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

кристаллы оказались гидрохлоридом какого-то достаточно сильного основания, а отнюдь не кислоты. Из них это ос­

делено еще одно вещество с формулой следующего вида

CsH10N2O2Cl2-PlCl,.-H2O, которое было, как предполагал Дрекссль, гомологом предыдущего.

Изучение этого вещества на первых порах дало лишь возможность объяснить образование избыточного С02 в опытах Шютценберже. Основание разлагалось под дей­ ствием баритовой воды с образованием карбоната бария [47]. Дальнейший ход исследований нового основания из белкового гидролизата весьма характерен. Он показывает также, насколько запутанными были представления о компонентах молекул белковых веществ, в частности, на­ сколько глубоко укоренившимся было убеждение о важ­ ной роли мочевины и ее производных в построении белка.

Дрекселем было выделено из гидролизата новое основа­ ние, которое, как он полагал, имело формулу CoHuN30 и было гомологом креатина (С^НДЧзО;.) и креатинина ((ДНЩзО). Чтобы доказать это положение, Дрексель об­ работал это основание барнтовой водой и среди продук­ тов распада обнаружил мочевину [48]. Это открытие счи­ тали чрезвычайно важным, чуть ли не ключевым, для вы­ яснения строения молекулы белка — впервые была полу­ чена мочевина из белка простым гидролизом! Новое ве­ щество получпло название «лизатии». Но это заключение оказалось ложным и не получило подтверждения.

Верным паправлеппем исследований по-прежнему ос­ тавалось тщательное изучение продуктов разложения бел­ ков и выявление наиболее стабильных из них при опреде­ ленных условиях гидролиза и последующих дробных осаждениях. Для того чтобы разобраться в том, что пред­ ставляют собой открытые основания, и не были ли эти от­ крытия ошибкой, понадобились многолетние усилия всей лаборатории Дрекселя в Лейпциге, особенно его учени­ ков — М. Зигфрида, С. Хедина и Эрнста Фишера.

Вместе с тем поиску и изучению основных веществ бел­ ковых гидролизатов не придавалось серьезного значения как вкладу в развитие химии аминокислот. Исследования Дрекселя и его группы преследовали цель уяснить детали

46

структуры фрагментов белковой молекулы, образующихся при ее распаде. Основным методом было разделенпе смеси осажденных фосфорповольфрамовой кислотой оснований

ивыделение их в виде различных солей.

В1891 г. М. Зигфрид пытался выделить осаждением

фосфорновольфрамовой кислотой основания из ряда бел­ ков и белковых препаратов [49]. Для разделения и очист­ ки продуктов гидролиза был использован нитрат сереб­ ра — реактив, который впоследствии сыграл важную роль в работах А. Косселя.

Зигфриду удалось выделить основание и определить состав его хлороплатипата: СвНггХгОз-РьСЬ, по перевести его в «лизатин» не удалось. Однако Зигфрид получил од­ ну и ту же соль из всех исследованных нм образцов. Это заставило Дрекселя и его сотрудников продолжить изуче­ ние оснований, получаемых при гидролизе белков. И лишь в результате совместных усилий Эрнста Фишера и С. Хедина удалось выделить из гидролизата достаточно определениое соединение — дихлорпд, который очепь бы­ стро спонтанно разлагался с образованием днампнокапроновой кислоты [50]. Свободному основанию приписыва­ лась формула C6HuN20 2. Правильная структура его в мо­ мент выделения этого соединения устаповлеиа не была. Для обозначения этого основания Эрнест Фишер предло­ жил название «лизин». Характерно, что Фишер получил лизин также щелочиым гидролизом желатина под давле­ нием, а поэтому лизин должен был быть в гидролизатах, которые изучал Шютценберже.

Работы Дрекселя завершились попытками выделения лизина в чистом виде, но ие увенчались полным успехом. Однако Дрексель сумел сделать правильное предположе­ ние о строении лизина как производном пентаметилендпамина. Это было подкреплено наблюдением А. Эллппгера, который в 1899 г. показал, что при анаэробном гнпенип лизина образовывался пентаметплендиампн [51], что, од­ нако, привело к созданию ложных представлений о строе­ нии лизина как аминокислоты.

Открытие лизина окончательно изменило представ­ ления об аминокислотах как определенной группе органи­ ческих соединений, образующих гомологический ряд и об­ ладающих близкими свойствами. Представления об основ­ ных аминокислотах значительно повлияли па исследова­ ния белковых веществ и на построение гипотез об их стро-

47

етшп. Гипотезы М. Зигфрида и А. Косселя были в значи­ тельной мере обусловлены этими открытиями.

Выделение лизина было быстро признано и приобрело большой вес, поскольку ему предшествовало в какой-то мере узаконенное работами Дрекселя открытие первой основной аминокислоты — аргинина.

В I860 г. Э. Шульце и Э. Штейгер из экстрактов этио­ лированных проростков люпина выделили новое вещество, обладающее выраженными основными свойствами. Имен­ но в этом случае была впервые с успехом использована фосфорновольфрамовая кислота для осаждения основа­ ний [52]. После очистки водного экстракта от высоко­ молекулярных соединений немецкие хпмпкн обрабатывали раствор фосфорновольфрамовой кислотой. Осадок обраба­ тывали Са(ОН): и пейтралнзовывалп азотпой кислотой. Из полученного раствора довольно легко были выделены кристаллы азотнокислой соли нового соединения, назван­ ного аргпнпном. Его эмпирическая формула была опреде­ лена сразу же п с безукоризненной точностью. Было по­ казано, что новое вещество достаточно легко может быть получено различными способами. Его свойства не позво­ лили сопоставить его с уже известными аминокислотами, но оно сравнивалось с креатинином3.

Шульце приступил к более детальному изучению этого соединения и его производных. Былп отмечены его устойчивость к действию кислот, но лабильность по от­ ношению к щелочам. Шульце не связывал аргинпп

вых гпдролизатах заставили Шульце иначе взглянуть на роль и место аргпнппа в веществах растительного проис­ хождения. Прп этом Шульце впервые высказал предполо­ жение, что при прорастании семян белки превращаются в вещества, содержащие аргинпи. Таким образом,- утвер­ ждалась прямая связь аргппииа с процессами превраще­ ния белков [53]. В J891 г. Шульце сразу же сопоставил открытый нм аргинин с лпзином Дрекселя.

Группа Дрекселя приняла признание Шульце как сви­ детельство правпльностп избранного пми пути. Продол-

3 Через несколько лет открытые основные белкп — протампны и гистоны — также пе были отнесены сразу к истинным белкам и долгое время занимали положение неопределенной группы, пока не была доказана пх аминокислотная природа.

43

жеыные ими с энтузиазмом исследования позволили от­ крыть еще одно новое аминопропзводпое в гидролизатах

дования, где наибольших! успех зависел от наиболее пол­ ной реализации возможностей разработанпой системы ме­ тодологических приемов. Но вместе с тем работы группы Дрекселя — пример методологическом ограниченности, присущей для этого этапа развития химии аминокислот и типологии исследований.

М. Зигфрид пытался разработать воспроизводимый ме­ тод выделения «лизатина» и получил ряд препаратов, бо­ лее или менее постоянных по своему составу. Однако ис­ следователь упустил открытие гистидина, который он «имел в пробирке», ио не сумел очистить и идентифици­ ровать [54].

Эрнст Фишер тщетно пытался выделить «лизатин» и доказать его связь с лизином [55]. И только Хедииу, на­ чинающему химику, «ие мастеру, но подмастерью», уда­ лось в процессе поисков «лизатииа» не только выделить впервые из белкового гидролизата аргпнии [56], но и от­ крыть новую аминокислоту — гистидин [57]. Ему удалось объяснить и неудачи с лизатином. Оценка этих работ пре­ красно дана Виккери и Шмидтом: «И аргинин, и лизатин образуют две соли серебра. Двойная соль нитрата серебра аргинина сравнительно нерастворима и образуется легко. Кислая двойная соль нитрата серебра аргинина более ра­ створима. Кислая двойная соль нитрата серебра лизина, несомненно, растворима, ио его нейтральная или слабо­ щелочная двойная соль нитрата серебра растворима очень хорошо. Пары соединений аналогичны, ио растворимость их обратного порядка. Когда осиоваиия находятся в рас­ творе вместе с добавленным нитратом серебра и раствор обрабатывается спиртом и эфиром, ... отделяется смесь двух менее растворимых солей, а именно нитрат серебра аргинина и кислый нитрат серебра лизина. Продукт, по­ лученный Дрекселем, Зигфридом, Фишером и им самим (Хедппым.— А. Ш., И. Д.), признанный нитратом серебра лизатииа, имел состав, примерно промежуточный между нитратами серебра аргипина и лизииа» [58].

Хедин писал: «Хотя из моих опытов недвусмысленно вытекает, что лизатин как химический индивид не сущест­ вует, но, тем не менее, можно наглядно доказать, что име-

49

метод осаждения этого вещества сульфатом серебра, кото­ рый приводил к получению кристаллов свободного основа­ ния с формулой С0Н9ХзО2 и молекулярным весом 155,4. Выделенное вещество было слабощелочным.

Оценивая открытие гистидина, Виккери и Шмидт пи­ сали: «Одновременное открытие гистидина двумя отда­ ленными друг от друга лабораториями, проводившими по­ следования в совершенно различных направлениях, пред­ ставляет особый интерес. Хедин нашел лучший метод выделения, чем Коссель, его препараты были чище, а ана­ литическая работа незаурядна. Кроме того, исследование протекало логически. С другой стороны, Коссель был ис­ следователем другой области. Это была его первая работа в этом направлении и после этого его имя стало крепко связано с ним. То, что он непосредственно применил труд­ ный метод гидролиза для разложения нового белка, было гениально, однако использование им хлорида ртути было не избирательно и ему повезло, что он получил чистый продукт. Хлорид ртути — неселективный реактив для ще­ лочных растворов, но продукты гидролиза протамина со­ держали, кроме аргинина, очень мало других аминокис­ лот, чтобы осадок содержал их вместе с гистидином» [58]. И далее Виккери и Шмидт отмечали, что «Коссель и Хедпи имеют одинаковые заслуги в открытии гистидина как независимые открыватели его»; Коссель дал название ве­ ществу в 1896 г., Хедин в 1898 г., ссылаясь на три основа­ ния, производные белков, писал: «После основания — лизи­ на, мною были найдены аргинин и гистидин». Вероятно, справедливо будет считать Косселя первооткрывателем гистидина, обнаружившим его в протамииах, а Хедина — первооткрывателем, нашедшим его в белках [50].

. Своего рода сенсацией было открытие аминокислоты, содержащей иод — дииодтирозина, или иодогоргоевой ки­ слоты, как она была названа вначале.

Данные о содержании иода в морских водорослях и животных были получены еще в первой половине XIX в. В 90-х годах XIX в. стало известно о его важной физио­ логической роли, а в 1895—1896 гг. Бауман открыл, что иод содержится в ткани щитовидной железы животных. Вслед за этим Дрексель выделил новую иодсодержащую аминокислоту [62].

Это открытие сделано Дрекселем во время работы на Морской зоологической станции в Неаполе, своего рода

51