рвинну структуру білка. Між первинною структурою білка і його функцією у даного організму існує сама тісний зв'язок. Для того, щоб білок виконував властиву йому функцію, необхідна зовсім певна послідовність амінокислот у поліпептидного ланцюга цього білка. Навіть невеликі зміни в первинній структурі можуть значно змінювати властивості білка і відповідно його функції. Наприклад, в еритроцитах здорових людей міститься білок-гемоглобін з певною послідовністю амінокислот. Невелика частина людей має вроджену аномалію структури гемоглобіну: їх еритроцити містять гемоглобін, у якого в одному положенні замість глутамінової кислоти (зарядженої, полярної) міститься амінокислота валін (гідрофобна, неполярная). Такий гемоглобін істотно відрізняється за фізико-хімічними та біологічними властивостями від нормального. Поява гідрофобною амінокислоти, призводить до виникнення В«ЛипкогоВ» гідрофобного контакту (еритроцити погано пересуваються в кровоносних судинах), до зміни форми еритроцита (з двояковогнутого в серповидний), а також до погіршення перенесення кисню і т.д. Діти, що народилося з цією аномалією, в ранньому дитинстві гинуть від серповидноклітинної анемії.
Вичерпні докази на користь твердження, що біологічна активність визначається амінокислотної послідовністю, були отримані, після штучного синтезу ферменту рібонуклеази (Мерріфілд). Синтезований поліпептид з тією ж амінокислотної послідовністю, що і природний фермент, володів такою ж ферментативної активністю.
Дослідження останніх десятиліть показали, що первинна структура закріплена генетично і в свою чергу визначає вторинну, третинну і четвертинних структури білкової молекули і її загальну конформацію. Першим білком, у якого була встановлена ​​первинна структура, був білковий гормон інсулін (містить 51 амінокислоту). Це було зроблено 1953 р. Фредеріком Сенгером. До теперішнього часу розшифрована первинна структура більше десяти тисяч білків, але це дуже невелика кількість, якщо врахувати, що у природі білків близько 10 12 .
Знаючи первинну структуру білка, можна точно написати його структурну формулу, якщо білок представлений однією поліпептидного ланцюгом. Якщо до складу білка входить кілька поліпептидних ланцюгів, то їх попередньо роз'єднують, використовуючи спеціальні реактиви. Для визначення первинної структури окремої поліпептидного ланцюги, методами гідролізу з використанням амінокислотних аналізаторів, встановлюють її амінокислотний склад. Потім, застосовуючи спеціальні методи і реагенти, визначають природу кінцевих амінокислот. Для встановлення порядку чергування амінокислот, поліпептидних ланцюг піддають ферментативному гідролізу, при якому утворюються осколки цієї поліпептидного ланцюга - короткі пептиди. Ці пептиди поділяють методом хроматографії і встановлюють послідовність амінокислот у кожному. Таким чином, досягається етап, коли послідовність амінокислот в окремих пептидах (фрагментах білка) відома, але залишається нез'ясованою послідовність самих пептидів. Останню встановлюють з допомогою так званих перекриваються пептидів. Для цього використовуються небудь інший фермент, який розщеплює вихідну поліпептидних ланцюг в інших ділянках, і визначають амінокислотну послідовність знову отриманих пептидів. Пептиди, утворені під дією двох ферментів, містять однакові фрагменти амінокислотних послідовностей., поєднуючи їх встановлюють загальну амінокислотну послідовність поліпептидного ланцюга.
Великий внесок у вивчення будови білкової молекули зробили Л. Полінг і Р. Корі. Зваживши те, що в молекулі білка найбільше пептидних зв'язків, вони першими провели копіткі рентгеноструктурні дослідження цього зв'язку. Вивчили довжини зв'язків, кути під якими розташовуються атоми, напрямок розташування атомів щодо зв'язку. На підставі досліджень були встановлено такі основні характеристики пептидного зв'язку.
В
1. Чотири атома пептидного зв'язку і два приєднаних a-вуглецевих атома лежать в одній площині. Групи R і Н a-вуглецевих атомів лежать поза цій площині. p> 2. Атоми О і Н пептидного зв'язку і два a-вуглецевих атома і R-групи мають транс-орієнтацію щодо пептидного зв'язку.
3. Довжина зв'язку С-N, що дорівнює 1,32 Е, має проміжне значення між довжиною подвійний ковалентного зв'язку (1,21 Е) і однорідної ковалентного зв'язку (1,47 Е). Звідси випливає, що зв'язок С-N має частково характер подвійного зв'язку. Тобто пептидний зв'язок може існувати у вигляді резонансних і таутамерних структур, в кето-енольної формі.
В
Обертання навколо зв'язку-С = N-утруднене і всі атоми, що входять до пептидную групу, мають планарную транс-конфігурацію. Цис-конфігурація є енергетично менш вигідною і зустрічається лише в деяких циклічних пептидах. Кожен планарний пептидний фрагмент містить дві зв'язку з a-вуглецевими атомами, здатними до обертання. Це зв'язку С a -N (...
