5.21. Разделение пептидов может быть основано на различиях в их ионизационных свойствах

При частичном гидролизе белков образуется огромное множество различных пептидов. Например, данная аминокислота может образовать дипептиды с каждой из 20 различных аминокислот; если при этом есть возможность разного расположения аминокислот в каждом дипептиде, то в общей сложности получим 39 различных дипептидов (рис. 5-20). Столько же пептидов может дать любая из 19 других аминокислот. Если мы посчитаем, сколько всего дипептидов может быть составлено из 20 аминокислот, то получим 20 х 20 = 400. Число возможных трипептидов и тетрапептидов с различным аминокислотным составом и разной последовательностью аминокислот во много раз больше.

Рис. 5-20. 39 возможных дипептидов, содержащих глицин. Для удобства использованы сокращенные трехбуквенные обозначения аминокислот. Аминоконцевые остатки указаны слева.

Поэтому количественное разделение коротких пептидов представляет собой намного более сложную задачу, чем разделение 20 аминокислот. Тем не менее сложную смесь пептидов тоже можно разделить, используя различия в их кислотно-основных свойствах и полярности.

Каждый пептид содержит только одну свободную а-аминогруппу и одну свободную -карбоксильную группу, которые находятся в концевых остатках (рис. 5-21).

Рис. 5-21. Ионизация и электрические заряды пептидов. Группы, ионизирующиеся при pH 6,0, выделены красным цветом. На рисунке представлены катионная, изоэлектрическая и анионная формы дипептида аланил-аланина. Справа приведена структурная формула тетрапептида.

Эти группы ионизируются в пептидах так же, как и в свободных аминокислотах. Что же касается -аминогрупп и -карбоксильных групп остальных аминокислот, входящих в состав пептидов, то они не вносят никакого вклада в кислотно-основные свойства пептидов, поскольку эти группы вовлечены в образование ковалентных пептидных связей и уже не способны к ионизации. Однако -группы некоторых аминокислот могут быть ионизированы (см. табл. 5-4). Если такие аминокислоты входят в состав пептида, то их -группы вносят определенный вклад в его кислотно-основные свойства (рис. 5-21). Таким образом, кислотно-основные свойства пептида в целом можно предсказать, исходя из наличия на концах цепи одной свободной -аминогруппы и одной свободной -карбоксильной группы, а также из природы и числа ионизируемых -групп. Как и свободные аминокислоты, пептиды имеют характерные кривые титрования и определенные изоэлектрические точки, т. е. такие значения при которых они не перемещаются в электрическом поле.

Несмотря на то что при неполном гидролизе белков образуется очень большое число различных пептидов, их сложные смеси можно разделять с помощью ионообменной хроматографии или электрофореза либо сочетанием обоих этих методов, поскольку при различных значениях пептиды обладают разными кислотно-основными свойствами и неодинаковой полярностью.