не произошлонежелательных реакций по этим группам б образовать пептиднуюсвязь в снять защитные группы.

Защитные группы должны над жно закрывать аминнуюи карбоксильную группы в процессе синтеза и потом легко сниматься безразрушения пептидной связи.

Защита аминогруппы наиболее простопроводится ацилированием -HClR-COCl H2N-CH-COOH R-CO-NH-CH-COOH CH2 CH3 Карбоксильнуюгруппу для защиты превращают в сложноэфирную -HOH H2N-CH2-COOH HOR H2N-CH2-COOR Для образования пептидной связи или активируюткарбоксильную группу N-ацилаланина, превращаяего в хлорангидрид, или проводят конденсацию в присутствии сильныхводоотнимающих веществ дициклогексилкарбодиимид, этоксиацетилен -H2O R-CO-NH-CH-COOH HNHCH2-COOR CH3 гидролиз CH3 H2N-CH-CO-NH-CH2-COOH CH3 Затем снимают защитные группы в таких условиях,чтобы не затрагивалась пептидная связь. Таким образом можно синтезировать нетолько ди но и три и тетрапептиды и т. д Оченьперспективный метод синтеза пептидных связей предложил в 1960 г. Мерифильд США . Этот метод потом получил название тв рдофазного синтеза пептидов.

Первая аминокислота с защищ нной аминогруппой присоединяется к тв рдомуносителю ионнообменной смоле, содержащей первоначально группы CH2Cl 1-аястадия , с образованием так называемой якорной связи, которая обозначена жирной линией 1 -NaCl Смола-CH2Cl NaOOC-CHR-NHCOR Смола- -CH2O-C-CHR-NHCOR Смола-CH2O-C-CHR- O O HOOC-CHR -NHOR 3 -NH2 Смола-CH2O-C-CHR- 4 O-NHCO- CHR -NHCOR Смола-CH2O-C-CHR NHCO-CHR -NH2 и т. д. O Затемнаращивают пептидную цепь, пропуская через смолу растворы соответствующихреагентов.

Для этого сначала убирают группу, защищающую конечную NH2 группу 2-ая стадия . Пропуская через смолу раствор другой аминокислоты с защищ ннойаминогруппой в присутствии водоотнимающих реагентов, образуют пептидную связьмежду первой и второй аминокислотой 3-я стадия . Если затем убрать защитнуюгруппу 4-ая стадия , синтез пептида можно вести далее.

После наращиванияпептидной цепи до нужной величины гидролизуют якорную сложноэфирную связь и смывают полипептид со смолы HBrСмола-CH2O-CO-CHR-NH CO-CHR NH2 Смола-CH2OH HOOCCHRNH COCHR NH2 Полипептид Метод Мерифильда прост в техническомоформлении, чтопозволяет полностью автоматизировать процесс. Поэтому, хотя вышеупомянутыебелки инсулин 51 аминокислота и рибонуклеаза 124 аминокислоты былисинтезированы классическими методами, метод Мерифильда позволяет значительносократить затраты труда и времени на синтез белков.

Так, рибонуклеаза быласинтезирована Мерифильдом в 1968 г. менее чем за месяц, хотя синтез включал 369последовательных реакций.

Чеботар в А. 11п1.