IMG65 (2)

52 / ROZDZIAŁ 4

Ryc. 4-11. Aminokwasy połączone wiązaniem peptydowym (obszar zaciemniony).

jak przedstawiono na tej rycinie, gdyż stała równowagi reakcji jest przesunięta w kierunku hydrolizy wiązania peptydowego*Aby zaszła biosynteza wiązania peptydowego między dwoma aminokwasami, najpierw musi ulec aktywacji grupa karboksylowa. Chemicznie grupę karboksylową można przekształcić w chlorek kwasowy. W przyrodzie aktywację zapoczątkowuje kondensacja z ATP i utworzenie aminoacylo-adenylanu.

STRESZCZENIE

Chociaż w przyrodzie spotyka się zarówno D-aminokwasy, jak i aminokwasy z grupą aminową związaną z innym atomem węgla niż a, to w białkach występują wyłącznie L-a-amino-kwasy. Wszystkie aminokwasy mają przynajmniej dwie słabo kwaśne grupy funkcyjne związane z atomem węgla a, tj. R—NH \ i R—COOH.

Ponadto, poza nimi, inne słabo kwaśne grupy funkcyjne (~OH, —SH, guanidynowa, imida-zolowa) sprawiają, że całkowity ładunek aminokwasu zmienia się wraz z pH. W ten sposób aminokwasy są amfolitami, których całkowity ładunek przy określonym pH zależy od wartości pK. ich grup funkcyjnych. Punkt izoelektryczny — pi stanowi wartość pH, przy którym aminokwas nie wykazuje żadnego ładunku i nie porusza się w polu elektrycznym. Ponadto, w określeniu relacji między ładunkiem i typem reakcji chemicznych, którym ulegają aminokwasy (wśród których tworzenie wiązania peptydowego jest najważniejsze), grupy R i związane z nimi właściwości narzucają wyjątkowe funkcje biochemiczne każdego aminokwasu. Właściwości grup R stały się podstawą klasyfikacji aminokwasów na zasadowe, kwaśne, aromatyczne, alifatyczne czy zawierające siarkę. Po rozdziale mieszaniny aminokwasów metodą chromatografii podziałowej czy jonowymiennej, związki te można wykryć i określić ilościowo za pomocą reakcji z ninhydryną.

PIŚMIENNICTWO

Cohen SA, Michaud DP: Synthesis of a fluorescent derivatizing reagent, 6-aminoquinolyl-N-hydro-xysuccinimidyl carbamate, and its application to the analysis of hydrolysate aminoacids via high-performance liąuid chromatography. And Biochem, 211, 279, 1993.

Langsetmo K et al: The conserved, buried aspartate in oxidized Escherichia coli thioredoxin has a pK of 7,5. Biochemistry 30, 7603, 1991.

Ozols J: Amino acid analysis. Methods Enzymology 182, 587, 1990.

Stellwagen E: Gel filtration. Methods Enzymology 182, 182, 1990.

Wilson NA et al: Aspartic acid 26 in reduced Escherichia coli thioredoxin has a pK greater tban 9. Biochemistry 34, 8931, 1995.

Peptydy

5

Victor W. Rodwell, PhD

WPROWADZENIE

Polimeryzacja L-a-aminokwasów dzięki wiązaniom peptydowym tworzy strukturalny szkielet białek. W tym rozdziale omówiono cechy wiązania peptydowego, właściwości pep-tydów, metody określania struktury pierwszo-rzędowej peptydów i białek oraz metody syntezy peptydów.

ZNACZENIE BIOMEDYCZNE

Peptydy są przedmiotem szczególnego zainteresowania, szczególnie w endokrynologii. Wiele hormonów jest peptydamii ifiógą one być podawane chorym w celu korygowania niedoborów (np. wstrzyknięcia insuliny chorym na cukrzycę). Niektóre peptydy działają w układzie nerwowym albo jako neuroprzękaźniki, albo jako neuromodulatory. Mikrocystyny i nodula-ryny — peptydy wytwarzane przez ęyjanobak-tene—w większych dawkach powodują śmierć, a w małych — przyczyniają się do powstawania nowotworów wątroby. Pewne antybiotyki są peptydami (np. walinomycyna i gramicydyna A), podobnie jak niektóre substancje przeciw-nowotworowe (np. bleomycyna). Szybka synteza chemiczna i technologia rekombinacji DNA ułatwiły produkcję znacznych ilości hormonów peptydowych. Wiele z nich występuje w organizmie w stosunkowo małych stężeniach, stąd trudności z ich wyizolowaniem w ilościach wystarczających do leczenia. Ta sama technologia pozwala syntetyzować inne peptydy, dostępne z naturalnych źródeł w niezwykle małych ilościach (np. niektóre peptydy i białka wirusowe), wykorzystywane do produkcji szczepionek.

L-a-AMINOKWASY POŁĄCZONE WIĄZANIAMI PEPTYDOWYM! TWORZĄ PEPTYDY

Na rycinie 5-1 przedstawiono tripeptyd utworzony z reszt aminokwasowych alaniny, cysteiny i waliny. Należy odnotować, że tripep-

Alanylo- cysteinylo- walina

Ryc. 5-1. Wzór strukturalny tripeptydu (wiązania peptydowe zaciemniono).

tyd składa się z trzech reszt aminokwasowych, ale nie zawiera trzech wiązań peptydowych. Umownie strukturę peptydu zapisuje się rozpoczynając od lewej strony N-końcową resztą aminokwasową (z wolną grupą a-aminową), a kończąc po prawej stronie C-końcową resztą aminokwasową (z wolną grupą ot-karboksylo-wą). Przedstawiony peptyd ma jedną wolną grupę a-aminową oraz jedną wolną grupę a-kar-boksylową. Jednakże w niektórych peptydach końcowe grupy aminowe lub karboksylowe mogą być podstawione (np. N-formyloamina lub amid grupy karboksylowej) i w ten sposób nie są wolne.

Wzory peptydów można przedstawić w prosty sposób

Umownie peptydy przedstawia się zapisując ich aminowy koniec po lewej, karboksylowy zaś po prawej stronie. Dla zilustrowania wzoru peptydu w pierwszej kolejności rysuje się jego