Ф. Сенгер у 1958 р. повністю встановив первинну структуру гормону інсуліну. Виявилось, що інсулін має два поліпептидних ланцюги — А і В, сполучені дво-ма дисульфідними містками. Ланцюг А має 21 залишок, ланцюг В — ЗО залишків амінокислот. Крім того, в ланцюгу А є дисуль-фідний зв'язок між залишками молекул цистеїну. Цікаво, що існує видова специфічність будови інсуліну, яка виявляється в амінокислотному складі поліпептидного ланцюга А. Якщо інсу-лін людини має у 8-, 9- і 10-му положеннях цього ланцюга амінокислотну послідовність залишків амінокислот — Тре — Сер — Іле —, то інсулін бика — Ала — Сер — Вал —, барана — Ала — Глі — Вал —, коня — Тре — Глі — Іле —. Інсулін свині має амінокислотну послідовність ланцюга А таку саму, як і у люди-ни, але в 30-му положенні ланцюга В він містить аланін замість треоніну. Відмінність первинної структури препаратів інсуліну, отриманих з підшлункових залоз різних тварин, пояснює неод-накову ефективність цих препаратів під час лікування цукрово-го діабету.
Для відщеплення та ідентифікації N-кінцевої амінокислоти значного поширення набув також метод, запропонований П. Ед-маном, що грунтується на застосуванні фенілізотіоціанату. Дос-ліджуваний пептид обробляють фенілізотіоціанатом, який взає-модіє з вільною а-аміногрупою N-кінцевої амінокислоти. У кислому середовищі відбувається розрив пептидного зв'язку, утво-реного N-кінцевою амінокислотою з рештою пептиду. Внаслі-док цієї реакції вивільняється фенілтіогідантоїнова похідна N-кінцевої амінокислоти, а досліджуваний пептид вкорочується на один мономер:
Отже, метод П. Едмана дає змогу послідовно вкорочувати пептиди на один амінокислотний залишок без пошкодження решти поліпептидного ланцюга. Фенілтіогідантоїнову похідну N-кінцевої амінокислоти можна ідентифікувати хроматографіч-ним методом, а послідовність операцій — повторити. Метод дає змогу визначати первинну структуру пептидів та білків (піс-ля їх часткового гідролізу трипсином) шляхом послідовного від-щеплення N-кінцевих амінокислот. Автоматизація цього методу реалізується в спеціальному приладі — "секвенаторі” (англ. "se-quence" — послідовність), що дає змогу досить швидко аналізу-вати пептидні ланцюги.
Сучасним методом, що дає можливість мітити та ідентифіку-вати N-кінцеві амінокислотні залишки в пептидах та білках, є також застосування дансилхлориду:
Дансилхлорид здатен реагувати з N-кінцевою амінокисло-тою, утворюючи дансильну похідну ("дансилування пептидів"). Після гідролітичного розщеплення всіх пептидних зв'язків у дослід-жуваному пептиді дансилована амінокислота може бути виді-лена та ідентифікована завдяки її специфічній флуоресценції.
Для ідентифікації С-кінцевих амінокислот у білках та пепти-дах застосовують гідразиноліз за Акаборі. Згідно з цим ме-тодом, досліджуваний поліпептид обробляють гідразином NH2 — NH2, що веде до розщеплення пептидних зв'язків і утво-рення гідразидів усіх амінокислот крім С-кінцевої. С-Кінцева амінокислота лишається у вільному стані і може бути виділена з реакційної суміші та ідентифікована.
Використання вищенаведених методів у поєднанні з різними способами розділення пептидів і амінокислот дало змогу вста-новити первинну структуру багатьох пептидів та білків, зокре-ма інсуліну (51 амінокислота), міоглобіну (153 амі-нокислоти), гемоглобіну (574 амінокислоти), рибонуклеази (124 амінокислоти), аспартат-трансамінази (412 амінокислот) тощо. Первинна структура біологічно важ-ливих пептидів. Пептидами є різноманітні фізіологічно активні сполуки, що містяться в біологічних рідинах та клітинах певних організмів, зокрема трипептид глутатіон, деякі гормони та медіатори нервової системи (окситоцин, вазопресин, нейро-пептиди тощо), регулятори імунокомпетентних клітин (інтерлейкіни, тимопоетини).
До пептидів належать також деякі природні токсини, що ма-ють отруйну дію або використовуються як високоефективні лі-карські засоби та інструменти фармакологічного аналізу (токсини бджіл, отруйних рослин та комах, нейротоксини з орга-нізму рептилій тощо).
Глутатіон — трипептид, що зустрічається в усіх живих кліти-нах, плазмі крові, еритроцитах і бере участь в окисно-віднов-них реакціях.
Утворення глутатіону:
Окситоцин і вазопресин — циклічні пептиди з дев'яти аміно-кислотних залишків (нонапептиди), що належать до гормонів задньої частки гіпофіза (нейрогіпофіза).
Енкефаліни (Мет-енкефалін та Лей-енкефалін) — представ-ники так званих опіоїдних пептидів, тобто сполук, що вплива-ють на морфінні (опіатні) рецептори головного мозку. Ці біологічно активні сполуки пригнічують відчуття болю, викликають стан психічного задоволення, ейфорію:
Тир — Глі — Глі — Фен — Мет;
Мет-енкефалін
Тир — Глі — Глі — Фен — Лей.
Лей-енкефалін
Тафцин і тимулін — пептиди, що регулюють функцію імунної системи, зокрема Т-лімфоцитів:
Тре — Ліз — Про — Apr;
Тафцин
Глу — Ала — Ліз — Сер — Глн — Глі — Глі — Сер — Асн.
Тимулін
Вивчення первинної структури білків та пептидів дає можли-вість з'ясовувати причину спадкових захворювань, що виника-ють внаслідок генних мутацій і синтезу в організмі аномальних білкових молекул. Наприклад, вивчення первинної структури гемоглобіну людей, хворих на серпоподібно-клітинну анемію, встановило, що при цьому захворюванні гемоглобін еритроци-тів відрізняється від нормального лише тим, що в Б-поліпептид-ному ланцюгу залишок глутамінової кислоти замінений на зали-шок валіну. Така заміна призводить до втрати біологічних влас-тивостей гемоглобіну. Вивчення гемоглобінопатій — захворю-вань, які супроводжуються порушенням функцій гемоглобіну — транспортного білка крові, що переносить О2 і СО2, сприяло відкриттю майже 100 патологічних форм гемоглобіну. Кожна з цих форм характеризується заміною одного залишку амінокис-лоти в А- або S-поліпептидному ланцюгу цього білка. (^Вториннаструктура білішу — це просторова конфігурація поліпептидного ланцюга переважно у вигляді а-спіраді, склад-частої Р-структури або інших утворів.
На основі рентгеноструктурних досліджень поліпептидів і білків Л. Полінг і Р. Корі встановили, що в складі природних глобу-лярних білків поліпептидні ланцюги можуть утворювати а-спі-раль (рис. 6), в якій на один виток припадає 3,6 залишку аміно-кислоти. Крок спіралі — відстань між витками — дорівнює 0,54 нм, кут підйому витка — 26°, висота одного залишку амінокислоти становить 0,15 нм. Радикали залишків амінокислот знаходяться на поверхні спіралі. Вирішальну роль у стабілізації а-спіралі
Рис.. Схема в-структури поліпептидних ланцюгів молекули білка.
відіграють водневі зв'язки. На ут-ворення а-спіралі впливає також розташування бічних