Полипептиды

Полипептиды – это амиды, образовавшиеся в результате взаимодействия аминогрупп и карбоксильных групп отдельных аминокислот. Амидная связь в этих соединениях называется пептидной связью. В зависимости от числа аминокислотных остатков, входящих в молекулу пептида, различают дипептиды, трипептиды, тетрапептиды и т.д. вплоть до полипептидов.

Последовательность соединения остатков аминокислот в молекуле пептида влияет на его свойства. Так, при взаимодействии двух аминокислот возможно образование четырех дипептидов, различающихся по своим физическим и химическим свойствам. Например, при взаимодействии глицина (Гли) и аланина (Ала) могут образоваться следующие дипептиды:

Всякая линейная пептидная цепь имеет на одном конце свободную аминную, а на другом конце – свободную карбоксильную группы. Аминокислотный остаток со свободной аминогруппой (в природных белках это a-аминогруппа) называется N-концевым; остаток, содержащий свободную карбоксильную группу, носит название С-концевого. Название полипептида составляется из названий входящих в его состав аитнокислот, которые перечисляются последовательно, начиная с N-концевого остатка. При этом суффикс ин в названиях аминокислот заменяется суффиксом ил, и только С-концевая аминокислота сохраняет суффикс ин. Например, в приведенном ниже тетрапептиде

глицин является N-концевой аминокислотой, а валин – С-концевой аминокислотой.

Полипептиды встречаются в организмах животных и человека, являясь, чаще всего, продуктами распада белков. Представителями самых «маленьких» пептидов являются дипептид карнозин (b-аланилгистидин), содержащийся в мышцах животных и человека, и трипептид глутатион (g-глутамилцистеинилглицин), который содержится во всех животных, растениях и бактериях.

Ряд пептидов играет важную биологическую роль. К ним можно отнести, например, декапептид, известный как грамицидин С – антибиотическое средство, гормоны гипофиза окситоцин, вазопрессин и адренокортикотропный гормон. Важнейшим полипептидом является инсулин – гормон поджелудочной железы, снижающий содержание сахара в крови. Недостаток инсулина вызывает сахарный диабет.

Изучение пептидов проводилось, главным образом, как необходимая ступень при изучении белков. Таким образом, сформировались два аспекта химии пептидов: установление их строения и подход к их лабораторному синтезу. Для выяснения структуры конкретного пептида необходимо знать, какие аминокислоты входят в его состав, сколько имеется аминокислот каждого вида, какова последовательность соединения аминокислот.

Ответить на эти вопросы помогают чисто химические методы в сочетании с современными физико-химическими методами анализа.

Пептиды заданного строения невозможно синтезировать прямой конденсацией a-аминокислот, так как уже при реакции только двух различных аминокислот образуются четыре различных дипептида. Кроме этого, пептидная связь, как всякая амидная, сравнительно легко гидролизуется и равновесие сильно смещено в сорону ее гидролиза, поэтому для синтеза пептидов применяются не сами аминокислоты, а их более реакционноспособные производные. Такой прием называют активированием аминокислоты.

Синтез пептида с заданной последовательностью аминокислот возможен лишь при условии, что те аминные и карбоксильные группы, которые не должны участвовать в реакции, будучи заранее «защищены». Разумеется, защитные группировки должны легко удаляться, когда в них отпадает надобность.

Таким образом, для направленного синтеза пептидов заданного строения используют следующие приемы:

а) защита аминогруппы предыдущего компонента;

б) защита карбоксильной группы последующего компонента;

в) активация карбоксила предыдущего компонента (чаще) или аминогруппы последующего компонента (реже);

г) конденсация полученных производных;

д) снятие защиты, получение необходимого пептида.

Защитные группировки должны удовлетворять двум требованиям: легко вводиться и легко удаляться, когда в них отпадает надобность.

Синтез пептидов не только дает возможность получать новые представители этого класса соединений, но и открывает путь к синтезу сложных природных веществ – антибиотиков и белков. В настоящее время разработан ряд методов активации и защиты функциональных групп. Рассмотрим некоторые из них.

Дата добавления: 2015-08-13