Crystallization of polypeptides in the course of polymerization, 6. Effect of the heteroatom attached to the β-carbon on the crystal growth†‡

In order to examine the growth mechanisms of polypeptides with a heteroatom, S, on the β- and γ-carbons which give the α-conformation and the α-helical conformation, resp., in the course of a heterogeneous polymerization, we have studied kinetics of the heterogeneous polymerization of S-methyl-L-cysteine N-carboxy anhydride (NCA), S-benzyloxycarbonyl-L-cysteine NCA and L-methionine NCA initiated by butylamine in acetonitrile and the morphologies of the resultant polymers. As was anticipated, it has been verified that poly-(S-substituted-L-cysteines), which take only the β-structure as the ordered form, gave the chain-folded crystals. In all the cases studied, long lath-like crystals formed in the early stages of polymerization thickened into round rod-like fibers as the polymerization proceeded. A possible model was proposed for the growth mechanism of these polymer crystals, taking into account the cross-β-structure. It has been revealed that poly(L-methionine) with the α-helical structure gave the extended chain crystals. Der Wachstumsmechanismus von Polypeptiden, die das Heteroatom S am β- oder γ-Kohlenstoff enthalten und die in der beta;-Konformation bzw. der α-Helix-Konformation auftreten, wurde wahrend des Verlaufs einer heterogenen Polymerisation untersucht. Dabei wurden von uns Untersuchungen der Kinetik der heterogenen Polymerisation von S-Methyl-L-cystein-LEUCHS-Anhydrid (NCA), S-Benzyloxycarbonyl-L-cystein-NCA und L-Methionin-NCA mit Butylamin als Initiator in Acetonitril und der Morphologie der gebildeten Polymere durchgefuhrt. Wie zu erwarten war, konnte bestatigt werden, das polymere S-substituierte L-Cysteine, die nur die β-Struktur als Ordnungsform annehmen, Kristalle mit Kettenfaltung ergaben. In allen untersuchten Fallen bildeten sich in den Anfangsstadien der Polymerisation lange, bandchenformige Kristalle, die mit fortschreitender Polymerisation sich zu runden, stabchenformigen Fasern verdickten. Fur den Wachstumsmechanismus dieser Polymerkristalle wird ein mogliches Modell vorgeschlagen, wobei die unregelmasige β-Struktur zugrunde gelegt wurde. Es konnte gezeigt werden, das Poly(L-Methionin) mit α-Helixstruktur Kristalle mit gestreckten Ketten ergibt.