Файл: Шамин А.Н. Развитие химии аминокислот.pdf

saure beim Erhilzcn von Eiweissstoffen mit Salzsaurc nnd Zinnch-

48.E. Drechsel. Ueber die Bildung von Harnsloff aus Eiweiss.— Ber. chem. Ges., 23, 3096 (1890).

49.M. Siegfried. Zur Kennlniss der Spaltungsproducte der Eiweiskcirper.— Ber. chem. Ges., 24, 418 (1892).

50.S. G. lledin. Eine Methode, das Lysin zu isoilieren, nebst einigen

Bemerkungon iiher das Lysalhinin.— Z. physiol. Chem., 21, 297 (1895—1896).

51.A. Ellinger. Zur konslitutions des Lysins.— Ber. chem. Ges., 32,

3542 (1899). .

52.E. Schulze, E. Steiger. Ueher einen neuen slickstoffhaltigen Bestandleil der Keimlinge von Lupinus luteus.— Ber. chem. Ges., 19,

1177 (1886); Ueber das Arginin.— Z. physiol. Chem., 11, 45 (1886).

53.E. Schulze, E. Winterstein. Ueber ein Spaltungsprodukt des Arginins.— Ber. chem. Ges., 30, 2879 (1897).

54.M. Siegfried. Zur Kennlniss der Spaltungsprodukte der Eiweisskorper.— Ber., 24, 418-432 (1891).

55.E. Drechsel. Der Abbau der Eiweissstofle.— Arch. Anat. Physiol.,

1891, 248.

56.S. G. He din. Ueber die Bildung von Arginin aus Proteinkorper.—

Z. physiol. Chem., 21, 155 (1895—1896).

57.S. G. lledin. Ueber ein neues SpaUungsprodukt des Hornsubstanzes.— Z. physiol. Chem., 20, 186 (1895).

58.II. B. Vickery, C. Schmidt. I-Iislory of Discovery of Amino Acids.—

Chem. Rev., 9, 242 (1931).

59.F. Miescher. Das Protamin, eine neue organische Base aus den

Samenfaden des Rheinlackses.-^-Ber., 7, 376 (1874).

60.J. Piccard. Ueber Protamin, Guanin und Sarkin als Bestandteile des Lachssperma — Ber., 7, 1714 (1874).

61.A. Kossel. Ueber das Histidin.— Z. physiol. Chem., 28, 382 (1899).

62.E. Drechsel. Beitrage zur Chemie einiger Seetiere. III.— Ueber das

299 (1884).

67.A. Emmerling. Cystin unter den Spaltungprodukten des Homs.—

Verhandl. Ges. Naturforsch., II, 2, 391 (1894); Chem. Ztg, II, 18, 1539 (1894).

68.F. Suter. Ueber die Bindung des Schwefels im Eiweiss.— Z. phy­ siol. Chem., 20, 64 (1895).

69.К. A. II. Morner. Brenztraubensaure unten den Spaltungsprodukten der Proteinstoffe.— Z. physiol. Chem., 42, 121 (1904).

70.К. A. II. Morner. Cystin, ein Spaltungsprodukt der Hornsubstans.—

Z. physiol. Chem., 28, 595 (1899).

71.A. Cahours. Reclierches sur les acides amides.— C. r. Acad. Sci.,

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

ПЕПТИДНАЯ ТЕОРИЯ

ИРАЗВИТИЕ ХИМИИ АМИНОКИСЛОТ

Кначалу XX в. развитие химии аминокислот оказалось теснейшим образом связано с развитием химии белков. Основным источником вновь открываемых аминокислот стали белки. Аминокислоты в свободном состоянии встре­ чались гораздо реже, чем в белковых гидролизатах, и в го­ раздо меньшем количестве. Одпако окончательное пони­ мание взаимосвязи химии белка и химии аминокислот,

как и понимание методологического значения этого фак­ та, пришло не сразу. Оно тормозилось не только отсут­ ствием удовлетворительных методов их анализа и син­ теза. Основной причиной было отсутствие руководящей гипотезы о строении белка, которая связала бы воедино химию аминокислот и химию белка. Но и появлеиие такой гипотезы зависело от определенного уровня знаний о свой­ ствах и строении аминокислот.

Впервые гипотеза о преимущественной роли аминокис­ лот в построении белковой молекулы была высказана в 1870 г. II. Н. Лгобавппым [1]. Одиако его гипотеза не получила развития да и сам ее автор отошел от химии белка, став крупным хпмпком-технологом. Допущение о возможности свести все составные части белков к какомулибо одному типу соединений было более аргументированно высказано А. Косселем, который также допустил, что «протамныовые ядра» белков состоят из одних аминокислотных остатков [2]. То, что аминокислоты, если пе являются единственным типом компонентов белковых молекул, ио все же играют в их построении существенную роль, пред­ полагали и другие авторы (см. [3]).

Дальнейшее развитие химии белка тормозилось отсут­ ствием достаточно надежного и удобного метода разделе­ ния и анализа продуктов распада белков, в том числе и аминокислот. Однако аналитическая химия белков ие сво­ дилась к аналитической химии аминокислот: предполага­ лось, что необходимы методы для определения значительно

3* 67

более сложных соединений, в которые аминокислоты мо­ гут включаться как составные элементы. На этом пути былп достигнуты определенные успехи: были созданы ме­ тод В. Гаусмана, характеризовавшего белки по распреде­ лению азота по основным фракциям; метод Т. Осборна, определявшего азот гумпна. Это были методы группового определеипя, но уже для ппх было характерным влияние представлений о существенной роли аминокислот в по­ строении белка п о возможной роли близких к ним, во вся­ ком случае обладавших сходными активными группами соединений.

А. Косселом и Ф. Кутчером был создан метод разделе­ ния основных амнпокпслот и тем самым был сделан пер­ вый шаг к создапшо аналитической химии аминокислот. Однако это былп лишь новые ступени эмпирического по­ знания природы п белков, и амнпокпслот. Прочной теорети­ ческой основы для направленных поисков еще ие было создано.

Такой объединяющей основой стала пептпдная теория строенпя белка, созданная Эмплем Фпшером.

В свопх изысканиях Фпшер сразу же наметил ос.повпые направления. Для доказательства постулированного им положенпя о том, что белки построены пз аминокислот, надо было ответить на ряд вопросов. Как связаны амино­ кислоты в молекуле белка? Являются ли опп единствен­ ными по тппу соединениями в белковой молекуле?

Эмпль Фпшер сосредоточил усплия па доказательстве наиболее вероятного с его точки зреипя амидного типа со­ единения аминокислот в белке. Для этого имелись важные основания: прп кислотном, щелочном и фермептатпвпом гпдролпзе белков образовывались аминокислоты; белкп являлись амфоторпымп веществами, не содержащими ампно- п карбоксильных групп. Следовательно, именно кар­ боксильные п амппогруппы должны были замыкаться в мо­ лекуле белка.

Для того чтобы доказать это положение, надо было ие только доказать, что белкп состоят пз одних только амино­ кислот, хотя уже это была достаточно сложная задача. Не­ обходимо было также, по существу, заново создать анали­ тическую химию аминокислот. Кроме метода Косселя и Кутчера еще не было сколько-нибудь удовлетворительных методов анализа аминокислот. Тем более был затруднен анализ сложных смесей аминокислот, какими, как предпо-

68

только создать методы синтеза таких комплексов, но и ме­ тоды синтеза отдельных аминокислот. Эти методы необ­ ходимы были также и для получения аминокислот с целью идентификации продуктов распада белковых ве­ ществ.

Плап исследовании Фпптера сводился, таким образом, к следующим основным задачам: 1) качественное и количе­ ственное определение продуктов гидролиза белков, вероят­ нее всего, аминокислот; 2) установление строения этих конечных продуктов; 3) соединение аминокислот в воз­ можно большее число соединений со связями амидного типа; 4) сравнение полученных таким образом соединений как с природными белками, так и с продуктами их частич­ ного гидролиза.

Как это ни парадоксально, химия аминокислот наибо­ лее далеко, к моменту работ Фишера, продвинулась вперед именно в решении третьей задачи: в изучении реакций вза­ имодействия аминокислот, вернее их производных, с обра­ зованием комплексов со связями амидного типа. Эти успе­ хи были связаны с именем Т. Курциуса, добившегося ус­ пехов в получении достаточно сложных соединений ами­ нокислот, связанных амидной связью (см. [4]).

Таким образом, казалось бы Эмиль Фишер мог начать ■с решения достаточно элементарной задачи: изучения структуры аминокислот и создания методов их синтеза. Но эта задача была элементарна лишь в сравнении с други­ ми задачами химии белка. «Уточнение неясностей химии аминокислот», как иазвал эту задачу сам Фишер, требо­ вало создания по сути дела новой отрасли — синтетиче­ ской химии оптически активных аминокислот.

Излагая работы Фишера, нельзя упускать из виду, что они были подчинены одной основной цели — доказа­ тельству пептидного типа строения белковых веществ. Поэтому Э. Фишер не концентрировал усилий на доско­ нальном, наиболее полном изучении отдельных вопросов химии белка и химии аминокислот. Первые же успеш­ ные результаты изучения строения аминокислот и новые методы их синтеза он тут же использовал для создания методов извлечения отдельных аминокислот из гидро­ лизатов и методов синтеза пептидов. Работы Э. Фишера

69

логически развивались по четырем направлениям, кото­ рые фактически осуществлялись одиовремеппо.

Своеобразие подхода Фпптера сыграло положительную роль в развитии химии аминокислот. Э. Фишер в короткий срок осуществил столь широкий поиск, создал методы син­ теза почти всех основных аминокислот, иазшнлся выделять пужньте ему природные изомеры из синтезированных раце­ мических смесей и из природных гидролизатов, разработал методы анализа для всех пзвестпых амппокислот, что фактически перевело химию амппокислот на новую, выс­ шую ступень, заложив основы современных синтетиче­ ских аналитических методов, господствовавших вплоть до создаппя хроматографии, и заложил основы стерео­ химии амппокислот, причем ие только эксперименталь­ ной, по и теоретической.

Синтезы н разделение стереопзомеров аминокислот

строении еще не были решены окончательно. Далеким от общего прпзиаппя было даже представление о взаимном положении ампно- и карбокспгрупп в молекулах ами­ нокислот. Неясными были представления о конфигурации их углеродного скелета, а также о положении других ак­ тивных групп: гидроксилов, сульфгпдрпльпой и дпсульфпдпой групп и т. и. Наконец, к началу XX в. запутанным представлялся вопрос о существовании оптически актив­ ных аминокислот в молекулах белков.

Вопрос об оптической актпвпостп амппокислот привлек вппмание Л. Пастера уже в 60-х годах XIX в. Но тогда этот вопрос имел скорее познавательное значение, и, самое главное, он еще ие был связан с гипотезами о строении белка. В 1885—1886 гг. Э. Шульце и Э. Босхард доказа­ ли, что при кислотном гидролизе белковых веществ обра­ зуются оптически активные аминокислоты [5, 6], которые при обработке баритовой водой переходят в неактивную форму, практически ие отличающуюся от оптически неак­ тивной формы аминокислот, образующихся при щелочном гидролизе белка.

Если такую оптически неактивную аминокислоту вве­ сти в питательную среду грибка пеницилла (Penicillium

70