Последовательность расположения аминокислот удалось полностью расшифровать в адренокортикотропном гормоне (АКТГ), выделенном у трех видов животных: свиньи, быка и овцы.
Проблема межвидовой изменчивости структуры этого гормона будет обсуждаться в дальнейшем. Здесь же мы рассмотрим только вещество, выделенное из гипофиза свиньи, так как соотношение между структурой и функцией, по-видимому, одинаково для гормонов всех трех видов.
Адренокортикотропный гормон — один из большого числа полипептидов, которые можно обнаружить в экстрактах из передней доли гипофиза. Гормон удалось получить в виде высокоочищенного препарата. Было показано, что этот гормон избирательно стимулирует выделение стероидных гормонов корой надпочечников. Кроме того, он вызывает истощение запасов аскорбиновой кислоты и холестерина в надпочечниках и способен стимулировать восстановление гистологических изменений, происходящих вследствие гипофизэктомии.
Последовательность расположения аминокислот в АКТГ свиньи. Полипептид состоит из 39 аминокислотных остатков и содержит несколько, вероятно, важных групп аминокислот, а именно — последовательность трех аминокислотных остатков сер-тир-сер у N-конца и группировки с сильно выраженными основными свойствами лиз-лиз-арг-арг в положениях 15—18. Под действием карбоксипептидазы происходит отщепление трех остатков от С-конца цепи без потери гормональной активности. В условиях более сильного расщепления, происходящего при ограниченном переваривании пепсином, приводящем к удалению 11 С-концевых аминокислот цепи, потери гормональной активности еще не наблюдается. Эти опыты показали, что для осуществления гормональной функции АКТГ необходимо максимум 28 первых аминокислотных остатков. Белл и его сотрудники недавно уменьшили это число, сообщив, что при мягком кислотном гидролизе можно удалить последние 15 аминокислотных остатков, не вызывая инактивации гормона.
Удалось также охарактеризовать активность АКТГ на основании специфических особенностей его структуры, которые действительно имеют существенное значение. Таким образом было установлено, что при разрушении N-конца цепи лейцинамино-пептидазой полная утрата активности наступает после удаления лишь одного или двух аминокислотных остатков. Исследования действия фибринолизина, проведенные Уайтом и Гроссом, еще раз подчеркнули важность сохранения первой половины молекулы гормона. Этот протеолитический фермент расщепляет цепь в двух местах (за аминокислотными остатками 8 и 15), что сопровождается полной инактивацией гормона.
Такое изучение гормона путем последовательного расщепления показало, что по меньшей мере 16, а возможно, и 24 аминокислоты, входящих в состав АКТГ, необходимы для его функции. Окончательно выяснить, какие части структуры АКТГ необходимы для сохранения его активности, по-видимому, удастся путем последовательного, шаг за шагом синтеза полипептидной цепи. Такой синтез успешно ведется в лаборатории Гоффмана, где удалось синтезировать пептид, точно соответствующий цепочке из первых 14 аминокислот АКТГ. Однако, согласно более поздним данным, цепь этого синтетического вещества еще не достигла длины, достаточной для проявления гормональной активности. Тем временем Буассона с сотрудниками сообщил о том, что они синтезировали биологически активный пептид, состоящий из 20 N-концевых аминокислот АКТГ. Хотя синтез не абсолютно точен, однако полученные результаты служат веским подтверждением, заключений, сделанных на основании изучения продуктов расщепления.
Изучение строения АКТГ представляет большой интерес, поскольку активность этого вещества можно проверять in vivo. Исследования изменений активности при расщеплении ферментов обычно контролируют in vitro. При этом следует помнить, что на основании активности вещества в пробирке исследователя нельзя судить о том, как оно будет вести себя в организованной среде, характерной для клетки; это вносит некоторую неуверенность в интерпретацию результатов. Отбросив вероятность, довольно незначительную, того, что расщепленный АКТГ во время испытания его активности вновь превращается в нативный АКТГ, мы можем считать доказанным, что функциональная активность этого гормона возможна при сохранении части его молекулы, а не обязательно всей молекулы в целом.