Молекула - глицин
Cтраница 3
В период 1900 - 1910 гг. немецкому химику Эмилю Фишеру ( 1852 - 1919) удалось получить убедительные данные, свидетельствующие о том, что аминокислоты в белках соединены в длинные цепи, называемые полипептидными цепями. Так, две молекулы глицина могут соединяться и образовывать двойную молекулу глицилглицина, приведенную на рис. 23.1; при этой реакции происходит выделение воды. Образованная связь называется пептидной связью. [31]
Аминогруппа имеет одну неподеленную электронную пару, а два атома кислорода карбоксильной группы - по две неподеленные пары каждый. Всего, таким образом, у молекулы глицина пять неподеленных электронных пар, и поэтому глицин должен образовывать с водой водородные связи и хорошо растворяться в воде. [32]
Браконно сахар желатины был назван гликоколлом, а затем глицином. Браконно не знал о наличии азота в молекуле глицина; более поздние работы, завершением которых явились исследования Каура [47, 48], привели к установлению строения глицина и синтезу его из монохлоруксусной кислоты и аммиака. [33]
Процесс переваривания пептидов, их расщепление до свободных аминокислот в тонкой кишке завершают дипептидазы. Среди дипептидаз кишечного сока хорошо изучена глицилглицин-дипептидаза, гидролизующая соответствующий дипептид до двух молекул глицина. Известны также две другие дипептидазы: пролил-дипептидаза ( пролиназа), катализирующая гидролиз пептидной связи, в образовании которой участвует СООН-группа пролина, и пролин-дипептидаза ( пролидаза), гидролизующая дипептиды, в которых азот пролина связан кислотно-амидной связью. [34]
Для получения такого дипептида существуют различные синтетические методы. Например, глицилглицин может быть получен из дикетопиперазина, который легко образуется из двух молекул глицина. [35]
Жирные кислоты, содержащие аминные группы, или их производные ( аминокислоты) - основные единицы, из которых строятся белки и более простые пептиды, например гормоны и антибиотики, нередко несущие важные биологические функции. Простейшая аминокислота - глицин, или аминоуксусная кислота ( 2-амино-уксусная кислота) NH2 - СН2 - СООН. Молекула глицина включает кислую ( - СООН) и основную ( - NH2) группы. Интересно определить условия, в которых проявляются кислые или основные функции аминокислоты. В сильнокислой среде глицин существует в виде МНз-СН2-СООН. При рН 2 от этой частицы отщепляется один ион водорода. [36]
Как видно из приведенной схемы, синтез инозиновой кислоты начинается с В-рибозо - 5-фосфата, который, как известно, является продуктом пентозофосфатного цикла и на который переносится в необычной реакции пирофосфатная группа АТФ. Таким образом, данная стадия становится ключевой реакцией в синтезе пуринов. На следующей стадии присоединяется вся молекула глицина к свободной NH2 - rpynne 3 - 5-фосфорибозил-амина ( реакция нуждается в доставке энергии АТФ) с образованием глицинамидрибонуклеотида. Затем, на следующей стадии, цепь удлиняется за счет присоединения формильной группы из М5 1ХГ10 - метенил - ТГФК с образованием формилглицинамид-рибонуклеотида. На следующей стадии замыкается пятичленное имидазольное кольцо и образуется 5-аминоимидазолрибонуклеотид, который способен акцептировать СО2 с образованием рибонуклеотида 5-аминоимидазол - 4-карбоновой кислоты. [37]
Модель структуры была выведена из трехмерной функции Пат-терсона при широком использовании свойств сечений Харкера. После уточнения почти все длины связей и размеры валентных углов молекулы глицина имели значения, близкие к общепринятым стандартным величинам. Исключение составляла длина связи С - Лт ( 1 39 А), которая оказалась на 0 08 А меньше длины обычной одинарной С - N-связи. [38]
Частицы содержат примерно 40 % детергента ( додецилбензолсульфоновой кислоты) и 60 % кератина. При этом были получены следующие молекулярные соотношения динитрофтораминокислот: 18 молекул глицина, 8 - треонина, 4 - валина, 2 - аланина, 2-серина, 2 - глутаминовой кислоты и 1 - аспарагиновой кислоты. [39]
Отсюда ясно, что для успешного синтеза белков необходимо последовательное присоединение аминокислот с малой степенью образования побочных продуктов. Этого можно добиться, используя защитные группировки для аминогрупп, карбоксильных групп и боковых цепей, потенциально способных участвовать в реакции. В качестве примера вернемся к синтезу Gly-Ala; если аминогруппа глицина защищена ( превращена в химически неактивную), то взаимодействие молекул глицина между собой невозможно. Далее, если карбоксильная группа аланина также защищена, то единственная возможная реакция - взаимодействие карбоксильной ( активированной) группы глицина и аминогруппы с образованием искомого дипептида. [40]
Примерно так же дружно, как они взялись за разгадку синтеза холестерина, биохимики начали трудиться над тайной синтеза порфиринового кольца тема - этой очень важной части гемоглобина и многих ферментов. Затем, выделив из крови птиц порфирин, ученый следил за появлением в нем метки. Молекула глицина ( NH2GH2COOH) содержит два атома углерода. [41]
 |
Поворотные изомеры глицина. стрелками показаны. оси свободного вращения. [42] |
Рассмотрим геометрию более сложных молекул, например простейшей из аминокислот - глицина NH2 - СН2 - СООН. Для этой модели приближенное определение валентных углов и межъядерных расстояний осуществить легко. Но, как видно из рис. 11.28, валентные углы и длины связей, которые можно оценить по ковалентным радиусам, не определяют геометрию молекулы глицина полностью: одинарные связи N-С, С-С и О-С в этой молекуле обладают незатрудненным, практически свободным осевым вращением. [43]
Сборка пурииового гетероцикла, наоборот, проходит уже на рпбозофосфатном остове. Первым пурииовым нуклеоти-дом, образующимся в результате приведенной цепочки превращений, является инозин-5 - фосфат. Как видно из схемы, привеченной на рис. 122, он может либо в две стадии при участии ГТФ превращаться в адепозпп-5 - монофосфат, либо окисляться NAD до ксантозпп-5 - фосфата и далее с участием молекулы АТФ при помощи соответствующей епптетазы. Как следует из приведенной схемы, пурнновый гстероцпкл собирается в основном из отдельных атомов С и N. Единственным блочным элементом, используемым в этом процессе, является молекула глицина. На рис. 123 показано происхождение всех атомов пуриновой системы. [44]
Изменение свободной энергии, связанное с образованием глицилглицина из глицина, составляет примерно 4000 кал / моль. Аналогичные величины получены для реакций образования DL-аланилглицина и DL-лейцилглицина. Эти данные позволяют сделать вывод об уменьшении изменений свободной энергии по мере увеличения расстояния между группами, несущими электрический заряд. Далее, образование бензоил-глицина из бензоата и глицина требует меньшей затраты энергии, чем образование глицилглицина из двух молекул глицина; при образовании бензоилглицилглицина из бензоата и глицилглицина затрата свободной энергии еще меньше. Наконец, в тех случаях, когда ни одно из реагирующих соединений не является амфотерным ионом, например при образовании N-бензоилтиро-зилглицинамида, изменение свободной энергии совсем мало. Эти соображения привели к предположению, что при образовании небольших пептидов из аминокислот затрата свободной энергии больше, чем при дальнейшей конденсации этих пептидов с образованием более крупных молекул. [45]
Страницы: 1 2 3 4