с.

Для идентификации белков важную роль играют иммунологические реакции. Введенный в кровяное русло животного чужеродный белок автоматически вызывает образование белкового же антитела, связывающего введенный белок. Антитело образуется из у-глобулиновой фракции белков крови. Иммунитет к новому заражению, вырабатываемый в результате заболевания некоторыми болезнями или в результате прививки, имеет в своей основе выработку антител к данным видам бактериальных или вирусных белковых токсинов. Антитело дает и видимую глазом реакцию с вызвавшим его появление белком (антигеном) — образование осадка при смешении растворов. Пользуясь иммунологиче

сними реакциями, можно различать белки даже близкого строения. Так, можно отличить, например, гемоглобин человека от гемоглобина быка.

Следует иметь в виду, что антигенной активностью обладает не молекула вводимого белка в целом, а определенные группировки, разные в разных случаях. Такими группировками могут быть и искусственно введенные в белок антигены. Например, диазотированная гс-аминофенил-арсоновая кислота вступает в реакцию азосочетания с тирозинным звеном белка, и модифицированный таким образом белок (сыворотка крови лошади), будучи введен кролику, вызывает образование специфического антитела. Но это же антитело действенно и по отношению к обработанной подобным образом сыворотке других животных. Таким образом, нельзя переоценивать возможности иммунологической идентификации белков. Мы не приводим гипотез механизма возникновения антител, поскольку здесь ничего окончательного не имеется.

Вторичная и третичная структура белков

Сама по себе последовательность валентных связей пептида еще не объясняет глубоких различий в физических свойствах разных белков. Рентге-ноструктурное исследование кристаллических пептидов и нитеобразных растянутых белков (шерсть, шелк) привело к следующим выводам.

н R Н

1 I

N < » 1 1 СН +N

/ \ // 4

сн

г С

1

1

R 1

о1. В аминокислотных остатках пептидная связь —СО—NH— располагается в одной плоскости, что может быть объяснено частичной двоесвя-зностью атома азота и, следовательно, его частичной аммонийностью (наличие частичного положительного заряда). Значит карбонильная группа должна быть «раскрыта» более обычного с сосредоточением частичного отрицательного заряда на кислороде. Это подтверждается умень-шенным расстоянием С—N (1,35 А вместо 1,47 А) и увеличенной длиной связи С = 0 (1,28 А вместо 1,24 А). Такая плоская структура относительно жестка и закреплена так, что углеводородные остатки аминокислот находятся в тпранс-расположении друг к другу:

С СН с сн

I

OR О" R

Вокруг осей С — С сохраняется обычно свободное вращение.

2. Существеннейшей чертой строения пептидов, определяющей типы конформаций молекул, является образование водородных связей N—H • • • О—С, либо между двумя разными плоекорасположенными цепями пептида (^-структура, рис. 125, а), либо между звеньями одной и той же пептидной цепи, закрученной за счет свободного вращения вокруг С—C-связей в спираль, навитую на цилиндр (а-спираль, рис. 125, б).

Более устойчивой и более распространенной в белках является а-спираль. При растягивании, например, кератина волос или игл дикообраза

R I

СН

«спираль переходит в ^-структуру. Независимо от величины и характера остатков аминокислот (ароматических, жирных или гетероциклических) длина одного аминокислотного остатка —NH—СН—С— в а-спирали

I D R О

по поверхности цилиндра одна и та же (1,5 А), а шаг спирали (длина витка по длнне цилиндра) 5,4 А, так что на один виток приходится 3,6 аминокислотного остатка. Водородные связи в а-спирали образуются между

CHR CHR

\ \

СО ОС

/ \ /

NH HN

\ \

CHR CHR

/ /

со ос

\ у \

NH HN

/ /

CHR CHR

\ \ .

cov ОС

NH HN

\ \

ОС

СО \

\

CHR CHR

CHR CHR

\ /

CO HN

/ \

NH ОС

\ /

CHR CHR

/ \

со нм

\ /

NH-—ОС

/ \

CHR CHR

\ / СО—-HN

/ \

NH ОС

\ /

CHR CHR

СО ^HN

I

н I

V »

с?с 1 I о

о

N

•сС : С

II

о

О

?с.

с

О

II о

н

I

Н

,/Nо

—С

.Сi: I -С-О—-N

н

I

—N.С

II

о

Рис. 125. Структура полппептпдной цепи белка:

о — Э-конформация с межмолекулярными водородными связями; б — спиральная а-конформация белка с внутримолекулярными водородными связями.

каждой первой и четвертой группами —CO—NH— И идут по образующей цилиндра.

По существу а- и ^-структуры — это конформационные разновидности пептидных цепей, называемые часто вторичной структурой пептидов и белка. Открытие а-и ^-структур — заслуга Полинга. На синтетических полипептидах, построенных из остатков одной аминокислоты (например, на нолплизине), можно показать обратимость взаимных переходов а-и р-конформаций твердого вещества при механическом воздействии пли изменении влажности. При растворении в воде синтетического полипеп-тпда (например, полпглутаминовой кислоты) или белка а-спираль сохраняется. Лишь при повышении температуры, в довольно узком температурном инте