Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии



Яндекс.Метрика

Методы синтеза

Методы синтеза постоянно совершенствовались, но создать универсальный метод не удалось. Чрезвычайно большие трудности представлял синтез пептидов заданного строения. Сразу после расшифровки строения инсулина в нескольких лабораториях мира приступили к синтезу этого белка-гормона. Первые результаты были получены уже в 1963 г. В США группа химиков под руководством П. Катсоянниса синтезировала полную цепь А-инсулина (инсулин состоял из двух полипептидных цепей). В конце 1963 г. группа Г. Цана (ФРГ) получила обе цепи и соединила их в молекулу инсулина. Для того чтобы соединить 51 аминокислоту в две полипептидные цепи и связать их в полную молекулу белка, понадобилось почти 3 года напряженной работы. При этом были проведены 223 последовательные реакции. Выход же продукта был ничтожен—0,02%. Причем при классическом методе (немецкие и американские химики по существу следовали по пути, намеченному Э. Фишером) это значение было принципиально близко предельному. Дальнейшие синтезы, построенные по подобным схемам не имели перспектив, за исключением особых случаев. Даже выбор белка большего размера, чем инсулин, в качестве объекта синтеза уже мог привести к неудаче. Увеличение длины полипептидной цепи автоматически приводило к увеличению числа промежуточных реакций. Конечный выход при синтезе белка, состоящего не из десятков, а из одной-двух сотен аминокислот, практически был бы равен нулю.
Однако уже в тот год когда близился к завершению первый химический синтез белка, выход из тупика был найден. В США Р. Меррифилд разработал так называемый твердофазный метод синтеза полипептидов на полистирольной смоле. Сущность его заключалась в том, что первая аминокислота присоединялась непосредственно к шарикам смолы, которые были помещены в реакционный раствор. Затем происходило наращивание полипептидной цепочки с помощью однотипных Операций. Это позволило очень быстро автоматизировать процесс и довести выход промежуточных реакций до 100%. В процессе наращивания полипептидная цепь все время оставалась связанной с шариками смолы, на которых как бы появлялись волоски. С помощью нового метода Р. Меррифилд синтезировал ряд пептидов определенного строения, татем инсулин, а после усовершенствований аппарата и метода — фермент рибонуклеазу — белок, состоящий из 124 аминокислотных остатков. Выход конечного продукта достигал 100%.
В настоящее время во многих странах, в том числе и в СССР, разрабатываются новые методы синтеза и создаются все более удобные и надежные автоматические устройства. Химический синтез белков и пептидов становится принципиально новым методом исследования функций белковых веществ.
Определение последовательности аминокислотных остатков в молекуле белка знакомит нас только с его химической формулой. Свойства белка, как и любого другого соединения, зависят не только от состава, но и от строения молекулы. Для описания Строения молекул датский .биохимик К. У. Линдерстрём-Ланг в 1952 г. ввел представление о высших уровнях их структуры.
Растянутая полипептидная цепочка белка — это первичная структура белковой молекулы. Однако реально такая цепочка чаще всего находится в изогнутом виде или свернута в спираль. Спиральные структуры (вторичные) белка были исследованы Л. Полингом. Под воздействием различных сил белковая цепочка, имеющая форму спирали, может деформироваться и изгибаться, а витки спирали раскручиваться. Внешние воздействия на боковые радикалы аминокислотных остатков приводят к тому, что спираль (или частично раскрученная полипептидная цепь) образует клубок — глобулу белка. Глобула белка представляет собой третичную структуру белка.
Все уровни структуры (включая и четвертичную, при которой несколько глобул образуют сложную молекулу) определяются последовательностью аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Стоит одну аминокислоту заменить на другую, и полипептидная цепь сложится иначе, и форма глобулы изменится. С этим связаны изменения свойств гемоглобинов при возникновении серповидной анемии.


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200


Интересное



 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.