Эпимеризация L-аминокислотных остатков

Среди ковалентных посттрансляционных модификаций пептидов, синтезируемых рибосомами, занимает особое место эпимеризация L- аминокислотных остатков с образованием D-энантиомеров, присутствие которых влияет на биологическую активность пептидов.

Только L-стереоизомеры аминокислот участвуют в синтезе белка рибосомами. В природных белках D-аминокислоты обнаруживаются редко, как правило, в составе антибиотиков пептидной природы, которые синтезируются ферментативными комплексами микроорганизмов без привлечения рибосом. Другим источником D-аминокислот в белках может быть спонтанная рацемизация их L-стереоизомеров в составе полипептидных цепей в результате старения.

У ряда природных пептидов, обладающих биологической активностью, D-аминокислоты образуются во время посттрансляционных модификаций. Это явление характерно для опиоидных пептидов , секретируемых кожей некоторых амфибий ( дерморфина и дермэнкефалина , рис. I.45,а ). Активность этих пептидов как анальгетиков в 1000 раз превышает активность морфина , и для ее проявления необходимо обязательное присутствие D-аминокислот в указанных положениях молекул.

Дерморфиноподобные молекулы с теми же особенностями структуры были обнаружены в мозге крыс, а у амфибий найдена серия новых гексапептидов, делторфинов (Tyr-D-Ala-X-Val-Val-Gly, где X = Asp или Glu), которые являются агонистами дельта-опиоидных рецепторов и для активности которых также необходимы D-аминокислоты. К пептидам той же природы относятся полициклические пептидные антибиотики грамположительных бактерий, в частности, низин , субтилин и эпидермин , а также некоторые нейропептиды высших беспозвоночных.

Механизм образования D-аминокислот в составе пептидов до конца не понятен, однако предполагается, что имеют место ферментативные реакции, в результате которых происходят последовательные дегидрогенизация и гидрогенизация L-изомеров аминокислот ( рис. I.45,б ).

Ссылки: