Biológiai nagymolekulák csavarszerkezetének felfedezése

Hargittai István, Hargittai Magdolna

A szerzők történelmi perspektívába helyezték a biológiai makromolekulák helikális szerkezete felfedezésének néhány vonatkozását. Többek között bemutatják a felfedezés eddig kevésbé ismert két közreműködőjét, Harry Bateman matematikust és Horace R. Crane fizikust. Az 1920-as években Berlinben két magyar kutató is vizsgálta szálas anyagok szerkezetét: Polányi Mihály (1891–1976) és Náray-Szabó István (1899–1972). Egymástól függetlenül végzett munkájukat a helikális szerkezet felfedezése előfutárának is tekinthetjük.

A szerzők elmesélik, hogy Linus Pauling fontos előnye volt más kutatókkal szemben a szerkezeti kémia alapos ismerete, ami elsősorban a röntgenkrisztallográfia és az akkor új módszer, a gázfázisú elektrondiffrakció alkalmazásából származott. Tudta, hogy a peptidekben a szén és a nitrogén közötti kötés jóval rövidebb, mint az egyes kötés, és a kötés jelentős mértékben kettős kötés jellegű. Ebből az is következett, hogy a szén-nitrogén kötés és négy szomszédos atomja mind ugyanabban a síkban vagy közel ugyanabban a síkban helyezkedik el. Ez az ismeret a rezonanciaelmélet alkalmazásából származott, amelynek Pauling volt az egyik fő kidolgozója. A peptidlánc szerkezetére azonban az 1930-as évek végén nem tudott kielégítő megoldást találni, és úgy döntött, hogy több információra lesz szüksége a lánc egyes tagjainak geometriájáról.

A peptidlánc szerkezetének problémájához csak 1948-ban, oxfordi tartózkodása idején tért vissza. A lánc szerkezeti modelljére egyszerűsítő feltételezéseket fontolgatott, hogy megkönnyítse a szerkezet felderítését. Figyelmen kívül hagyta a peptidláncot felépítő aminosavak közötti különbségeket és a lánc szerkezetének modellezése szempontjából egyenértékűnek tekintette őket. Ezzel hasznos szimmetria-szempontot vezetett be a vizsgálatba.

helix.jpg

Odile és Francis Crick egykori cambridge-i otthonának bejárata fölött ma is áll az általuk tervezett egyes hélix. A szerzők felvétele

A legáltalánosabb művelet, amely egy aszimmetrikus elemet (például egy aminosavmolekulát) az eredetivel egyenértékű aszimmetrikus elemmé transzformál, a tengely körüli elfordítás a tengely mentén történő eltolással kombinálva. Ennek a kombinált műveletnek az ismétlésével csavarvonal (hélix) alakul ki. Ennek megfelelően vázolta fel Pauling a peptidláncot, amelyet az alfa-szénatomhoz tartozó két egyszeres kötés körül elforgatott.


 Vissza a tartalomhoz

pdfMEGNYITÁS/LETÖLTÉS