более длинных молекул можно также воспользоваться однобуквенным кодом, в котором каждой аминокислоте присвоена одна заглавная буква латинского алфавита: аланин - А, аспарагин - n, аспарагиновая кислота - D, аргинин - R, валин - V, гистидин - Н, глицин - G, глутамин - Q, глутаминовая кислота - Е, изолей-цин - I, лейцин - L, лизин - К, метионин - М, пролин - Р, серии - S, тирозин - y, треонин - Т, триптофан - W, фенил-аланин - F, цистеин - С. С использованием этого кода вместо громоздкой структурной формулы, написанной в начале страницы, можно записать YRM.

Следует сразу же подчеркнуть, что как и в аминокислотах, в пептидах сосуществуют амино- и карбоксильные группы, поэтому пептиды также являются биполярными ионами со своей характеристичной величиной pi. Элементом, во многом определяющим строение пептидов, является пептидная связь, поскольку в общем виде пептид можно изобразить как регулярную структуру, основную нить которой составляют повторяющиеся участки с одинаковыми параметрами:

О

-(nh-^h-c^.

Эта основная нить окружена боковыми цепями (Rm), которые представляют собой второй элемент, определяющий строение пептида. В пептидной цепи атом углерода карбонильной группы, атом азота и связанные с ними атомы лежат в одной

54

плоскости, а связь углерод-азот носит в значительной степени двоесвязный характер вследствие таутомерии амид-иминол:

Длина связи С - N 0,132 нм вместо характерной для ами-

нов величины 0,147 нм Свободное вращение вокруг пептидной связи, как и вокруг двойной связи >С=С<, отсутствует. Кислород группы >С=0 и водород группы >N-H чаще всего находятся в /ярянс-положе-нии. Группа, связанная с а-углеродным атомом, обладает свободным вращением.

Понятие "структура пептида" (равно как и "структура белка") включает в себя следующие харатеристики:

1) общее число аминокислотных остатков;

2) перечень аминокислот, входящих в состав пептида, и указание количества аминокислотных остатков каждого вида (этот параметр называется аминокислотным составом пептида или белка);

3) последовательность связывания аминокислот друг с другом (этот параметр назвается аминокислотной последовательностью и отражает так называемую первичную структуру пептида или белка); последовательность записывается слева направо от N-конца к С-концу (далее приведена первичная структура адренокортикотропного гормона овцы):

1 10 20 30 39

SYSMEHFRWGKPVKKRRPVKVYPAGEDDEASEAFPLEF

Определение аминокислотного состава пептида проводится после полного гидролиза вещества, в ходе которого все пептидные связи разрушаются, и пептид превращается в смесь аминокислот, составлявших его. Гидролиз проводят действием 6 н. НС1 при 110°С в течение 20 ч.; для предупреждения окислительного разрушения некоторых аминокислот в процессе гидролиза его осуществляют в атомосфере азота или в ваку-умированной запаянной ампуле. Полученный гидролизат подвергают количественному анализу с помощью ионообменной хроматографии и таким образом устанавливают, какие аминокислоты и в каких соотношениях входят в исследуемый пептид.

55

Определение аминокислотной последовательности представляет собой более сложную задачу, решение которой требует выполнения нескольких этапов; как правило, их реализация осуществляется параллельно. 1. Определение N-концевой аминокислоты а) Метод Сэнджера (Сенгера). Нуклеофильное замещение атома фтора в молекуле 2,4-ди-нитрофгорбензола (реактива Сэнджера) аминогруппой пептида, происходящее в присутствии щелочи, вводит в N-конце-вую аминокислоту 2,4-динитрофенильный остаток (2,4-ДНФ-метку):

NO

'2

F + H2N—CHR——NH—11,11 + NaOH N©2

&

на+ н2о

°2N"4 У~ NH-CHR—g—NH-«»» —

1

_yN02 смесь аминокислот,

Эта метка является хромофорной группой благодаря наличию в ней протяжённой системы сопряжённых связей,, поэтому аминокислота, несущая метку, становится окрашенной в отличие от остальных аминокислот. При последующем гидролизе меченого пептида аминная связь 2,4-динитрофенильной группы с пептидом не затрагивается, и в образовавшейся смеси аминокислот только N-концевая кислота оказывается меченой. Анализ гидролизата с помощью тонкослойной хроматографии позволяет однозначно идентифицировать N-концевую аминокислоту путём сравнения хроматографической подвижности окрашенного пятна из гидролизата с подвижностями заведомых 2,4-ДНФ-производных аминокислот.

б) Дансильный метод принципиально схож с методом Сэнджера, однако использование в качестве метки NjN-диме-тиламинонафталинсульфонильного (дансил) остатка делает

56

этот метод на несколько порядков более чувствительным, чем метод Сэнджера, так как дансильная группа обеспечивает более интенсивное поглощение света, чем 2,4-динитрофенилъ-ная:

N(CH3>2

|jf| + H2N—CHR—С—NH—"", + NaOH -*"

S°2C1 N(CH3)2

+ смесь аминокислот, не имеющих ДНС-метки

S02—NH Д НС-Аминокислота, флуоресцирующее производное

2. Деградация по Эдману

На первой стадии реакции, проходящей в щелочной среде, аминогруппа пептида вступает в реакцию нуклеофильного присоедин