Практическая химия белка - А. Дарбре 1989

Вместо введения

Я не перестаю испытывать чувство удовлетворения в связи с инициативой доктора Дарбре, собравшего группу авторов с тем, чтобы объединить в одном издании всю методологию аналитической химии белка. Это мероприятие представляется тем более своевременным, что благодаря появлению генной инженерии вообще и белковой инженерии в частности существенным образом возрастает роль специалистов в области химии белка. Конечно, теперь вполне очевидно, что наиболее эффективный способ определения аминокислотной последовательности основан на секвенировании ДНК клонированного гена, или клонированной ДНК (кДНК). А наиболее быстрый и падежный путь клонирования заключается в скрининге банков генов или кДНК с помощью олигонуклеотидных зондов с минимальной вырожденностью, синтезированных на основе тщательно отобранных пептидных фрагментов. Кроме того, лишь немногие гены экспрессируются напрямую, без посттрансляционного процессинга, только в результате протеолиза и/или модификации боковых цепей аминокислот; следовательно, специалист должен уметь находить признаки модификации и процессинга в природном продукте. И даже в том случае, если это не преследует глубокую научную цель, просто приятно «иметь в руках» пептидные фрагменты, соответствующие включенной в ДНК кодирующей последовательности.

Для многих из нас, свидетелей первых шагов молекулярной биологии, белковая инженерия символизирует ту вершину сотрудничества, к которому стремились молекулярные генетики, специалисты в области химии белка и кристаллографы. Схема на рис. 1 дает общее представление о путях сотрудничества между химиком и специалистом в области генной инженерии, а схема па рис. 2 отражает направления, на которых химик работает в союзе с кристаллографом. Совместно такой коллектив может взяться за расшифровку закономерностей свертывания полипептидной цепи или механизма ферментативного катализа, в результате чего в один прекрасный день станет возможным теоретически транслировать структуру гена в первичную, а затем в третичную структуру белка и даже предсказать каталитические свойства конечного продукта.

Однако сегодня даже талантливый ученый, работающий в области химии белка, вдохновленный открывающимися перспективами, сталкивается с рядом проблем, чем-то напоминающих «средневековье» белковой химии, когда отсутствовали методы расщепления пептидов, методы очистки и секвенирования и, следовательно, каждый был вынужден изобретать свои собственные приемы. Сегодня изобилие методов производит почти устрашающее впечатление, в то время как исследователь должен отобрать для работы только те из них, которые наиболее всего подходят для решения конкретной проблемы. В некоторой степени именно это обстоятельство уменьшает приток в эту область молодых ученых.

Литературные данные свидетельствуют о том, что сегодня секвенирование белков проводят с помощью автоматизированных систем, которыми управляют технические специалисты, обученные обращению с вакуумными линиями. Специалист в области химии белка убежден (и в этом есть некоторая доля истины), что его научный интерес должен лежать несколько в иной области, а именно в глубоком понимании химии аминокислот и предсказании изменения их свойств при тех пертурбациях, которые сопровождают свертывание полипептидной цепи. Для такого ученого представляет эстетическое удовлетворение поставить простой, но элегантный эксперимент с целью решить конкретную проблему, а автоматические анализаторы, секвенаторы и масс-спектрометры, хотя и являются необходимым атрибутом его деятельности, по существу играют роль всего лишь средства для решения научных задач.

РИС. 1.

РИС. 2.

В конце концов появление этой книги должно вызвать одобрение специалистов, так как наряду с неизбежным изобилием подробных «рецептов» в нее включены дельные советы. Но главную ценность книга, по-видимому, будет иметь для биохимика широкого профиля, перед которым вдруг возникает необходимость поработать в белковой химии, а для этого ему надо иметь единственный Вадемекум*, которого до настоящего времени не было. Теперь он его имеет.

Директор Центра биотехнологии,

Королевский колледж науки и технологии, Лондон

Б. С. Хартли

* Вадемекум — от лат. Vade mecum, что значит «иди за мной». Это принятое название справочников и путеводителей, в особенности малого формата. — Прим. перев.

НЕКОТОРЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ ПРИНЯТЫЕ В КНИГЕ

АПС — аминопропилстекло

ß-АПС — ß-N-амипоэтил-(3-аминопропил) стекло

АТЗ — 2-анилино-5-тиазолинон

БЖХБ — быстрая жидкостная хроматография белков

БСА — бычий сывороточный альбумин

БТИ — бис- (1,1 -трифтороацетокси) иодобензол

БУВП — бутанол — уксусная кислота — вода — пиридин

ВЭЖХ— высокоэффективная жидкостная хроматография

ВЭТТ — высота, эквивалентная теоретической тарелке

ГЖХ — газожидкостная хроматография

ГФ — газофазный

ГФМК — гептафторомасляная кислота

ДАБИТЦ — 4-диметил амипоазобензол-4'-изотиоцианат

ДАБТГ — 4-диметиламипоазобензол-4'-тиогидантоин

ДГПАЭ — 2- (гидроксипропил) аминоэтил

ДИТЦ — n-фенилендиизотиоцианат

ДМАА — диметил аллиламии

ДМБА — диметилбензиламин

ДМСО — димстилсульфоксид

ДМФА — диметилформамид

ДНС — 5-диметиламипонафталин-1-сульфонил

ДНФ — динитрофенил

ДОХ — дсзоксихолат натрия

ДСН — додецилсульфат натрия

ДТНБ—5,5'-дитиобис (2-нитробензойная кислота) — реагент Эллмана

ДТТ — дитиотреит

ДЦК — дициклогексилкарбодиимид

ДФФ — диизопропилфторофосфат

ДЭАЭ — диэтиламиноэтил ед. опт. плотн. — единицы оптической плотности

ЖФ — жидкофазный

ИО-ВЭЖХ— ионообменная высокоэффективная жидкостная хроматография

квадрол — N,N,N',N'-тетракис-(2-гидроксипропил)этилендиамин

КМ — карбоксиметил

МИТЦ — метилизотиоцианат

НБФ — 4-хлоро-7-питробензофуран

НММ— N-метилморфолин

МТБ — 2-нитро-5-тиобензоат

НТСБ — 2-нитро-5-тиосульфобензоат

НТЦБ — 2-нитро-5-тиоцианобензоат

НЭМ — N-этилморфолин

ОФА — о-фталевый альдегид

ОФ-ВЭЖХ — обращенно-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография

ПААГ — полиакриламидный гель

ПМК — пиромеллитовая кислота полибрен — 1,5-диметил-1,5-диазаундекаметиленполиметобромид

ПФБ-Вr — 2-бромо-2,3,4,5,6-пентафторотолуол

СП — сульфопропил

ТГФ — тетрагидрофуран

ТЕМЕД — тетраметилендиамин

ТМА — триметиламин

ТНБС — 2,4,6-тринитробензолсульфокислота

ТНФ — 2,4,6-тринитрофенил

трис — трис- (гидроксиметил) аминомеган

ТФ — твердофазный

ТФК — L- (1-тозиламидо-2-фенил)этилхлорометилкетон

ТФУ— трифтороуксусная кислота

ТЭА — триэтиламин

ТЭТА — триэтилентетрамин

ФИТЦ — фенилизотиоцианат

ФМСФ — фенилметилсульфонилфторид

ФТГ — фенилтиогидантоин

ФТК — фенилтиокарбамоил

Ф — фосфо

ЭДК — 1-этил-3- (3-диметиламинопропил) карбодиимид

ВОС — трет-бутилоксикарбонил

BNPS-скатол — 2- (2-нитрофенилсульфенил) 3-метил-3-бромонидоленин

CPG — стекло с контролируемым размером пор

HNBBr — 2-гидрокси-5-нитробензилбромид

HOBt — 1-гидроксибеизотриазол

HOSu — 1-гидроксисукцинимид

NBS — N-бромосукцинимид