CH2OH
H O H
H
OH H
OH
OH
H OH
полуацетальный гидроксил в а-форме направлен« вниз» а –D - глюкопираноза
В крови поддерживается определенный постоянный( гомеостатический) уровень глюкозы, которая быстро усваивается тканями и клетками крови: нервной тканью, эритроцитами. Без глюкозы все процессы жизнедеятельности в этих клетках
прекращаются. При недостатке кислорода (гипоксии) глюкоза |
становится главным |
|
веществом, обеспечивающим мышечную деятельность. В |
крови содержится |
|
3,3 -5,5мМоль /л (80 -120 мг в 100мл крови или4-6 |
гв объеме всей крови). |
|
Качественные реакции обнаружения глюкозы и других редуцирующих |
||
углеводов основаны на способности окисляться: |
а) реакция «серебряного зеркала», |
|
б) нагревание со свежеосажденным осадком гидроксида меди(2) в щелочной среде. В биохимических исследованиях для количественного определения содержания глюкозы в крови и других биологических объектах применяют ферментативный
глюкозооксидазный метод, который в отличие от качественных реакций, |
специфичен |
||||||||||
только для глюкозы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Препараты |
глюкозы |
(Glucosum, |
Dextrosum)используются |
|
в |
медицине, |
|||||
выпускают в виде порошков, таблеток, |
стерильных растворов, добавляют |
|
в другие |
||||||||
лекарственные средства. Растворы |
стерилизуют при температуре от 1000 до 1210 С, |
||||||||||
для стабилизации добавляют 0,1Н раствор НСl. Для |
внутривенного |
введения |
|||||||||
используют изотонические |
растворы |
4,0-4,5% (изотонический раствор |
имеет |
||||||||
осмотическое давление |
соответствующее |
осмотическому |
давлению |
крови) |
|||||||
и гипертонические10—40% ( |
выше осмотического давления крови). |
Изотонические |
|||||||||
растворы применяют при кровопотере |
для |
возмещения |
объема |
циркулирующей |
|||||||
крови, |
глюкоза |
вызывает усиление |
энергетических |
процессов |
в |
тканях. |
|||||
Гипертонические |
растворы |
повышают |
осмотические давление, |
усиливают отток |
|||||||
жидкости из тканей в кровь, способствуют выделению из органов токсических веществ и увеличивают поступление глюкозы в мозг, сердце, печень, мышцы. Глюкоза и многие гексозы, их олиго - и полисахариды подвергаются «брожению»- так называют процессы превращения углеводов с участием микроорганизмов. Различают спиртовое,молочнокислое,масляное и другие виды брожения.
66
Глюконеогенез. Биохимический процесс, заключающийся в ресинтезе глюкозы из молочной кислоты, конечного продукта обмена углеводов, или из неуглеводных компонентов (аминокислот, глицерина). Основной путь поддержания уровня глюкозы в крови, восполнения глюкозы в тканях при гипогликемии,голодании.
Глюкурониды. Гликозиды глюкуроновой кислоты. Твердые кристаллические вещества. В организме человека β -глюкурониды образуются при детоксикации гидрофильных эндогенных конечных продуктов (билирубина) и ксенобиотиков. Повторно из кишечника не всасываются.Выводятся с желчью или мочой.
D-Глюкуроновая кислот (2,3,4,5 –дигидрокси-6-оксогексановая кислота,
d d l d ) ОНС- (СНОН)4-СООН. Одна из изомеров гексуроновых кислот. Твердое кристаллическое вещество, хорошо растворима в воде, растворах щелочей, гидрокарбонатов и карбонатов. Обладает свойствами карбоновых кислот и альдогексоз, склонна к цикло-оксотаутомерии (кольчато-цепной изомерии), образуя а и β-аномеры, а также циклические сложные эфиры лактоны
COOH |
|
|
|
|
H |
|
O |
H |
|
|
||||
H |
H |
|
||
OH |
OH |
|||
OH |
|
|
|
|
|
|
|
||
H |
OH |
α-пиранозная форма D-глюкуроновой кислоты |
||
Для получения глюкуроновой кислоты из глюкозы необходимо защитить альдегидную группу от окисления, с этой целью используют гликозиды β – D - глюкопиранонозы, после окисления спиртовой группы проводят гидролиз гликозиднойсвязи.
Распространена в природе, биологическая активность связана с образованием УДФ-глюкуроновой кислоты,которая образуется in vivo окислением УДФ-глюкозы.
Гл -6-ф —> Гл-1-ф —>УДФ- глюкоза—>УДФ-глюкуроновая кислота
Структурная формула УДФ-глюкуроновой кислоты |
демонстрирует, что в |
|
соединении УДФ-глюкоза альдегидная группа( в виде гликозидного |
гидроксила) |
|
была защищена от окисления, а окисляется спиртовая группа СН2ОН в |
положении |
|
6 пиранозного цикла,превращаясь в карбоксильную группу |
–СООН. |
|
67
|
|
|
|
|
|
|
O |
||||
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O O |
|
|
|
|
|
O |
|||
H |
|
P |
|
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||
OH |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
H |
|
OH |
||||||||
O |
|
|
O |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
NH |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
CH2 |
|
|
N |
|
O |
|||||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
H |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
H |
|
|
||||
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|
|
|||
УДФ-глюкуроновая кислота
Биологическая роль глюкуроновой кислоты в организме человека: образует УДФ-глюкуроновую кислоту, которая участвует в обезвреживании токсических соединений эндогенного происхождения (билирубин, спирты) или экзогенных, попадающих извнексенобиотиков (фенолы, лекарственные препараты), входит в состав гетерополисахаридов (гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфата ), формирующих межклеточное вещество соединительной ткани и антисвертывающую систему крови (гепарин).
Гомолитический (радикальный) тип разрыва связи (греч –homos-равный).
Характерен для неполярных или малополярныхковалентных связей при воздействии высокой температуры, электромагнитного неионизирующего излучения (ультрафиолетовое, рентгеновское) или других свободных радикалов. Приводит к образованию активных частиц радикалов.
Радикал ( R• ) -частица вещества, имеющая неспаренный электрон. Радикалы могут быть нейтральными или заряженными частицами. При гомолитическом разрыве общая электронная пара связи разрывается поровну (по одному электрону на каждую новую частицу).
С12 —> 2 С1
С 1 -|С- |
1 |
—> C1• |
+ C1• |
неспаренныйэлектрон |
принято обозначать ( • ) |
|
Диаграмма распределения электронов в атоме хлора на 3-ем энергетическом |
||||||
уровнев |
невозбужденном состоянии. |
|
||||
|
|
|
--↑↓-- |
↑↓----- -- |
↑--- |
|
|
С 1 |
--↑↓--- |
|
неспаренный электрон |
||
|
|
3 s |
р |
3 |
|
|
В |
процессе |
биохимических реакций образуются |
свободные радикалы при |
|||
восстановлении кислорода (супероксид, пероксид), особом ферментативном
окислении аминокислоты аргинина( |
оксид азота |
NO) и из органических молекул |
(полиненасыщенных кислот и др.)с |
участиемдругих |
радикалов. |
68
Гомополисахариды. Образованы только одним видом моносахаридов.
Крахмал, гликоген, |
декстран состоят из а-D-глюкопиранозы, |
целлюлоза из |
|
β- D- глюкопиранозы,инулин из фруктозы. |
|
|
|
Гомоцистеин |
(2-амино-4-меркаптобутановя |
кислота) |
С4Н9NО2S. |
Аминокислота,кристаллическое вещество.
НS- СН2-СН2 –СН(N Н2) –СООН
Образуется в организме человека в процессе обмена незаменимой аминокислоты метионина после удаления S-метильной группы. Участвует в синтезе аминокислоты цистеина из аминокислоты серина. Легко окисляется на воздухе кислородом, пероксидом водорода, превращается в дисульфид. Накопление в крови, тканях - патологический процесс, возникает при недостатке витаминов В12 и тетрагидрофолиевой кислоты. Является причиной развития сердечно -сосу дистой патологии, врожденных аномалий у плода.
Гуанин С 5Н5N5О. |
Пуриновое |
азотистое основание. Кристаллы , Тпл . 3650С |
|||||||||
(разл.). Нерастворим в |
воде, плохо |
|
в |
спиртах, хорошо в кислотах |
и щелочах, |
||||||
с которыми образует соли. Возможны |
|
две |
таутомерные |
формы: |
лактимная |
||||||
(2-амино-6гидроксипурин- |
) и лактамная (2-амино-6 –оксопурин). |
Соли с сильными |
|||||||||
основаниями образует лактимная |
(гидрокси) |
|
форма, но в составе нуклеиновых |
||||||||
кислот гуанинсуществует |
|
в лактамной форме, |
которая обеспечивает формирование |
||||||||
комплементарной пары с цитозином. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
||
|
|
N |
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
N |
|
NH2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
H |
|
|
|
|
|
||||
2-амино-6 –оксопурин
Атом водорода в имидазольном цикле гуанина может занимать положения N7 или N9 , но в нуклеиновых кислотах реализуется форма N9 –Н и с этим атомом образуется N9 - гликозидная связь в нуклеозидах, нуклеотидах и нуклеиновых кислотах. Распространен в природе, обнаружен в клетках микроорганизмов, растений, животных, входит в состав нуклеиновых кислот. Биологической активностью обладают нуклеотиды ГТФ, ГДФ и внутриклеточный регулятор
циклический ГМФ (цГМФ).
69
Д
Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Вторичная структура ее–двойная спираль с антипараллельным расположением цепей. Открытию структуры ДНК способствовали исследования Э. Чаргаффа в отношении химического состава ДНК. Он установил:
−количество пиримидиновых оснований равно количеству пуриновых
−количество тимина равно количеству аденина,а количество цитозина– количеству гуанина .
А =Т |
Г = Ц |
А+ Г =Т + Ц
А+ Ц =Т +Г
Этиотношения |
получили название правила Чаргаффа. Биохимик Д. Уотсон |
||
и физик |
Ф. Крик в 1953 году предложили модель структуры ДНК и механизм |
||
процесса |
репликации. |
В 1962г. |
им присуждена Нобелевская премия. Научное |
описание |
вторичной |
структуры |
ДНК относится к величайшим открытиям |
человечества в ХХ веке. Молекула ДНК представляет собой две перекрученные
спирали. |
Скелет каждой спиралицепочка |
из чередующихся остатков |
дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Спирали |
ориентированы таким образом , что |
|
образуют два неодинаковых спиральных желобка,которые идут параллельно главной оси. Эти желобки заполнены белками гистонами. Азотистые основания располагаются внутри спирали, почти перпендикулярно основной оси и образуют между цепочками комплементарные пары А…Т иГ …Ц .
Суммарная длина молекул ДНК в каждой клетке достигает 3см . Диаметр клетки в среднем 10–5 м, диаметр ДНК всего 2 •10–9 м. Молекулярная масса ДНК
клеток человекадостигает |
10 7 Д. |
|
Основные параметры двойной спирали: |
|
|
* диаметр 1,8 – 2нм, |
|
|
* на одном витке10 |
нуклеотидов |
|
* высота шага витка ~ 3,4 нм |
|
|
* расстояние между двумя нуклеотидами0,34 |
нм. |
|
Основания располагаются перпендикулярно оси цепи. Направления полинуклеотидных цепей антипараллельное. Связь между фуранозными циклами дезоксирибозыпосредством фосфорной кислоты осуществляется из положения 3` к положению 5`в каждой из цепей. В начале цепи фосфорилирована гидроксильная группа пентозы в положении - 5, в конце цепи в положении- 3`свободная– гидроксильная группа пентозы.
70