ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА ПЕПТИДОВ И БЕЛКОВ H2N CH R1

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА ПЕПТИДОВ И БЕЛКОВ
H2N
CH
COOH + HNH
R1
CH
COOH + HNH
R2
O
H2N
CH
C
R1
CH
COOH + ... HNH
R3
O
NH
CH
CH
COOH
Rn
O
C
NH
R2
CH
C
... NH
CH
COOH
Rn
R3
Метиновые группы
Амидные группы
O
H2N
CH
R1
C
O
NH
CH
R2
C
O
NH
CH
C
... NH
R3
N-конец
CH
COOH
Rn
С-конец
Боковые радикалы
Состав и аминокислотная последовательность
Полипептид
Частичный
гидролиз
Смесь
пептидов
Разделение
Полный
гидролиз
20% (6 н.)
HCl (24 ч)
...
Пептиды
Смесь
α-аминокислот
Гидролиз
α-аминокислоты
Анализ
аминокислот
Хроматография
Электрофорез
Рис. Гидролиз и установление аминокислотного состава
Ферментативный гидролиз белков
Активный центр химотрипсина
а) в отсутствии субстрата
O
Ser-195
CH2O
H
N
C
-
O
NH
CH2
CH2
Asp-102
His-57
Фермент
б) в присутствии субстрата
O
Ser-195
CH2O-
HN
N
HO
CH2
Фермент
Нуклеофильная
атака субстрата
C
CH2
His-57
Asp-102
Расщепление пептидной связи
(стадия ацилирования)
CHR
Ser-195
CH2O
C
CHR
O-
Ser-195
CH2O
CH2
N
C
O
NH
His-57
CHR'
CH2
NH
фермент
His-57
N
фермент
N
OH
Asp-102
CH2
C
H2N
CH(R')
аминный продукт
H
Asp-102
O
CH2
C OO
Стадия деацилирования
CHR
Ser-195
CH2O
H
His-57
CH2
N
фермент
N
C
O
O
Ser-195
CH2OH
H
His-57
CH2
N
HOOC
фермент
N
H
H
Asp-102
CH2 C O-
Asp-102
CH2 C OO
O
ацилированный фермент
фермент
CH(R)
ацильный продукт
Аминокислотная последовательность, т.е. порядок чередования
α-аминокислотных остатков, составляет первичную структуру
пептидов и белков.
Метод динитрофенилирования
NO2
O
O2N
F + NH2 CH
C
O
NH
R
ДНФБ
CH
C
... OH
-HF
R1
NO2
O
O2N
NH CH
C
O
NH
R
CH
C
...
H2O, H+
R1
"меченый полипептид"
NO2
O
O2N
NH CH
C
OH + Смесь α-аминокислот
R
ДНФ-производное
N-концевой α-аминокислоты
Выделение и идентификация
ДНФ-группа
O
C
CH
(CH2)4NH
NO2
NH
O2N
Полипептидная цепь
Метод Эдмана
C6H5 N
δ+
C
O
S + NH2 CH
C
O
NH
R
CH
pH 9
R1
Полипептид
Фенилизтиоцианат
O
C6H5 NH
...
C
C
S
NH
CH
C
O
NH
R
"Меченый" полипептид
CH
R1
C
... циклизация;
отщепление
S
C6H5
N
O
O
NH
+
NH2 CH
C
...
R1
R
ФТГ-производное
N-концевой
α-аминокислоты
Полипептид, "укороченный"
на одну α-аминокислоту
Выделение и идентификация
Дансильный метод
N(CH3)2
O
+
NH2 CH
C
O
NH
CH
R
R1
Дансилхлорид
(1-диметиламинонафталин-5-сульфохлорид)
Пептид
C
...
SO2Cl
N(CH3)2
гидролиз
O
SO2 NH
CH
R
C
O
NH
CH
R1
C
...
N(CH3)2
+ смесь α-аминокислот
O
SO2 NH
CH
C
OH
R
Дансил-производное N-концевой
α-аминокислоты
Строение и синтез пептидов
Трипептид
Валил
Глицил
O
H2N
CH2 C
Фенилаланин
O
NH
CH
C
NH
CH(CH3)2
CH
COOH
CH2C6H5
С-конец
N-конец
Глицилвалилфенилаланин
Gly-Val-Phe
(сокращенная запись)
Дипептиды
H2N
H2N
NH
NH
O
HN
COOH
O
COOH
N
CH3
N
N
Каркозин
Ансерин
(β-аланил-L-гистидин)
(β-аланил-N-метил-L-гистидин)
CH3
HO
CH2 C
остаток β-аланина
O
CH
C
NH
CH2 CH2 COOH
CH3 OH
Пантотеновая кислота
Трипептиды
H2N
α
CH
β
γ
O
CH2 CH2 C
COOH
O
NH
CH
C
NH
CH2 COOH
CH2SH
γ-глутамилцистеинглицин (γ-Glu-Cys-Gly)
Глутатион
Glu
2 Glu
Cys
Gly
Cys
-2H
S
+2H
S
Glu
Восстановленный
глутатион, GSH
Cys
Gly
Окисленный
глутатион, GSSG
Пептидные антибиотики
L-Leu
D-Phe
L-Orn
L-Pro
L-Val
L-Val
L-Pro
L-Orn
D-Phe
L-Leu
Грамицидин S
H2N
Gly
CH2 CH2 CH
NH2
COOH
H2N
Cys
S
N
O
CH3
D-Val
CH3
COOH
Амидная
связь
Пептидные гормоны
H3N
1
Cys
3
2
Tyr
Ile
S
H3N
1
Cys
2
3
Tyr
Phe
5
4
S
S
6
5
Cys
Asn
7
8
Pro
Leu
4
Gln
9
Gly (CONH2)
Окситоцин
S
6
Cys
Asn
7
8
Pro
Leu
Gln
9
Gly (CONH2)
Вазопрессин
Пептидные токсины
Arg
4
Arg
Cys
Gln
S
Gln
1
His
NH2
Tyr
1
Ser
Cys
S
S
S
His
18
HOOC
S
8 Cys
Cys
Asn
16
Cys
Lys
HOOC
S
Gly
Leu
Ala
Thr
Glu
13
Glu
12
Cys
11
Cys
Arg
Ala
S
NH2
7
Cys
Asn
S
Ala
Pro
Pro
Кокотоксин
Аламин
Нейропептиды
Tyr
Gly
Gly
Phe
Met
Met-энкефалин
Tyr
Gly
Gly
Phe
Leu
Leu-энкефалин
С-конец
N-конец
Аланилвалин
Ala-Val
NH2 CH
CH3
аланин
COOH + NH2 CH
COOH
CH(CH3)2
валин
Валилаланин
Val-Ala
Аланилаланин
Ala-Ala
Валилваланин
Val-Val
O
O
X
NH
CH
C
Y
R
+ NH2 CH
C
OR2
R1
O
X
NH
CH
образование пептидной связи
O
C
CH
NH
R
C
снятие защиты
OR2
R1
O
H2N CH
C
NH
R
CH
COOH
R1
Пептидная группа
1-ый компонент – Аланин
Защита NH2-группы:
NH2 CH
COOH + C6H5CH2O
CH3
C
Cl -HCl C6H5CH2O
O
O
карбобензоксихлорид
α-аланин
карбобензоксигруппа
Активация COOH-группы:
C6H5CH2O
C
NH
CH
COOH + Cl
C
OC2H5 -HCl
O
CH3
O
O
C6H5CH2O
C
NH
O
CH
C
C
CH3 O
O
OC2H5
Ангидридная
группа
1-ый компонент – Валин
Защита COOH-группы:
C
NH
CH
CH3
COOH
NH2 CH
H+
COOH + C2H5OH
NH2 CH
COOC2H5 + H2O
CH(CH3)2
CH(CH3)2
валин
этиловый эфир валина
Образование амидной связи
C6H5CH2O
C
NH
CH
O
C6H5CH2O
C
O C
CH3 O
O
C
NH
O
CH
C
C
NH
CH3 O
CH
CH
COOC2H5 + CO2 + C2H5OH
CH(CH3)2
H2O,
OH-
Удаление
защиты
NH
COOH + C6H5CH3 + CO2 + C2H5OH
CH(CH3)2
Аланилвалин
COOC2H5
CH(CH3)2
CH3 O
H2 / Pd
NH2
CH
OC2H5 + NH2 CH
Толуол
1
HOOC
СH2Cl
1-ый КОМПОНЕНТ
NHX
Защита
Присоединение к носителю
Твердая
фаза
O
СH2 O
1
C
NHX
Снятие защиты
O
СH2 O
1
C
NH2
2
HOOC
O
СH2 O
2-ый КОМПОНЕНТ
O
1
C
NH
O
O
СH2 O
NHX
2
C
NHX
O
1
C
NH
O
O
2
C
NH
... C
n
NHX
Снятие с носителя
CF3COOH + HBr
O
СH2Br
HOOC
1
NH
O
C
O
2
Полипептидная цепь
NH
... C
n
NHX