Адам білімінің ешбір саласында ақуыз химиясындағыдай көп гипотеза айтылған жоқ

Ақуыздар туралы түсінік қосылыстар класы ретінде XVIII-XIX ғасырларда қалыптасты. Бұл кезеңде тірі дүниенің алуан түрлі объектілерінен (өсімдік тұқымдары мен шырындары, бұлшық мышцы, көздің линзасы, қан, сүт және т.б.) ұқсас қасиеттері бар заттар оқшауланған: олар тұтқыр, жабысқақ ерітінділер түзіп, қыздырғанда ұйып қалады, кептіргенде мүйіз тәрізді масса алынады, "отпен талдағанда" күйдірілген жүннің немесе мүйіздің иісі сезіліп, аммиак бөлінеді.

Бұл қасиеттердің барлығы жұмыртқаның ақтығы үшін бұрын белгілі болғандықтан, заттардың жаңа класы белоктар деп аталды.

Ақуыздарды химиялық зерттеудің негізін итальяндық ғалым Дж.Б. Беккари қалаған. 1754 жылы ол 1728 жылы аяқталған жұмыс туралы есеп жариялады. Ол бидай ұнынан глютинді массаны — глютенді бөліп алды.

XIX ғасырдың басында. заттарды элементтік талдаудың жетілдірілген әдістері пайда болды және белоктардың элементтік құрамын зерттеу басталды. Соңғысында көміртек, сутегі, азот, оттегі, күкірт және фосфор табылды. Голландиялық химик және дәрігер Г.Я.Мульдер белоктар құрылымының алғашқы теориясын ұсынды.

Элементтік құрамды зерттеуге сүйене отырып, Мульдер барлық белоктарда күкіртпен немесе фосформен немесе екеуімен де байланысқан С40Н62Н10О12 бір немесе бірнеше топтары (радикалдары) бар деген қорытындыға келді. Ол бұл топқа сілтеме жасау үшін "ақуыз" терминін ұсынды, өйткені ол бұл зат "сөзсіз, органикалық патшалықтың барлық белгілі денелерінің ішіндегі ең маңыздысы және онсыз, біздің планетамызда тіршілік болуы мүмкін емес сияқты" деп есептеді.

Мұндай топтың бар екендігі туралы түсінік көп ұзамай теріске шығарылып, "белоктар" терминінің мағынасы өзгеріп, қазір "белоктар" терминінің синонимі ретінде қолданылуда.

Белоктардың құрылымын зерттеуде олардың қышқылдар мен ас қорыту сөлдері арқылы ыдырау әдістерінің дамуы маңызды рөл атқарды. 1820 жылы А.Браконно (Франция) жануарлардың терісін және басқа тіндерін күкірт қышқылының әсеріне бірнеше сағат бойы ұшыратты, содан кейін қоспаны бейтараптандырды, фильтрат алды, оның булануы кезінде заттың кристалдары түсіп, оны гликол деп атады ("жабысқақ қант"). Бұл белоктардан оқшауланған алғашқы амин қышқылы болды. Оның құрылымдық формуласы 1846 жылы бекітілген. XIX ғасырдың аяғында. белоктардан оннан астам аминқышқылдары бөлініп алынды.

Көп ұзамай протеолитикалық ферменттер — пепсин (Т. Шванн, 1836) және трипсин (Л.Корвизар, 1856) табылды, бұл ас қорыту физиологиясына және қоректік заттардың ыдырауы кезінде түзілетін өнімдерді талдауға назар аударды. заттар.

Берзелиус Ю. Я. 1835 жылы белоктар биокатализатор рөлін атқарады деген ұсынысты бірінші болып айтқан.

1950 жылдары. ақуыз молекулаларының үш деңгейлі ұйымдастырылуы дәлелденді — олардың біріншілік, екіншілік және үшіншілік құрылымы бар; аминқышқылдарының автоматты анализаторы жасалады (С. Мур, В.Х. Стайн, 1950). 60-жылдары белоктардың химиялық синтезіне талпыныстар жасалуда.

Ақуыздың құрылымын одан әрі зерттеу, пептидтердің химиялық синтезі бойынша жұмыс пептидтік гипотезаның пайда болуымен аяқталды, оған сәйкес барлық белоктар аминқышқылдарынан тұрады.

Орыс биохимигі А.Я. Данилевский 1888 жылы жүргізген тәжірибелеріне сүйене отырып, алғаш рет ақуыз молекуласындағы аминқышқылдарының қалдықтары арасындағы пептидтік байланыс туралы гипотеза жасады.

1899 жылы неміс органикалық химиктері Эмиль Фишер мен Франц Гофмейстер ақуыздарды зерттей бастады. Олар мынаны ұсынды: белоктарда аминқышқылдары бір қышқылдың амин тобымен, екіншісінің карбоксилімен байланысады. Мұндай байланыс түзілгенде су молекуласы бөлінеді.

Фишер пептидтік байланыстың бар екенін тәжірибе жүзінде растады. Ол өзінің теориясын дәлелдеуге 6 жыл жұмсады және 1907 жылы аминқышқылдарының 19 қалдықтарынан тұратын полипептид алды.

Э.Фишердің еңбектерінің нәтижесінде белоктардың бір-бірімен амидтік (пептидтік) байланыс арқылы байланысқан а-аминқышқылдарының сызықты полимерлері екені белгілі болды және қосылыстардың осы класы өкілдерінің барлық алуан түрлілігін аминқышқылдарының құрамындағы айырмашылықтармен түсіндіруге болады. және полимер тізбегіндегі әртүрлі аминқышқылдарының кезектесу реті.

Кейінірек физика-химиялық талдау әдістерін қолдану арқылы көптеген белоктардың молекулалық салмағы анықталып, глобулярлы белоктардың сфералық пішіні анықталып, аминқышқылдары мен пептидтеріне рентгендік құрылымдық талдау жүргізіліп, хроматографиялық талдау әдістері әзірленді.

Белоктардың алғашқы зерттеулері жұмыртқаның ақтығы, қан сарысуы, өсімдіктер мен жануарлар ұлпаларынан алынған сығындылар, кейде тұтас ұлпалар сияқты күрделі ақуыз қоспаларымен жүргізілді. Тек XIX ғасырдың аяғында. бейтарап тұздармен тұндыру арқылы ақуыздарды бөлу әдістері кең таралды.

ХХ ғасырдың 30-жылдарында алғашқы белоктар кристалды күйде алынды. 50-ші жылдардан кейін фракциялаудың заманауи әдістері — гидрофильді ион алмастырғыштардағы хроматография, гельді сүзу ("молекулалық елеу"), электрофорездің жаңа әдістері және т. б. қолданыла бастады.

Представление о белках как о классе соединений формировалось в XVIII-XIX вв. В этот период из разнообразных объектов живого мира (семена и соки растений, мышцы, хрусталик глаза, кровь, молоко и т. п.) были выделены вещества, обладающие сходными свойствами: они образовывали вязкие, клейкие растворы, свертывались при нагревании, при их высушивании получалась роговидная масса, при «анализе огнем» ощущался запах паленой шерсти или рога и выделялся аммиак.

Поскольку все эти свойства ранее были известны для яичного белка, то новый класс веществ получил название белков.

Начало химическому исследованию белков было положено итальянский ученым Я.Б. Беккари. В 1754 г. он опубликовал отчёт о работе, выполненной в 1728 г. Он выделил из пшеничной муки клейкую массу — клейковину.

В начале XIX в. появились более совершенные методы элементного анализа веществ и начались исследования элементного состава белков. В последних обнаружили углерод, водород, азот, кислород, серу и фосфор. Голландский химик и врач Г. Я. Мульдер предложил первую теорию строения белков.

Исходя из исследований элементного состава, Мульдер пришел к выводу, что все белки содержат одну или несколько групп (радикалов) С40H62N10O12, соединенных с серой или фосфором или с тем и другим вместе. Он предложил для обозначения этой группы термин «протеин», так как считал, что это вещество «без сомнения, важнейшее из всех известных тел органического царства, и без него, как кажется, не может быть жизни на нашей планете».

Представление о существовании такой группы скоро было опровергнуто, а значение термина «протеины» изменилось, и сейчас он применяется как синоним термина «белки».

Важную роль в изучении структуры белков сыграло развитие методов их разложения кислотами и пищеварительными соками. В 1820 г. А. Браконно (Франция) подвергал многочасовому действию серной кислоты кожу и другие ткани животных, затем нейтрализовал смесь, получал фильтрат, при выпаривании которого выпадали кристаллы вещества, названного им гликоколом («клеевым сахаром»). Это была первая аминокислота, выделенная из белков. Ее структурная формула установлена в 1846 г. К концу XIX в. из белков было выделено свыше десяти аминокислот.

Вскоре были открыты протеолитические ферменты— пепсин (Т. Шванн, 1836) и трипсин (Л. Корвизар, 1856), что привлекло внимание к физиологии пищеварения и анализу продуктов, образующихся в ходе расщепления пищевых веществ.

Берцелиус Й. Я. в 1835 первым высказал предположение о том, что белки играют роль биокатализаторов.

В 1950-х гг. была доказана трехуровневая организация белковых молекул — наличие у них первичной, вторичной и третичной структуры; создается автоматический анализатор аминокислот (С. Мур, У. Х. Стайн, 1950). В 60-х гг. предпринимаются попытки химического синтеза белков.

Дальнейшие исследования структуры белка, работы по химическому синтезу пептидов завершились появлением пептидной гипотезы, согласно которой все белки построены из аминокислот.

Русский ученый-биохимик А.Я. Данилевский на основании своих опытов в 1888 г. впервые высказал гипотезу о пептидной связи между остатками аминокислот в белковой молекуле.

В 1899 г. исследованием белков занялись немецкие химики-органики Эмиль Фишер и Франц Гофмейстер. Они высказали предположение: в белках аминокислоты связаны за счёт аминогруппы одной кислоты и карбоксила другой. При образовании такой связи выделяется молекула воды.

Фишер экспериментально подтвердил существование пептидной связи. Он 6 лет потратил на доказательство своей теории и в 1907 г. получил полипептид, состоящий из 19 остатков аминокислот.

В результате работ Э. Фишера стало ясно, что белки представляют собой линейные полимеры а-аминокислот, соединенных друг с другом амидной (пептидной) связью, а все многообразие представителей этого класса соединений могло быть объяснено различиями аминокислотного состава и порядка чередования разных аминокислот в цепи полимера.

Позже, благодаря использованию физико-химических методов анализа, была определена молекулярная масса многих белков, установлена сферическая форма глобулярных белков, проведен рентгеноструктурный анализ аминокислот и пептидов, разработаны методы хроматографического анализа.

Первые исследования белков проводились со сложными белковыми смесями, такими, как яичный белок, сыворотка крови, экстракты из растительных и животных тканей, а иногда и цельные ткани. Лишь в конце XIX в. получили распространение методы разделения белков с помощью осаждения нейтральными солями.