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

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ОТКРЫТИЕ ПЕРВЫХ АМИНОКИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ

Важнейшей составной частью всех живых организмов яв­ ляются белки — высокомолекулярные соединения, пред­ ставляющие собой поликоиденсаты а-амииокислот. Амино­ кислоты играют важнейшую роль не только в построении белковых молекул, но и в азотистом обмене организма — источнике строительного материала белкового синтеза, образования аммиака, мочевины и многочисленных азот­ содержащих соединений, продуктов жизнедеятельности растений и животных.

Аминокислоты — исключительно органические образо­ вания, органические в бсрцелнусовском смысле этого определения. Действительно, встречаются ли они в свобод­ ном виде, в комплексах, в виде производных или в каче­ стве составной части белковой молекулы — они могут быть обнаружены только в тканях растений пли животных. Естественно, что начало изучения их связано с тон нату­ ралистической фазой развития органической химии, когда ученые стали сознательно пытаться выделить и описать вещества, входящие в состав тела различных организ­ мов.

Именно этим объясняется то, что аминокислоты были открыты как компоненты живых тканей или соков вооб­ ще и лишь затем были соотнесены с белками. Этим объ­ ясняется таюке тот факт, что сам процесс осознания исключительной роли аминокислот в построении белков был подготовлен и обусловлен факторами методологиче­ ского характера, связанными как с изучением свойств аминокислот как новых органических соединений, так и с развитием методов изучения белковых гидролизатов, а следовательно, с формироваписм химических подходов к изучению белков.

Все это наложило определенный отпечаток на само зарождение химии аминокислот. Казалось бы, история

12

любой группы или класса органических соединений на­ чинается с даты открытия его первого представителя пли получения свидетельства его возможного существования. Начало истории химии аминокислот связано с тремя от­ крытиями и собственно с тремя датами.

В1806 г. было открыто первое аминокислотное произ­ водное — амид аспарагин.

В1810 г. была открыта первая аминокислота — ци­ стин, которая отнюдь не связывалась с белками.

В1820 г. аминокислота глицин была впервые выделе­ на из белкового гидролизата и ее препарат был подверг­ нут более или менее удовлетворительной очистке.

Эти открытия, их характер предопределили па довольно длительное время ход изучения повой группы соединений, точнее, определили характер всего периода формирования представлении об аминокислотах как о повой группе орга­ нических соединений, объединяемых по своим свойствам.

Открытие аспарагина

Утверждение, что «аспарагин был первой аминокислотой, выделенной из природных продуктов», принадлежащее А. Майстеру [1], не может быть признано абсолютно правильным. Сейчас мы знаем, что аспарагин является ^-амидом сс-аминояитарной кислоты, т. е. соединением, в котором азота содержится в 2 раза больше, чем в «нор­ мальном» представителе ряда сс-ампнокислот. Присутст­ вие амидогруппы маскирует в определенной мере некото­ рые характерные свойства аминокислот. Ио все это стало ясно значительно позднее. В 1806 г., когда было опубли­ ковано сообщение об открытии нового, неизвестного ранее кристаллизующегося соединения из сока спаржи, важен был факт открытия растворимого, азотсодержащего соеди­ нения в соке растений. Подобные открытия (как это имело место в истории изучения органических кислот) стиму­ лировали поиски аналогичных соединений в других ра­ стениях, способствовали отработке препаративных мето­ дов, и, что самое главное на данном этапе развития органической химии, содействовалп накоплению эмпири­ ческого материала, выверенного по определенным кри­

13

внимательно следил за работами Робике, уже опублико­ вавшего результаты аналитических исследований сока спаржи [3]. Робике выделил из спаржи сок, который Поклен подверг изучению в соответствии с темп принци­ пами «натуралистической химии», которые успешно раз­ рабатывали А. Фуркруа, Ж. Шаиталь, он сам и вся ко­ горта младших сподвижников А. Лавуазье. Опыт работы Поклена, так же как и его учителя и коллеги Фуркруа, подсказывал ему, что сок растения может содержать не­ обычные, характерные для данного вида растений веще­ ства. После отделения белков и отстаивания сока, сгу­ щенного выпариванием, Воклеп отметил образование крупных кристаллов двух типов, которые он тщательно отделил друг от друга. Вещество, обладающее характер­ ным кристаллическим строением, было исследовано с по­ мощью нескольких довольно несложных процедур '. Эти процедуры скорее служили для получения некоторых характеристик вещества, нежели для заключения о его природе. Было показано, что при сжигании оно не остав­ ляет золы, а при действии азотной кислоты выделяет азот. Воклен и Робике не отнесли это вещество ни к кислотам, ни к солям. Элементарный анализ проведен не был, но было отмечено, что новое вещество содержит углерод, кислород, водород и азот. Новое вещество не получило

ского слова Asparagus) [4].

Но аспарагину было суждено быть открытым вторич­ но. В том же 1826 г. Л. Бэкон из Allaea officinalis L.

выделил похожее на аспарагин вещество, названное нм «альтеином» [5]. Ои полагал, что это неизвестная новая соль яблочной кислоты, но уже через год А. Плиссон повторил опыты Бэкона и показал, что альтеин идентичен аспарагину Воклеиа и Робике [6]. Полученные кристаллы аспарагина Плиссои нагревал с гидроокисью свинца, за­ тем удалял свинец сероводородом и концентрировал филь­ трат. Выпавшие при этом кристаллы, после перекристал­ лизации из спиртового раствора, -были им исследованы

1 Полный текст статьи Л. Н. Поклена и П. Робике см. в Приложе­ ниях (стр. 117).

14

и оказались кислотой, названной Плнссоном аспараги­ новой.

Плнссои внес многочисленные дополнения в знания о распространенности аспарагина у различных видов ра­ стений н о некоторых его общих свойствах. В 1830 г. он провел первые анализы аспарагина и аспарагиновой кис­ лоты (с-м. стр. 26). В .1827 г. А. Блондо и А. Плпссон обнаружили аспарагин в корнях окопника [7]. В следу­ ющем году Плпссон показал, что открытый в 1810 г. Робике в солодковом корне «ажедоит» [8] — ото тоже аспарагин [9]. Ч. Унтсток, повторяя опыты Плнссона, сделал первые заключения о состоянии аспарагиновой кислоты в растении, предположив, что в корнях алтея ои находится в виде аммонийной кислоты, которая п яв­ ляется аспарагином [ 10].

Первые утверждения, что аспарагиновая кислота со­ держится также и в ткани животных, были очень неубе­ дительны, поэтому вопрос о его распространенности в жи­ вотном мире остался открытым. В 1832 г. Ф. Тпдемап и Л. Гмелии выделили кристаллическое вещество из бычь­ ей желчи [11], которое они приняли за аспарагин. Однако это утверждение было отвергнуто И. Я, Берцелиусом: «Их вещество так сильно отличается от аспарагина, выделен­ ного из спаржи, что я удивляюсь, как они могли дать ему такое название. Как они сами заметили, кристаллы аспа­ рагина из спаржи имели другие углы и разлагались азот­ ной кислотой» [12].

Исследования апарагнпа, полученного из раститель­ ных источников, позволили сделать ряд заключений о его природе. А. Бутрои-Шаляр н Т. Пелуз [13], изучая пре­ парат аспарагина из того же аптечного алтея, четко опреде­ лили переходы: аспарагин— >-аммонийная соль аспараги­

веществ. Если мы проследим суждения химиков об аспа­ рагине и аспарагиновой кислоте, о положении этих ве­ ществ в системе вновь открываемых органических соединений, об их природе и даже роли в организме, то увидим, что данные анализа и заключения о форме кри­ сталлов очень мало влияли на представления о природе

15