Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка):
Простейшие аминокислоты можно получать аминолизом а-галоид-карбоновых кислот, например аланин — обработкой хлорпропионовой кислоты очень большим избытком аммиака, чтобы подавить побочную реакцию образования иминодикарбоновой кислоты:
сн3—СН—СООН сн3-сн-соон
I I
Cl +NH3------------> NH2
Синтез, предложенный еще в прошлом веке А.Штреккером, основан на реакции альдегида R—СНО с циайидом калия и солями аммония, причем последние можно заменить мочевиной. Получающийся 'в последнем случае замещенный тдантоин (циклическое производное соответствующей аминокислоты) далее гидролизуют щелочью, получая D, L-аминокислоту. Таким способом в промышленности синтезируют D, L-метионин (аминокислоту, применяемую в медицине и в животноводстве), исходя из Д-метилтиопропионового альдегида, в свою очередь образующегося по реакции акролеина и мети л меркаптан а.
ch3sh + сн2=сн-сно —> ch3s-ch2-ch2-cho
Акролеин /^Метилтиопропионовый
альдегид
1
+ HCN
н н
СН3—S—СН2~СН2~С-------С=0 < ЪСРМ2 CH3S-CH2-CH2-C—CN
I I
NH NH ОН
хс^с
=0
Гидантоин Циангидрин
D, L-метионина
| Гидролиз
CH3S-CH2CH2CH-C00H
I
nh2
D, L-Метионин
19
Альдегиды можно вводить в реакцию с заранее полученным гидантоин ом. Последующее гидрирование двойной связи и гидролиз приводят к получению рацемата соответствующей аминокислоты:
СбН-гСНО + СН2-------С=0 —¦ С6Н9-СЙ=С------------С=С
NH\ уШ С=0
NH
NH
с=о
Гидантоия
I H2/Pd
с6н5-сн2-си-соон «•
Гидролиз
€бН5-СН2--СН-------С=0
NH2
NH NH
D, L-Фенилаланин
Гидантоин D, L-фенилаланина
1.3.2. Разделение рацемических аминокислот
Как бы ни протекал химический синтез, он приводит к образованию смеси строго одинаковых количеств L- и D-изомеров аминокислоты — к ее рацемату. Практический интерес имеют, как правило, природные L-изомеры, поэтому важны способы разделения рацематов, позволяющие выделить L-изомеры. Химические методы разделения основаны на взаимодействии рацемических аминокислот или их производных с асимметрическими соединениями.
Так, прибегают к получению солей эфиров аминокислот с заранее полученным стереизомером аминокислоты, например с L-глутаминовой кислотой, ацилированной L-аминокислотой или какой-то другой асимметрической кислотой, в частности D-винной. Образующиеся диасте-реомерные соли обладают, как правило, разной растворимостью. Соль эфира L-изомера разделяемой аминокислоты с D-винной кислотой по растворимости отличается от соли, построенной из эфира D-аминокис-лоты и. D-винной кислоты. Это открывает возможность выделения изомеров дробной кристаллизацией. Сложность этого пути очевидна, поэтому к нему прибегают лишь в тех случаях, когда иные подходы не дают результата.
Наибольшее распространение получил ферментативный способ разделения рацематов аминокислот. Чаще всего используют способность фермента ацилазы L-аминокислот, содержащейся в почках животных или продуцируемой некоторыми микроскопическими грибами,
20
СН3 СН3
\ |
1 1
S S -
1 1
1 1
СНг СН2
|
СН2 СН2
1 I
Jim---лппн Ацилаза 1
избирательно гидролизовать №чщил4/нвдинокислоты, не затрагивая D-изомеров. После исчерпывающего гидролиза ацилированной (чаще ацетилированной) аминокислоты в присутствий ацилазы образуется смесь свободной L-аминокислоты и ацетил-О-аминокислоты, которые легко разделяются кристаллизацией или ионным обменом:
СН3
I
s
I
сн2
+ I
сн2
I
