Франц Хофмайстер (30 августа 1850 г., Прага — 26 июля 1922 г., Вюрцбург ) был одним из первых ученых-белковиков [1] и известен своими исследованиями солей, которые влияют на растворимость и конформационную стабильность белков . В 1902 году Хофмейстер стал первым, кто предположил, что полипептиды представляют собой аминокислоты, связанные пептидными связями , хотя эта модель первичной структуры белка была независимо и одновременно предложена Эмилем Фишером . [2] [3]
Отец Хофмейстера был врачом в Праге, где Хофмейстер впервые начал свое обучение у физиолога Карла Гуго Хупперта , который сам был учеником Карла Лемана. Habilitationsschrift Хофмейстера в 1879 году касался пептических продуктов пищеварения.
Хофмайстер стал профессором фармакологии на Первом медицинском факультете Карлова университета в Праге в 1885 году, а затем в 1896 году переехал в Страсбург.
Хофмейстер открыл ряд солей, которые оказывают последовательное влияние на растворимость белков и (это было обнаружено позже) на стабильность их вторичной и третичной структуры . [4] Анионы, по-видимому, оказывают больший эффект, чем катионы, и обычно располагаются в порядке
(Это неполный список; было изучено гораздо больше солей.) Порядок катионов обычно задается как
Механизм серии Хофмейстера не совсем ясен, но, по-видимому, обусловлен главным образом воздействием на растворитель более высоких концентраций соли (> 100 мМ). Ранние члены ряда увеличивают поверхностное натяжение растворителя и уменьшают растворимость неполярных молекул ( высаливание ); по сути, они усиливают гидрофобное взаимодействие . Напротив, более поздние соли в ряду увеличивают растворимость неполярных молекул ( соль в ) и уменьшают порядок в воде; по сути, они ослабляют гидрофобный эффект . Однако эти соли также напрямую взаимодействуют с белками (которые заряжены и имеют сильные дипольные моменты) и могут даже специфически связываться (например, связывание фосфата и сульфата с рибонуклеазой А ). Ионы, обладающие сильным солевым действием, такие как I- и SCN- , являются сильными денатурантами, поскольку они солеобразуют в пептидной группе и, таким образом, гораздо сильнее взаимодействуют с развернутой формой белка, чем с его нативной формой. Следовательно, они тянут разворачивающуюся реакцию. [5] Более того, они могут иметь прямое взаимодействие с некоторыми стандартными гидрофобными молекулами, например, с бензолом . Квантово-химическое исследование предполагает электростатическое происхождение ряда Хофмейстера, которое, по-видимому, дает количественную оценку этому качественному ряду (по крайней мере, для анионов). [6]
Важность серии Хофмейстера для ранних исследований белков не следует недооценивать, поскольку она стала основным инструментом для очистки белков (осаждение сульфатов) в течение следующих примерно 50 лет, который используется до сих пор. Сам Хофмайстер, возможно, был первым, кто кристаллизовал белок — альбумин куриного яичного белка. Повторная кристаллизация была излюбленным методом очистки на заре белковой науки и имела важное значение для ее развития.
Хофмейстер выступал за образование пептидных связей методом элиминирования. CC, эфирные и сложноэфирные связи были маловероятны, учитывая расщепление трипсином . Связи R=CNC=R можно было бы исключить, поскольку это подразумевало бы гораздо большее количество карбоксилатных групп, чем наблюдается экспериментально.
Хофмейстер также приводил доводы в пользу пептидных связей, основанных на биуретовой реакции , наблюдаемой со всеми белками, но никогда со свободными аминокислотами. Поскольку биурет имеет формулу NH 2 -CO-NH-CO-NH 2 , это позволяет предположить наличие подобных пептидных связей в белках.
