Исследования структуры инсулина

Хотя рентгеновские исследования структуры инсулина пока еще не продвинулись настолько, чтобы можно было выявить детали строения молекулы, но уже сама возможность кристаллизации инсулина говорит о том, что он состоит из молекул, имеющих строго определенную структуру.

Можно ли надеяться на успех, пытаясь синтезировать две пептидные цепи, содержащие три дисульфидные связи между совершенно определенными цистеиновыми остатками, так чтобы затем весь ансамбль приобрел нужную конфигурацию? Это очень серьезный вопрос, так как S — S-связи могут образоваться различными способами, а число возможных конформаций молекулы невероятно велико. Успех был достигнут только благодаря тому, что на помощь химикам пришла сама природа.

Если построить отдельно две пептидные цепи, в которых все шесть остатков цистеина находятся в восстановленной SH-форме (когда к каждому атому серы при-соединен атом водорода), и если затем смешать эти цепи, подобрав под-ходящие условия окисления, то S — S-мостики будут образовываться по преимуществу в нужных местах и цепи сами приобретут требуемую конформацию!

Это явление в 1960 г. открыли Г. Диксон и А. Уордлоу. По существу это открыло путь к синтезу инсулина. Именно этим открытием и воспользовались все четыре лаборатории, успешно завершившие синтез инсулина. Все четыре группы ученых синтезировали каждую цепь отдельно. С химической точки зрения это скорее синтез пептидов, нежели белка, но конечный продукт, получающийся после объединения цепей, обладает всеми свойствами, характерными для белков. Поэтому мы не погрешим против истины, если будем считать, что в лаборатории был синтезирован истинный белок.

Первый опубликованный, так сказать, синтез индивидуальной цепи инсулина был сделан П. Кацояннисом и его сотрудниками в 1963 г. Используя метод фрагментов, они синтезировали А-цепь инсулина овцы, со-стоящую из 21 аминокислотного остатка. Затем синтетические А-цепи смешивали с природными В-цепями. В результате была обнаружена небольшая, но все же заметная активность, характерная для инсулина. В том же году, несколько позднее, большая группа химиков, работавшая под руководством Г. Цана, сообщила о синтезе как А-, так и В-цепи и об успешном объединении обеих цепей.

Так был получен первый синтетический инсулин. Общий выход (2,9% для А-цепи и 7% для В-цепи) и степень объединения цепей (от 0,2 до 1%) были пока что невелики, но зато полученный препарат обладал полной инсулиновой активностью. Эти исследователи тоже использовали метод фрагментов.


«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Вперед →