|
|
|
Главная --> Справочник терминов Природных биологически При полном гидролизе белки и пептиды распадаются на а-амино-карбоновые кислоты, H2N—CHR—СООН. К настоящему времени из гидролизатов белков удалось выделить более 20 так называемых «природных аминокислот», которые по конфигурации асимметрического атома углерода принадлежат к одному и тому же стерическому ряду (L), отличаясь друг от друга лишь остатками R. Помимо природных аминокислот, выделяемых из белков, известны также «редкие» аминокислоты (см. ниже). Все аминокислоты можно рассматривать как С-замещенные производные аминоуксусной кислоты. Их строение может быть установлено окислительным расщеплением, в результате которого боковая цепь вместе с а-углеродным атомом превращается в альдегид: Хотя большинство природных аминокислот может быть получено гидролизом белков при помощи горячей соляной или серной кислоты, синтез аминокислот имеет большое значение, особенно для получения неприродных стереоизомеров и аналогов аминокислот с видоизмененными боковыми цепями. Синтетические аминокислоты представляют собой рацемические смеси. Для разделения рацематов могут быть использованы классические методы, например образование диастереомерных солей эфиров аминокислот с оптически активными кислотами. Разделение рацематов природных аминокислот часто осуществляется ферментативными методами, что может быть иллюстрировано следующим примером (Грин-штейн). При взаимодействии М-ацетил-Д L-фенилаланина с толуиди-ном в присутствии протеолитического фермента папаина (из растений папайя"— дынного дерева) при 37° и рН = 6,5 образуется только толуи-дид L-формы, который количественно выпадает в осадок, тогда как N-ацетил-Ь-фенилаланин остается в растворе: Стереохимические отношения в ряду природных аминокислот, входящих в состав белков, в настоящее время достаточно ясны. В их исследовании можно различить две стадии — во-первых, установление стерических отношений между аминокислотами и, во-вторых, установление абсолютной конфигурации. Решающую роль в изучении обеих проблем сыграло химическое превращение различных соединений друг в друга -без затрагивания асимметрического атома углерода, иными словами, непосредственное установление конфигурационного соответствия химическим путем. Соединения с одинаковым расположением заместителей принадлежат к одному и тому же стерическому ряду. Не имея никаких данных о действительном расположении заместителей и не делая каких-либо предположений об этом, стерический ряд природных аминокислот обозначили как /-ряд. По старой системе обозначений * буква / указывала на конфигурацию аминокислоты, а взятые в скобки знаки плюс или минус — на знак вращения плоскости поляризованного света при длине волны D-линии натрия, например: /-(+) -аланин или /-( — )-пролин; таким образом, буква / обозначала принадлежность к стерическому ряду природных аминокислот. В настоящее время принято обозначать принадлежность к стерическому ряду заглавными буквами (L и D); природные аланин и пролин записывают: L-(--) -аланин и L-( — )-про-лин, их антиподы — D-( — ) -аланин и D-(-j-) -пролин. Поскольку конфигурации большинства природных аминокислот были химически сравнены с конфигурацией серина и оказались ей идентичными, стерический ряд природных аминокислот часто обозначают как Lcep-ряд. С того времени как стала известной абсолютная конфигурация, обозначение Z. указывает на определенное расположение заместителей в пространстве, дения над изменением вращения плоскости поляризации в различных растворителях и так называемая оптическая специфичность ферментов. Пастер, а позднее Лютц и Гло заметили, что удельное вращение всех природных аминокислот при переходе от нейтральных растворов к слабокислым и далее к сильнокислым растворам становится все более положительным; при таких же изменениях условий удельное вращение их антиподов смещается в сторону отрицательного. Это явление связано с тем, что в кислых растворах карбоксильный ион разряжается, присоединяя протон: Известны некоторые ферменты, например оксидазы аминокислот, которые действуют или только на аминокислоты белкового происхождения, или только на их антиподы. Так называемая оксидаза L-амино-кислот (из змеиного яда) катализирует окислительное превращение природных аминокислот в кетокислоты, в то время как субстратами для оксидазы ?>-аминокислот (из почечной ткани) могут служить только антиподы белковых аминокислот: Изучение обмена веществ привело к открытию новой группы «редких» природных аминокислот, которые участвуют в биосинтезе или биологическом расщеплении белковых аминокислот. Среди них были найдены также некоторые производные аминокислот, образующиеся в процессе обезвреживания ядов в организме. Ниже мы рассмотрим лишь немногие из этих соединений в их биохимической взаимосвязи. Аминокислоты — соединения со смешанными функциями. Их номенклатура аналогична номенклатуре оксикислот (с. 55—56). Главная группа — карбоксильная, поэтому наличие аминогрупп обозначается не окончаниями, а приставками амино-, диамино- и т. д. Для природных аминокислот общеупотребительны тривиальные названия. Аминокислоты называют, прибавляя к систематическому названию кислот приставку амино-. Для большинства природных аминокислот разрешено пользоваться тривиальными названиями: например, не аминоуксусная кислота, а глицин. ОКСИДРОДИН - одна из природных аминокислот Примеры получения сложных пептидов. Синтетическим путем удалось получить несколько природных биологически активных полипептидов: близкие друг другу гормоны гипофиза окситоцин (оцитоцин) и вазопрессин (Дю Виньо), гипертенсины I и II (Швицер, Иселин, Каппелер, Риникер и Риттель; Пэйдж) и грамицидин С (Швицер). Примеры приводятся на следующих схемах. Последние десятилетия ознаменовались рядом новых исследований, которые привели вначале к синтезу природных биологически активных полипептидов, содержащих сравнительно небольшое число аминокислотных звеньев *. И, наконец, совсем недавно (1964) осуществлен первый синтез белка — уже упомянутого на стр. 293 инсулина, строение которого было установлено лишь немногим более 10 лет назад. высокую активность как гипохолсстеринемические агенты [39Ь]. (Строго говоря, это пример далек оттого идеального функционально-ориентированного молекулярного дизайна, который декларирован в начале этого раздела. Это почти традиционный синтез многочисленных аналогов природных биологически активных соединений. Однако от чисто традиционного его отличает понимание причины ингибирования фермента, учет которых, конечно, сужает поле поисков по сравнению со слепым эмпирическим перебором.) высокую активность как гипохолсстеринемические агенты [39Ь]. (Строго говоря, это пример далек от того идеального функционально-ориентированного молекулярного дизайна, который декларирован в начале этого раздела. Это почти традиционный синтез многочисленных аналогов природных биологически активных соединений. Однако от чисто традиционного его отличает понимание причины ингибирования фермента, учет которых, конечно, сужает поле поисков по сравнению со слепым эмпирическим перебором.) Вторую группу природных биологически важных соединений двойственной принадлежности по классам, после гликолипидов образуют липопепти-ды, молекулы которых представлены ковалентно связанными липидным и полипептидным фрагментами. Со стороны липидной части, эта связь может быть рассмотрена как М-замещенная амидная, где амидный фрагмент образуется взаимодействием концевой аминогруппы полипептида с карбоксильной группой жирной кислоты. Типичное содержание аминокислотных остатков в полипептидной цепи — от 4 до 16, в тех же случаях, когда содержание этих остатков велико — соединения классифицируются как липо-протеины (схема 5.3.10). Витамины и коферменты, скорее всего, не только можно, но и необходимо рассматривать вместе, в одном разделе химии природных соединений, поскольку нельзя провести четкого разграничения определенной группы природных биологически активных веществ на два таких класса. С другой стороны, при освещении химии этих соединений мы неизбежно коснемся вопросов строения и свойств их, а отсюда неизбежен и выход на реакции, катализируемые ферментами (кофер-ментами). Таким образом, эти три феномена химии живой природы — витамины, коферменты и ферментативный катализ не то чтобы тесно связаны, они завязаны в один узел, и комплексное их описание вполне уместно. Каро и др. 27 разработали эффективный синтез (S)-(+)-2-метилен-4-фенил-у-бутиролактона (11) - структурной единицы многих природных биологически активных веществ на основе рацемического этил-4-окси-2-метилен-4-фенилбутирата (9) с помощью липазы Burkholderia sp. (липаза Chirazyme L-6). Одной из таких дисциплин является химия природных биологически Однако в этих природных биологически активных соединениях атом фосфора связан с углеводородным остатком через атом кислорода. Все фос-фороорганические соединения, содержащие связь С-Р, получены в лаборатории и в природе не встречаются. Эти соединения обычно рассматриваются в разделе элементоорганических соединений. Тем не менее включение атома фосфора в жизненноважные биологические структуры, так же как и атома азота, позволяют рассмотреть его главные соединения в сравнении с химией азота. высокую активность как гипохолестеринемические агенты [39Ь]. (Строго говоря, это пример далек от того идеального функционально-ориентированного молекулярного дизайна, который декларирован в начале этого раздела. Это почти традиционный синтез многочисленных аналогов природных биологически активных соединений. Однако от чисто традиционного его отличает понимание причины ингибирования фермента, учет которых, конечно, сужает поле поисков по сравнению со слепым эмпирическим перебором.) Как уже упоминалось выше, по своей структуре, свойствам и действию краун-соединения, например краун-эфиры, криптанды, циклические полиамины и Циклические политиоэфиры, аналогичны антибиотикам-ионофорам, пор-фиринам и голубым медьсодержащим белкам. Поэтому в последнее время активно исследовалась их биологическая активность, включая токсичность, а также проводились исследования в приложении к медицине и агрохимии. В разд. 4.4.2 уже упоминалось об использовании краун-соединений как моделей природных биологически активных веществ. Токсичность краун-соединений рассматривается в гл. 7.  Применять продажный Предварительно перегоняют Применяются хлористый Применяются следующие Применяют исключительно Применяют метиловый Применяют преимущественно Применяют различные Применяют специально |
- |
Навигация