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

45. C. Liebermann. Corrcspondenz.— Centraiblalt mod. Wiss., 1887,

(38.

46. 0. Folia, W. Denis. Sensitive Test lor Tyrosine.— J. Biol. Chem.,

12, 239 (1912).

47. E. Abderhalden, H. Schmidt.— Z. physiol. Chem., 72, 37 (1911).

48.C. Bernard. Memoire sur le pancreas.— C. r. Acad. Sci., Suppl. 1,

379 (1856).

49.W. Kiihne. Ueber Indol aus Eiweiss.— Ber. chem. Ges., 8 , 206

(1875).

50.Л/. Nencki. Ueber die Harnfarbsloffe aus der Indigogruppe und die

Pancreasverdauung.— Ber. chem. Ges., 7, 1573, (1874).

51.R. Neimeister. Ueber die Reaktionen der Albumosen und Pepto­ ne.— Z. Biol., 26, 324 (1890).

52.E. Stadelman. Ueber das beira Liefen Zerlall der Eiweisskorper entstehende Proteinchromogen, den die Bromreaktion gebenden Korper.— Z. Biol., 26, 491 (1890).

53.M. Nencki. Zue Kenntniss der pancreatischen Verdauungsproducte des Eiweisses.— Ber. chem. Ges., 28, 560 (1895).

54.C. Beitler. Ueber das Chloroproteinochrom.— Ber. chem. Ges., 31,

1604 (1898).

55.D. Kurajejj. Zur Kenntniss der Bromproteinochrome.— Z. physiol.

Chem., 26, 501 (1898—1899).

56.F. G. Hopkins, D. W. Cole. A Contribution to the Chemistry of the Proteins. I. A Preliminary Study of a Hitherto Undescribed Products of Tryptic Digestion.— J. Physiol., 27, 418 (1902); A Cont­ ribution to the Chemistry of Proteins. II. The Constitution of

Tryptophano and the Action of Bacteria upon it.— J. Physiol., 29,

451 (1903).

57.A. Ellinger. Ueber die Konstitution der Indolgruppe im Eiweiss.

IV. Synthese des racemisches Tryptophans — Ber. chem. Ges., 40,

3029 (1907).

58. E. Fischer, U. Suzuki. Synthese von Polypeptides. III. Derivate der a-Pyrrolidincrabonsaure.— Ber. chem. Ges., 37, 2842 (1904).

59.E. Fischer. Eine neue Aminosaure aus Leim.— Ber. chem. Ges., 35,

2660 (1902).

60.E. Abderhalden, O. Rostocki. Die Monoaminosiiuren des «Edestins»

aus Baumwollsamen und dessen Verhalten gegen Magensaft.—

Z. physiol. Cliem., 44, 265 (1905).

61.E. Fischer, E. S. London. Bildung von Prolin bei der Verdauung von Gliadin.— Z. physiol. Chem., 73, 398 (1911).

62.E. Fischer, G. Zemplen. Synthese der beiden optischakieven Pro­ lin.— Ber. diem. Ges., 42, 2989 (1909).

63.R. Willstdtter. Synthese der Hygrinsaure.— Ber. chem. Ges., 35,

1418 (1902).

64.E. Fischer. Notizen.— Z. physiol. Chem., 35, 227 (1902).

65.E. Fischer. Untersuchungen iiber Aminosauren, Polypeptide und

lien).— Z. physiol. Chem., 38, 1937 (1905).

67.E. Hammarsten. Etudes sur la synthese des acides aminees.—

Compt. rend. trav. Lab. Carlsberg, 11, 223 (1916).

89

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

РАЗВИТИЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

И СТЕРЕОХИМИИ АМИНОКИСЛОТ

Первая половпиа XX в. была периодом стаповлепия биологической химии — сложного процесса, включающего дифференциацию органической химии и обособление направлений, занимающихся исключительно природными органическими соединениями. Формировались также на­ правления, связанные с использованием накопленных органической химией методов для изучения физиологиче­ ских процессов и проникновения в тайпы клетки. Важный

биохимическое направление означает возврат органиче­ ской химии к ее первоначальным задачам, к химическим проблемам биологии. Однако длинный обходной путь, пройденный органической химией, был необходим, так как ои способствовал накоплению богатого материала и созданию методики, без которых разрешение этих проб­ лем невозможно» [1, стр. 297].

Однако историческое зиачеипе этого процесса в раз­ витии органической химии заключалось также в мощном стимулирующем воздействии биологических проблем на важнейшие элементы структуры органической химии — на развитие методического аппарата и па формирование теоретических представлений.

Органический анализ и особенно органический синтез все чаще начинают служить целям нового биооргаппческого направления; в теснейшем направлении с цпто- и гистохимией развиваются микроанализ, микробиологиче­ ские и ферментативные методы анализа, под непосред­ ственным воздействием задач химии белков и аминокис­ лот возникает хроматографический анализ.

Важнейшим теоретическим направлением органиче­ ской химии, которое находило многочисленные приложе­ ния, была стереохимия органических соединений со всеми

91

ответвлениями — от асимметрического синтеза и методов экспериментального определения геометрических пара­ метров молекул до важнейших квантовохпмическпх обоб­ щений. Хотя основное развитие стереохимии шло по ли­ нии изучения неприродных органических соединений, однако некоторые основополагающие наблюдения п за­ ключения были сделаны иа типичных биооргаиических объектах. Таковы были паблюдепня Л. Пастера над оп­ тическим вращением органических кислот. Таково было открытие вальдеповского обращепия, о котором Эмиль Фишер писал: «Это открытие со времени основополагаю­ щих исследований Пастера было самым поразительным наблюдением в области оптически активных веществ» [2, стр. 489]. Таково, наконец, было развитие рентгеноструктурного анализа, сразу ориентированного Дж. Бер­ налом на изучение аминокислот, белков и их компонентов.

Наиболее разительные и имеющие большие послед­ ствия пзмеиенпя в исследованиях аминокислот произо­ шли за период с 20-х по начало 50-х годов XX в. в области их аналитической химии.

Развитие аналитической химии аминокислот

После работ А. Косселя и особенно Э. Фишера дальней­ шее развитие химии белка связывали с успехами в двух областях — в области синтеза модельных соединений и анализа аминокислот. Однако и в той, и в другой области вскоре после работ Э. Фишера наступил кризис, вызван­ ный в области синтеза глубокими методологическими при­ чинами — неправильной ориентацией большинства преем­ ников Э. Фишера на дикетопиперазиповую теорию, а в области аналитической химии аминокислот — ограниче­ ниями, накладываемыми отсутствием удовлетворительных методов анализа.

Как писал Г. Тристрам: «Большинство классических методов, основанных на оригинальных исследованиях

Н. Д.) и требовали выделения аминокислоты или одного из ее производных. Обширная литература по этому вопросу свидетельствует о громадных трудностях, сопутствующих таким исследованиям. Применение классических методов ограничивалось в значительной степени тем, что для ис-

92

следований требовались большие количества белка (100 г или более). Существовавшие в то время колориметриче­ ские методы нельзя было проверить путем анализа ами­ нокислотных смесей, составленных специально для данной цели ввиду отсутствия чистых амипокпслот (не было ме­ тодов надежной оценки их чистоты)» [3, стр. 209]. Это высказывание достаточно четко формулирует и суммирует основные недостатки методов анализа амипокпслот в пе­ риод проверки пептидной теорпи.

После вооружения бноорганической химии новейши­ ми методами микроанализа развитие аналитической химии аминокислот на этапе гравиметрических методов кажется неоправданно медленным и лишенным перспек­ тивы. Однако это не совсем так. В 10—30-е годы XX в. аналитическая химия аминокислот была одной пз наибо­ лее трудоемких и сложных областей аналитической орга­ нической химии. И успехи химии белков в эти годы свя­ заны в значительной мере с успехом в развитии именно гравиметрических методов анализа.

Помимо вопросов строения белка было еще одно на­ правление, которое сильно влияло и столь же сильно зависело от развития аналитической химии аминокис­ лот,— изучение питательной ценности белков. Именно аналитические методы, разработанные в этот период, по­ зволили сделать важное заключение о существованпн не­ заменимых аминокислот, ввести на этом основании клас­ сификацию белков по пх пищевой ценности. «Значение аминокислот как основного фактора во всех проблемах, связанных с белком, все более подчеркивается в исследо­ ваниях по химии питания... Очевидно, что неодинаковая питательная ценность различных белков связана с различ­ ным содержанием в них тех специальных аминокислот, которые необходимы для организма и не могут быть син­ тезированы животным» (цпт. по [4, стр. 7]). Эти слова Т. Осборна и Л. Менделя подчеркивают всю важность и значение разработки удобных п быстрых методов анализа амипокпслот. Многие из разработанных в конце XIX в.— начале XX в. методов анализа аминокислот — индивиду­ альных пли групповых — продолжали рекомендовать для лабораторной практики вплоть до 50-х годов XX в. [4].

Наконец, эти исследования, как можно видеть из приведенного высказывания Осборна п Менделя, были теснейшим образом связаны с первыми шагами в изуче-

93

нии обмена аминокислот в организме, как животном, так и растительном [5, 6]. Перелом в представлениях об ами­ нокислотном обмене у растении, в частности в представ­ лениях о роли ампдов — аспарагппа и глутамина, также связан с развптпем гравиметрических методов анализа амппокнслот. Большие надежды связывали с аналитиче­ ской химией амппокнслот и при изучении вопроса о судь­ бе свободных ампиокпслот в организме — растительном НЛП животном.

Методы анализа ампиокпслот во времена Э. Фигнера стали подразделять па две группы, которые имели неко­ торое существенное различие, а пмепно: па методы оп­ ределения аминокислот в белках (вернее, белковых гидро­ лизатах) и на методы определения индивидуальных ами­ нокислот. Это деление сложилось исторически.

Методы определения индивидуальных аминокислот, чаще всего колориметрические, были итогом усовершен­ ствования некоторых цветных проб на белки и не всегда строго учитывали индивидуальные свойства ампиокпслот. Для анализа триптофана с f901 по 1925 г. было разрабо­ тано 20 методов, из них только два гравиметрических и два объемных, остальные — колориметрические; для ти­ розина за тот же срок было разработано 14 методов, из них одни гравиметрический. Кроме того, методы опреде­ ления ппдпвндуальпых аминокислот были неприемлемы для смесей аминокислот, каковыми являлись гидролизаты и некоторые вытяжкп тканей. Методы определения ами­ нокислот в гидролизатах, как правило, были следствием развития групповых методов, основанных па некоторых общих свойствах ампиокпслот.

В методах определения индивидуальных амппокнслот мешающими факторами могли быть как примесь других ампиокпслот, так и некоторые иные вещества, например, включающие нидольпую группировку в случае триптофа­ на, пли сульфгпдрпльные группы в случае цпстппа-ци- стенна. В групповых анализах эти помехи пе всегда игра­ ли существенную роль. Однако для последних методов, как правило весовых, характерна зависимость от методов определения азота (как общего, так и аминного) в белках, так как сопоставление содержания идентифицированного или неидеитпфицированного азота в аминокислотах с об­ щим азотом белка считалось важным показателем резуль­ татов анализа.

94