ь С— N, соединяющую остатки аминокислот, назыв. пептидно й связью. Группа атомов СО — NH наз. п е п-т идной группой; все атомы этой группы вследствие частично двойного характера связи

С — N находятся в одной плоскости (планарность пептидной группы), ^Для описания конформации полипептидной цепи Б. принято использовать углы вращения вокруг связей остова цепи ~NH—CaHR—С'0~. Углом ф обозначают угол вращения вокруг связи N —Са, углом i|) — вокруг связи С\—С.

В Б, входят остатки ок. 20 ot-аминокислот стерич. L-ряда (см. Аминокислоты).

Количественный аминокислотный состав Б. определяют после их полного гидролиза в специальных авТо-матич. анализаторах. Такой анализ м. б. проведен в течение 1—2 дней при использовании 1 мг Б.

В изучении перьччиой структуры Б. достигнуты большие успехи. Установлена последовательность расположения остатков аминокислот во многих полипептидных цепях. Сэнгер (1953) впервые выяснил строение полипептидных цепей инсулина (21 и 30 остатков аминокислот) и дал химич. ф-лу этого Б. с локализацией ди-сульфидных связей. Расшифрована первичная структура многих десятков Б., в том числе таких крупных, как химотрипсиноген (245 остатков аминокислот) и субтилизин (275 остатков).

ПРИ РАСШИФРОВКЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОСТАТКОВ АМИНОКИСЛОТ В Б ЧАСТИЧНО ГИДРОЛИЗУЮТ НОЛИПЕПТИДНУЮ ЦЕПЬ, РАЗДЕЛЯЮТ ПОЛУЧАЮЩИЕСЯ ФРАГМЕНТЫ, ОПРЕДЕЛЯЮТ ИХ АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ и ВЫЯСНЯЮТ Т. НАЗ. N- И С-КОНЦЕВЫМИ МЕТОДАМИ ЧЕРЕДОВАНИЕ В НИХ АМИНОКИСЛОТНЫХ ОСТАТКОВ ПРИМЕНЯЯ РАЗЛИЧНЫЕ СПОСОБЫ ЧАСТИЧНОГО ГИДРОЛИЗА, УСТАНАВЛИВАЮТ СТРОЕНИЕ БОЛЬШОГО ЧИСЛА РАЗЛИЧНЫХ ПЕПТИДНЫХ ФРАГМЕНТОВ, ЗАТЕМ НАХОДЯТ ТОЖДЕСТВЕННЫЕ (ПЕРЕКРЫВАЮЩИЕСЯ) УЧАСТКИ ЭТИХ ПЕПТИДОВ, ПО ЭТИМ ДАННЫМ УСТАНАВЛИВАЮТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСТАТКОВ В ИСХОДНОЙ ЦЕПИ. ЕСЛИ МОЛЕКУЛА Б. СОСТОИТ ИЗ НЕСКОЛЬКИХ ПОЛИПЕПТИДНЫХ ЦЕПЕЙ, ТО ИХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО РАЗДЕЛЯЮТ. ПОЛИПЕПТИДНУЮ ЦЕПЬ, СОСТОЯЩУЮ ИЗ БОЛЬШОГО ЧИСЛА (БОЛЕЕ 150—200) ОСТАТКОВ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПОДВЕРГАЮТ СЕЛЕКТИВНОМУ ГИДРОЛИЗУ НА НЕСКОЛЬКО ЧАСТЕЙ (НАПР., ОБРАБОТКОЙ БРОМЦИАНОМ, ОБЫЧНО РАЗРЫВАЮЩИМ ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ ОКОЛО НЕМНОГОЧИСЛЕННЫХ ОСТАТКОВ МЕТИОНИНА). ЛОКАЛИЗАЦИЮ ДИСУЛЬ-ФИДНЫХ СВЯЗЕЙ УСТАНАВЛИВАЮТ ЧАСТИЧНЫМ (ОБЫЧНО ФЕРМЕНТАТИВНЫМ) ГИДРОЛИЗОМ, ВЫДЕЛЕНИЕМ ПЕПТИДОВ С ДИСУЛЬФИДНЫМИ СВЯЗЯМИ и РАЗРЫВОМ ЭТИХ СВЯЗЕЙ ОКИСЛЕНИЕМ (НАПР , НАДМУРАВЬИНОЙ К-ТОЙ), КАЖДУЮ ОБРАЗУЮЩУЮСЯ ПАРУ ПЕПТИДОВ С СУЛЬФОГРУППАМИ ЦИСТЕИНОВОЙ К-ТЫ РАЗДЕЛЯЮТ, УСТАНАВЛИВАЮТ СТРОЕНИЕ ПЕПТИДОВ и НАХОДЯТ ИХ МЕСТА в УЖЕ РАСШИФРОВАННОЙ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ.

КАК УЖЕ ОТМЕЧАЛОСЬ, ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПЕРВИЧНОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛЬЗУЮТСЯ N- И С-КОНЦЕВЫМИ МЕТОДАМИ, ПОЗВОЛЯЮЩИМИ УСТАНОВИТЬ ПРИРОДУ ОСТАТКА АМИНОКИСЛОТЫ, НАХОДЯЩЕГОСЯ НА N-КОНЦЕ И С-КОНЦЕ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ СО СВОБОДНЫМИ ГРУППАМИ A-NH2 И A-СООН СООТВЕТСТВЕННО. N-КОНЦЕВУЮ АМИНОКИСЛОТУ ОПРЕДЕЛЯЮТ ОБРАБОТКОЙ 2,4-ДИНИТРОФТОРБЕНЗОЛОМ (МЕТОД СЭНГЕ-Р А), 1-ДИМЕТИЛАМИНО-5-НАФТАЛИНСУЛЬФОХЛОРИДОМ (Д А и С И Л Ь-НЫЙ МЕТОД) ИЛИ ФЕНИЛИЗОТИОЦИАНАТОМ (МЕТОД Эдма-Н А). ПОСЛЕДНИЙ МЕТОД ПОЗВОЛЯЕТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ОТЩЕПЛЯТЬ ПО ОДНОЙ АМИНОКИСЛОТЕ С N-КОНЦА, ЭТОТ МЕТОД ПОЛОЖЕН В ОСНОВУ КОНСТРУКЦИЙ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ АВТОМАТИЧ. АНАЛИЗАТОРОВ АМИНОКИСЛОТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ В Б. (СЕКВЕНАТОРОВ). С-КОНЦЕВЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ ОПРЕДЕЛЯЮТ ФЕРМЕНТАТИВНЫМ МЕТОДОМ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОТЩЕПЛЕНИЯ АМИНОКИСЛОТ КАРБОКСИПЕПТИДАЗОЙ, Т. к. НАДЕЖНЫХ ХИМИЧ. МЕТОДОВ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКА НЕТ

ИЗВЕСТЕН ТАКЖЕ МЕТОД ПЕПТИДНЫХ КАРТ, ПОЗВОЛЯЮЩИЙ УСТАНАВЛИВАТЬ НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ РАЗЛИЧИЯ В ПЕРВИЧНОЙ СТРУКТУРЕ РОДСТВЕННЫХ Б. ДЛЯ ЭТОГО Б. ЧАСТИЧНО ГИДРОЛИЗУЮТ СПЕЦИФИЧ. ПРОТЕОЛИТИЧ. ФЕРМЕНТАМИ (ОСОБЕННО УДОБЕН ТРИПСИН, РАЗРЫВАЮЩИЙ ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ У КАРБОНИЛЬНЫХ ГРУПП ОСТАТКОВ ЛИЗИНА И АРГИНИНА), ЗАТЕМ ПЕПТИДЫ КАЖДОГО Б РА^ЕЛЯЮТ ЭЛЕКТРОФОРЕЗОМ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ ПРИ СРАВНЕНИИ ПОЛУЧЕННЫХ ПЕПТИДНЫХ КАРТ РАЗЛИЧНЫХ Б ОКАЗЫВАЕТСЯ, ЧТО ВСЕ "ИДЕНТИЧНЫЕ ПЕПТИДЫ РАСПОЛАГАЮТСЯ В ОПРЕДЕЛЕННЫХ (ОДНИХ И ТЕХ ЖЕ) МЕСТАХ, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ ПЕПТИДОВ, ПО К-РЫМ Б ОТЛИЧАЮТСЯ ДРУГ ОТ ДРУГА ЭТИМ МЕТОДОМ ВПЕРВЫЕ ОБНАРУЖЕНО, ЧТО ПРИ ЗАМЕНЕ ОДНОГО ОСТАТКА ГЛУТАМИНОВОЙ К-ТЫ В МОЛЕКУЛЕ ГЕМОГЛОБИНА НА ОСТАТОК ВАЛИНА ОБРАЗУЕТСЯ СЕРПОВИДНОКЛЕТОЧНЫЙ ГЕМОГЛОБИН, ВСТРЕЧАЮЩИЙСЯ ПРИ ОДНОМ ИЗ ВИДОВ АНЕМИИ. МЕТОДОМ ПЕПТИДНЫХ КАРТ ИЗУЧАЮТ ГЕНЕТИЧ. АСПЕКТЫ ЭВОЧЮЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ Б. И ВЫЯВЛЯЮТ ИЗМЕНЕНИЯ Б. ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ.

Наряду с успехами в области химич. анализа первичной структуры Б. существенные достижения имеются в органич. синтезе полипептидов и Б. заданного строения. Синтетич. полипептиды-гормоны (в том числе 25-членный адренокортикотропный гормон) широко применяют в качестве лечебных препаратов. Синтезирован природный адренокортикотропный гормон, состоящий из 39 аминокислотных остатков. Удалось синтезировать два белка: инсулин и рибонуклеазу, в состав полипептидной цепи к-рой входят 124 остатка аминокислот. Заслуживает внимания твердофазный синтез, на основе к-рого можно автоматизировать процесс получения даже сравнительно крупных пептидов.

Разнообразие остатков аминокислот и большое их общее число в Б. должно, казалось бы, обусловливать существование бесконечного множества Б. На самом деле в процессе эволюции оставались только Б., в к-рых изменения первичной структуры не нарушали функциональных свойств и, следовательно, определенного типа структуры молекул. Поэтому число встречающихся групп Б. может быть не так уж и велико. Напр., исследования первичной структуры цитохромов у самых разнообразных организмов показало, что даже у цитохромов дрожжей и человека имеется большое сходство в первичной структуре. Следует также отметить, что никаких явных закономерностей в чередовании остатков аминокислот в полипентидной цепи не обнаружено. Очевидно, образование первичной структуры в процессе эволюции происходило в соответствии с необходимостью придания Б. определенных функциональных свойств.

Вторичная структура. ("Вторичной структурой наз. регулярную конфигурацию участков полипентидной цепи, получающуюся в результате определенного расположения остатков аминокислот друг относительно друга. Обнаружены и сравнительно хорошо изучены два типа вторичных структур: свернутая в спираль полипептидная цепь (a-спираль) и растянутые параллельно расположенные участки цепи (плоские складчатые слои, или р-структура). •

a-Спираль. На основании рентгенографич. определения строения нек-рых аминокислот и простых пептидов Полинг и Кори определили в этих соединениях размеры межатомных расстояний и валентных углов. Затем на основании общих молекулярно-физич. представлений Полинг постулировал ряд положений и предсказал (1951) a-спиральную конфигурацию как универсальную структуру полипептидной цепи (рис. 2).

fa-Спираль характеризуется планарностью пептидной группы, максимальным насыщением водородных связей между СО- и NH-группами пептидной цепи, направлением этих связей вдоль оси спирали^) На один виток спирали приходится 3,60 остатков аминокислот, смещение .(трансляция) вдоль оси на остаток равно 0,15 нм (1,5 А.), шаг спирали 0,544 нм (5,44 А), радиус 0,187 нм (1,88 А). Остов спирали составляет цепочка атомов ~N—С—С— N—С—С—N—С—С ~, боковые группы остатков аминокислот направлены наружу и находятся вне спирали.к

Пептидная цепь м. б. закручена как в правую, так и в левую спирали, но, по-видимому, правая спираль

из остатков L-аминокислот стабильнее, чем левая. Результаты, полученные для ряда Б., говорят о присутствии в них правых спиралей.

Последующие исследования Б. в общем подтвердили правильность теоретич. положений Полинга, однако во многих случаях степень спирали-зации полипептидной цепи оказалась далекой от возможной. Если в миоглобине и гемоглобине степень а-спирализации достигает 75%, то в лизоциме она равняется 40%, а в химо-трипсине 3%. Это объясняется деформирующим действием остатков пролина, а также значительным взаимодействием боковых групп остатков аминокислот между собой. Последнее обстоятельство не учитывалось в идеализированной модели Полинга. Таким образом, по

Рис. 2. а-Спиральная конформа-ция полипептидной цепи (пунктирными линиями указаны водородные связи).

современным представлениям а-спираль является одной из возможных конфигураций полипептидной цепи в Б.

р-Структура, или структура плоских складе чатых слоев (рис. 3), рассмотрена Полингом в качестве альтернативы а-спирали. ДЗ этом случае полипептидные

Рпс. 3. Модель fl-етруктуры (пунктиром указаны водородные связи, слева — вид цепи сбоку).

цепи растянуты, уложены параллельно друг другу и связаны между собой водородными связями между пептидными группами.1, Остов цепи не лежит в одной плоскости; вследствие небольших изгибов при Са-угле-родных атомах слой слегка волнистый. Боковые группы (R) остатков аминокислот располагаются перпендикулярно плоскости слоев. ^ зависимости от направления полипептидиых цепей, к-рое условно выбрано от N- к С-концу, различают два типа складчатых структур: из параллельных и антипараллельных цепей. Подобный тип структур имеется в фибриллярных белках и обнаружен недавно в глобулярных Б.

Третичная структура. Под третичной структурой понимают характер расположения полипептидной цепи в глобулах Б^ В случае биологически активных Б. вследствие своеобразной укладки полипептидной цепи fieK-рые функциональные группы остатков аминокислот приходят в контакт, в результате чего и образуется активный центр.

В стабилизации структуры Б. решающее значение имеет кооперативное действие ряда связей, условно названных вторичными (в отличие от «первичной» пептидной связи); к таким связям относят водородные, солевые, ван-дер-ваальсовы, дисульфидные, гидрофобное взаимодействие, поперечные связи между различными участками цепи за счет координационно-связанных металлов.

Знания тонких деталей третичной структуры ограничены лишь несколькими примерами (миоглобин, лизо-цим, химотрипсин, рибонуклеаза, карбоксипептидаза, папаин, субтилизин, инсулин и др.), для к-рых методами рентгеновской кристаллографии определены структуры с разрешением порядка 0,2 нм (2 А).

Большие успехи в технике рентгеноструктурного анализа Б. и получепии изоморфных производных с тяжелыми атомами позволяют п