Материал: Каминская Л.А.. Биоорганическая химия. Справочник-Словарь основных терминов и понятий

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Гетеролитический тип разрыва связи (неравный, ионный) образуются две разнозаряженные частицы: электрофил (катион) и нуклеофил( анион). Характерен для ковалентных одинарных полярных связей.

СН 3 | ••С 1 ——> СН3 + +С 1

Общая электронная пара переходит на орбиталь более электроотрицательного атома, частица приобретает отрицательный заряд. Атом, потерявший свой электрон, имеет свободную орбиталь и приобретает положительный заряд.

Гетерополисахариды (ГАГ, гликозаминогликаны, мукополисахариды)-

высокомолекулярные соединения, образованные в организме человека двумя видами

моносахаридов - уроновыми

кислотами(

глюкуроновой или идуроновой)

и

N-ацетилированнымиаминосахарами– 2-N-

ацетилглюкозамином и

2-N-

ацетилгалактозамином. Гетерополисахариды – компоненты межклеточного вещества, матрикса соединительной ткани. Наибольшее значение имеют гиалуроновая кислота,

хондроитинсерная кислота (хондроитинсульфат) и гепарин

Построены из повторяющихся дисахаридных единиц, которые часто называют «биозный фрагмент». В таблице приведены данные о составе и типах связей в биозных фрагментах основных представителейтканевых ГАГ.

 

Состави типы связей в гликозаминогликанах

 

 

 

Тип связи в

класс

состав

 

биозном

 

 

 

фрагменте

 

 

 

Гиалуроновая

Д- глюкуроновая кислота

Бета-1,3

кислота

N-ацетилглюкозамин

 

 

 

 

 

Хондроитин

Д- глюкуроновая кислота

Бета-1,3

-4-сульфат

N-ацетил- Д- галактозамин-4-

 

(ХС-4)

сульфат

 

 

Хондроитин-6-

Д- глюкуроновая кислота

Бета-1,3

сульфат (ХС-6)

N-ацетил- Д- галактозамин-6-

 

 

сульфат

 

 

Гепарин

Д- глюкуронат-2-сульфат

Альфа-1,4

 

N-ацетил- Д- глюкозамин-6-

 

 

 

сульфат

 

 

 

 

56

 

Таблица 1

Тип связи между биозными фрагментами

Бета-1.4

Бета-1,4

Бета-1.4

Альфа-1.4

Гиалуроновая кислота – представитель гетерополисахаридов. Состоит из глюкуроновой кислоты и N - ацетилглюкозамина,соединенных (β -1,3)- гликозидной связью в биозный фрагмент, который повторяется по всей длине полимерной цепи. Молекулярная масса колеблется в пределах (1,3 -1,6) млн.Д.

Ограничено растворима в воде,

образует вязкие растворы, не растворима в

спирте, эфире, других органических растворителях.

 

С

белками получаются

комплексы,нерастворимые в кислой среде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

H

 

H

 

 

 

 

 

H

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

H

 

 

H

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

OH

 

 

H

 

 

 

NH

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. D-глюкуроновая кислота(β 1→3)

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. N-ацетил-D-

глюкозамин(β 1→4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биозный

 

 

фрагмент гиалуроновой кислоты

Широко распространена в живой природе: присутствует у микроорганизмов (капсулы гемолитического стрептококка, стафилококка), в тканях и жидкостях животных и человека( стекловидное тело глаза, суставная жидкость, рыхлая соединительная ткань, кожа, пуповина, стенки сосудов, почечные канальцы, мембрана яйцеклетки и др.) Служит смазочным материалом в суставах, придает тканям эластичность и устойчивость к сжатию, оказывает сопротивление перемещению воды под действием внешних сил. Участвует в создании проницаемости по типу молекулярного сита сосудов, почечных канальцев, тканей полости рта (на этом свойстве основан трансбукальный и сублингвальный тип всасывания лекарственного препарата в полости рта) трансбукальный( –через щеку, сублингвальный -под язык). Входит в состав многих косметических средств и лекарственных препаратов при лечении трофических язв, шрамов и тому подобных нарушений.

Гибридизация атомных орбиталей. Квантово - химический способ описания перестройки электронных орбиталей атома в составе молекулы по сравнению со свободным атомом. Гибридизацией называют образование одинаковых по энергии и форме орбиталей атома в результате сложения различных по энергии и форме орбиталей при возбуждении этого атома. Гибридизованные орбитали называются эквивалентными (имеют одинаковые энергетические характеристики и взаимное

57

пространственное расположение). Название гибридных орбиталей определяется числом и типом складываемых орбиталей. Четыре одинаковые орбитали атома углерода образуются из одной 2s и трех 2р орбиталей, поэтому обозначаются как sр3. Гибридные орбитали атомов углерода, азота в органических соединениях всегда образуют одинарные σ- связи,а негибридные электроны участвуют в образовании π –

связи.(см. Пространственная организация биоорганических молекул)

Гидроксикарбоновые кислоты (оксикарбоновые кислоты). Содержат функциональную гидроксильную группу. В природе встречаютсямоно - , ди -,

трикарбоновые кислоты,содержащие одну или несколько гидроксильных групп. (см .)

3-Гидроксибутановая кислота( β-оксибутановая, β -оксимасляная) С4Н8О3.

Гигроскопичный

сироп,

при

длительном

высушивании

кристаллизуется.

В биохимических реакциях in vivo два вида превращений имеют важное значение для

протекания обмена веществ:

 

 

 

 

 

 

1. Реакция окисления (образуется

3 –оксобутановая кислота)

 

2. Реакция дегидратации(образуется

транс - 2бутеновая-

,кротоновая-кислота)

Окисление

 

 

 

фермент

 

 

СН3 – СН –СН2- СООН +НАД +

<————> СН3 – С –СН2-СООН +НАДН +Н +

 

|

 

 

 

 

||

 

 

 

ОН

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

3-оксобутановая

кислота

 

 

 

 

 

 

(ацетоуксусная)

 

Дегидратация

 

 

 

 

 

 

4

3

2 1

 

фермент

 

 

 

СН3 – СН –СН2-СООН<—————СН>

3 – СН= СН-СООН+Н 2О

 

|

более сильный

 

 

 

 

 

 

ОН кислотный

центр

 

транс-2-бутеновая (кротоновая)кислота

В таком же направлении проходит реакция in vitro ( по правилу Попова-Зайцева).

Дегидратация 3-гидроксибутановой кислоты относится к реакциям элиминирования.

Издвух возможных изомеров образуется только один,

поскольку атомы водорода,

связанные с атомом углерода С-2 являются более

подвижными. Вследствие

акцепторного действия карбоксильной группы у атома С-2 образуетсяболее сильный кислотный центр, чем у С-4.Реакция обратима, при гидратации кротоновая кислота превращается в 3гидроксибутановуюкислоту

58

СН 3 – СН –СН2-СООН

 

 

СООН

 

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

 

СН2

 

 

 

 

 

 

 

3-гидроксибутановая кислота

 

 

 

|

 

L -3-гидроксибутановая кислота

(ß-оксимасляная)

 

 

НО–

*С –Н

β

(

-гидроксимасляная)

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СН

3

 

 

 

 

 

 

 

В организме

человекаβ

- оксимасляная кислота образуется в связанном

состоянии с белком-ферментом в

процессе биосинтеза высших карбоновых кислот,

L –стереоизомер синтезируется в

печени и в

свободном виде выделяется в кровь,

поступает в мышцы и

выполняет энергетические функции,

участвуя в

реакциях

цикла Кребса. Эта

биологическая функция обозначается как «кетоновое тело». (см.

Моногидроксикарбоновые кислоты.

Приложение.

Константы

кислотности

карбоновых кислот)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-Гидроксибутановая(

ГОМК,

γ

– оксимасляная

 

 

кислота).

Изомер

3-гидроксибутановой

(β-оксимасляной)

кислоты.

В

 

организме

человека

γ - оксимасляная

кислота

образуется

в нейронах мозга, является медиатором

торможения центральной нервной системы. В слабо кислой

среде

превращается

в циклический сложный эфир - лактон

(бутиролактон)

в

процессе

внутримолекулярной реакции дегидратации.

 

 

 

 

 

 

 

 

СН 2– СН2 –СН2- СООН

 

 

 

Н2 С —— СН2

 

 

 

 

|

 

 

————>

|

|

 

 

+

 

 

Н2 О

ОН

 

 

Н

 

 

2 С

С

бутиролактон

О

Используется как лекарственный препарат только в виде соли натрия оксибутирата (Natrii oxybutyras), чтобы исключить образование лактона, поскольку лактон не обладает фармакологическом эффектом.

СН2– СН2 –СН2- СООNa

γ

– гидроксибутират ( ГОМК– Na)

|

 

 

 

ОН

 

 

 

Следует помнить, что при изменении значения рН крови в кислую сторону (что

часто встречается

при недостатке

кислорода) происходит превращение натрия

оксибутирата в γ

- оксимасляную

кислоту , которая сразу образует неактивный

бутиролактон иэффективность действия препарата снижается.

59

Гидролиз- химическая реакция с участием воды. В биоорганических соединениях гидролизу подвергаются сложноэфирные, амидные, пептидные, гликозидные, ангидридныесвязи. Относится к реакциям нуклеофильного замещения.Биохимические реакции гидролиза проходят с участием ферментов - гидролаз. Гидролитические ферменты имеют окончание «аза». В первую очередь, это многочисленные АТФ-гидролазы (АТФ-азы). Гидролитические ферменты

обеспечивают основные

реакции при

переваривании

пищевых продуктов

в желудочно-кишечном

тракте( белков,

липидов, поли

- и олигосахаридов),

локализованы в лизосомах, защиту от микроорганизмов в полости рта осуществляют РНК-азы, ДНК-азы слюны,

Гидрофильный (гречhyd όr -вода,

влага,

ρhίlεό-люблю). В

отношении

вещества-

способность растворяться в воде,

в отношении части

молекулы -

смачивается

водой , в отношении ткани-способность

задерживать,

накапливать

воду. Гидрофильные органические соединения содержат полярные функциональные группы: ОН, СООН, NH2 (спирты, углеводы, карбоновые кислоты, амины, аминокислоты, белки). В гомологических рядах гидрофильность убывает. Ионизация амино – и карбоксильных групп увеличивает гидрофильность.

Гидрофобный (гречhydόrвода, р hobosстрах, ужас). В

отношении вещества

- нерастворимость в воде, в отношении части молекулы -не

смачивается

водой.

Гидрофобные органические соединения

содержат сложноэфирные

группы,

углеводородные радикалы (к ним относятся алканы, алкены, циклоалканы,

холестерин, стероидные гормоны), карбоароматические

циклы (бензол, нафталин,

антрацен и их производные ).Гидрофобность

увеличивается в гомологических рядах.

Гидрохинон (см.хиноны ).

 

 

 

Гипоксантин –пуриновое

основание

С5Н4N4O.

Бесцветные кристаллы.

Т разлож. 1500С, плохо растворим в холодной воде, хорошо горячей. Возможны две

таутомерные формы: лактимная (6-гидроксипурин) и лактамная (6-оксопурин),

которая являетсяболее

устойчивой в кристаллах.

 

O

 

 

HN

N

 

 

 

N

N

 

H

6-

оксопурин

 

60

Источник: https://studfile.net/preview/16473391/