Chemiczny bubel

Tym razem o błędzie popełnionym przez niedopatrzenie, ale chyba nikt z tych kilkuset osób piszących maturę w czerwcu nie stracił z tego powodu punktów. Ale gdy analizować to zadanie na spokojnie, to wiele osób wyszukuje sobie w internecie wzór oksytocyny i ma zagwozdkę. I tak zresztą to zadanie trafiło do mnie, nadesłane przez jedną ze znajomych nauczycielek chemii, której coś nie pasowało patrząc na wzór półstrukuralny oksytocyny i na odpowiedzi "w kluczu". Najpierw samo zadanie:

Z informacji w zadaniu wynika, że jednostka glicyny jest N-końcem cząsteczki, zatem sekwencja aminokwasów to Gly-Leu-Pro-Cys-Asp-Glu-Leu-Tyr-Cys. Wynika z tego, że jednostka cysteiny z drugiego końca cząsteczki musi mieć wolną grupę karboksylową. Tymczasem popatrzmy na wzór półstrukturalny oksytocyny. Wziąłem go z wikipedii, bo jest poprawny. I tu mała niespodzianka, bo jednostka cysteiny ma wolna grupę NH₂... A jej grupa karboksylowa została została wykorzystana do utworzenia wiązania peptydowego. Nie może być więc C-końcem...

No dobrze, ale po lewej na dole jednostka glicyny także ma grupę NH₂...

Czy to oznacza, że mamy 2 N-końce w tym łańcuchu? Nie, po prostu to sprawdzian spostrzegawczości dla autora zadania. Taka N-Końcowa jednostka glicyny miałaby wzór NH₂-CH₂-CO-. Tymczasem widzimy NH₂-CO-CH₂-NH- - to nawet nie jest wiązanie peptydowe! To grupa amidowa, a nie wolna grupa NH₂ (aminowa). O co więc chodzi? Dopiero jak popatrzymy uważniej, to dostrzeżemy, że właściwe ugrupowanie glicynowe jest trochę gdzie indziej i odpowiada to -CO-CH₂-NH-.

Czyli grupa aminowa glicyny została wykorzystana do utworzenia wiązania peptydowego. Ta jednostka jest więc ugrupowaniem C-końcowym. To dlaczego nie ma wolnej grupy COOH? Bo peptyd ten ulega obróbce posttranslacyjnej:

R-CO-OH → R-CO-NH₂

I gdyby zapisać ogólny wzór peptydów od N-końca do C-końca tak: H-[CHR-CO]_n-OH, to w przypadku oksytocyny mielibyśmy (bez uwzględniania, że dodakowo powstaje mostek disiarczkowy):  H-[CHR-CO]_n-NH₂. A sekwencja aminokwasowa to: Cys-Tyr-Leu-Glu-Asp-Cys-Pro-Leu-Gly.

Ale to jeszcze nie wszystko! Zupełnie zapomniałem (ale mi swoim pytanmiem ktoś przypomniał o tym). Bo ile pewne rzeczy można wyjaśnić zwykłym niedopatrzeniem, o tyle przyjrzyjmy się tej sekwencji jeszcze raz: Cys-Tyr-Leu-Glu-Asp-Cys-Pro-Leu-Gly - tak jest w treści zadania po ustaleniu, który koniec jest N-końcem. A teraz porównajmy to z sekwencją podawana przez wszystkie inne źródła: Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly. Nie zgadzają się jednostki aminokwasowe! Czy to  dużo zmienia? Tak. Nawet gdyby nie uwzględnić obróbki postransalcyjnej, to prawdziwa cząsteczka oksytocyny miałaby jedną wolną grupę COOH (rzeczywista cząsteczka nie ma żadnej). Z zadania wynika, że powinny być 3, bo Asn (reszty asparaginy) na Asp (resztę kwasu sparaginowanego i Gln (reszty glutaminy) na Glu (resztę kwasu kwasu glutaminowego) wprowadza w bocznych łańcuchach dwie dodatkowe grupy karboksylowe. Tymczasem ta jedyna zostaje przekształcona w obróbce postranslacyjnej w CONH₂... I z tego powodu sekwencja jednostek aminokwasowych czxęsto zapisywana jest tak: Cys-Tyr-Leu-Glu-Asp-Cys-Pro-Leu-Gly-NH₂.

No a teraz można policzyć wolne grupy COOH i NH₂ :)