Документ: Каминская Л.А.. Биоорганическая химия. Справочник-Словарь основных терминов и понятий, страницы 71-75


В составе ДНК и РНК нуклеозидные		фрагменты находятся в анти -
конформации, п римидиновый	цикл пурина находится справа от гликозидной связи.

Только такое положение позволяет образовать комплементарную пару (см. формулы нуклеотидов). Между азотистыми основаниями возникают тривида взаимодействий:

1. «Поперечное», участвуют комплементарные пары двух цепей. Возникает «циклический» перенос электронов между двумя азотистыми основаниями (Т –А , У – Ц), образуется дополнительная π - электронная система, которая обеспечивает дополнительное взаимодействие и защищает азотистые основания от нежелательных химических воздействий. Между аденином и тимином устанавливаются две водородные связи,а между гуанином и цитозином – три водородные связи.

2. «Вертикальное» (stacking), за счет укладывания в «стопки», участвуют азотистые основания одной цепи. «Стэкинг -взаимодействие » имеет даже большее значение в стабилизации структуры, чем взаимодействие в комплементарных парах.

3. Взаимодействие с водой играет существенную роль в поддержании пространственного строения двойной спирали, которая принимает максимально компактную структуру для уменьшения поверхности контакта с водой и направляет гидрофобные гетероциклические основания вовнутрь спирали.

В связываниинуклеиновой кислоты с белком принимают участие несколько видов взаимодействия:электростатическое,водородные связи,гидрофобное .

По результатам рентгеноструктурного анализа путем компьютерного моделирования построены реальные трехмерные модели ДНК, рибосом, информосом инуклеиновых кислот вирусов.

Гистоновые белки ДНК обладают выраженными основными свойствами и отличаются высокой степенью эволюционной консервативности. По соотношению двух основных аминокислот лизин/ аргинин их подразделяют на 5 классов: Н1, Н2А,

Н2В,Н3, Н4.

С момента открытия структуры ДНК человечество получило инструмент к развитию нового научно-практического направления биотехнологии, которые развиваются на стыке биологии и химии и позволяют синтезировать различные белки путем рекомбинации генов (гормоны инсулин, эритропоэтин, иммунные белки и другие) ( см.Нуклеиновые кислоты).

Декстран (С6Н10О5)n. Природный декстран – разветвленное высокомолекулярное соединение, молекулярная масса которого достигает

нескольких десятком миллионов.
В	молекулах декстранов	глюкозные	остатки связаны в	основную цепь
а-1,6-	гликозиднымисвязями,	а в местах	ветвлениясвязями	в положениях
а-1,4,а	-1,3 иа -1,2. На рисунке фрагмент декстрана (указаны только связи а-1,6)

71

H

CH2

O

H

OH

O

OH

H

OH

CH2

O

H

OH

O

H

OH

CH2

O

H

OH

O

H

OH

Синтезируется из сахарозы с помощью некоторых микроорганизмов или ферментов, выделенных из этих микроорганизмов. Декстраны, синтезируемые разными видами штаммами микроорганизмов,отличаются по строению и свойствам

В

результате

кислотного гидролиза,

ферментного

гидролиза или

ультразвуковой

обработки

происходит

частичная деполимеризации и образуется

«клинический» декстран

,

применяемый

в качестве

кровезаменителя.

Препарат

полиглюкин - 6%раствор

со средней М= 60

000 , рН 4,5-6,5 получают из сахарозы

при участии штамма бактерийLeuconostoc

mesenteroides

Препарат реополиглюкин

содержит

полимер

более

низкой

молекулярной

массы,

М=30 000-40 000,

10% раствор,

рН

4,0

-

6,5.

Применяют оба препарата с профилактической и

лечебной целью при ожоговом, травматическом, послеоперационном шоке. Сульфоэфиры декстрана (сульфаты декстрана) обладают действием аналогичным гепарину


Делокализация (лат –де-не		, localis- местный,			локализация -связанность
с определенным местом).	Образовани е		общей π -		электронной	системы, так
называемая « размытость	» электронной		плотности,		захватывающая		участок
сопряжения.Условие делокализации-наличие			сопряжения.
Делокализованная	связь.	Ковалентная			связь,	в	которой
π –электроннаяплотность	не локализована между двумя соседними р-орбиталями,
а распределяется по всей	π -орбитальной		системе.	Только сопряжение создает

возможность делокализации.

Денатурация белка. Потеря природных (нативных) свойств белка. Макроструктура белка является весьма чуткой к изменению условий среды, в которой существует белок.

72

В белковой молекуле существует постоянное равновесие между силами, формирующими третичную (четвертичную) и силами отталкивания, которые возникают внутри самой молекулы и при взаимодействии с окружающей средой. При нарушении этого равновесия изменяются четвертичная, третичная и даже вторичная структура( кроме первичной). Денатурация может быть обратимой и необратимой.

Часто видимым следствием денатурации белка является осаждение белка из раствора. Общими факторами денатурации являются:

а ) Изменение температуры. Повышение температуры приводит к необратимой денатурации, большинство белков организма человека теряют свою активность при температуре выше 500С, а белки кровидаже при 43 – 450С. На этом основаны стерилизация медицинских препаратов и пастеризация пищевых продуктов.

При снижении температуры денатурация является обратимой.

Биологический белковый материал можно сохранять долго при низких температурах (кровь, образцы тканей, растворы белковых гормонов, препараты γ- глобулинов, стволовые клетки).

б) Изменение рН среды. При изменении рН среды изменяется характер ионизации кислотных и основных групп в радикалах, характер ионного взаимодействия и количество водородных связей, пространственное строение белка и организация его активных участков. В организме человека поддерживается кислотно-основный гомеостаз. Значение рН крови равное 7,4 обеспечивает необходимую организму биологическую активность всех белковых молекул.

в) Действие окислителей и восстановителей. Изменяется соотношение восстановленных тиольных групп и дисульфидных связей, что вызывает перестройку третичной структуры белка. Свободные тиольные группы белков содержатся и в активных участках ферментов, участвуют в химических реакциях (образование тиополуацеталей происходит в процессе окисления биоактивных альдегидов в карбоновые кислоты). см( .Реакции нуклеофильного присоединения»).

Лекарственные препараты, обладающие свойствами восстановителей,

используются в медицине для поддержания структуры белка(	аскорбиновая кислота -
витамин С,раствор тиосульфата натрия).
г) Ионы тяжелых металлов (свинца, меди, ртути, цинка),	которые образуют соли

с тиольными группами на поверхности белковой молекулы. Попадание в желудочнокишечный тракт солей тяжелых металлов и затем всасывание их в кровь вызывает тяжелые последствия. Различают хроническое воздействие и острое отравление.


Заболевание «сатурнизм», связанное		с накоплениемионов	свинца	в	организме
человека,	сопровождается тяжелыми патологическизменениями			со стороны
центральной нервной и кровеносной		системы. В связи с	токсическим		действие
свинца запрещено этилирование бензина.

д) Присутствие различных поверхностно-активных веществ, детергентов, которые влияют на гидрофобное взаимодействие в молекуле белка. Гидролиз

фосфолипидов в составе мембраны сопровождается образованием поверхностно-

73

активных веществ, и это вызывает потерю свойств мембраны( изменение «текучести» мембраны ).

е) Действие веществ,.которые конкурируют за образование водородных связей, например, мочевины. Высокое и низкое содержание мочевины в крови способствует изменению свойств белков крови и внутриклеточных белков, особенно в составе белков мембран нейронов.

ж) Действие электролитов, которые разрушают гидратную оболочку белка (процесс« высаливания»). На этом основаны рекомендации полоскать горло солевыми растворами во время заболевания и в профилактических целях. Уже в древние времена знали, что засыпание солью (возникает сильнейшая боль!) огнестрельной или резаной раны в условиях боя предотвращает развитие гангрены.

3) Физические воздействия (ультразвук, лазерное излучение, электрокоагуляция). Используется в медицинских целях в косметологии, лечении кожных, стоматологических болезней, в хирургии применяют лазерные скальпели для бескровных операций.

Десмозин. Специфические структуры, сшивки между радикалами лизина двух, трёх или четырёх пептидных цепей эластина. Три остатка лизина окисляются до альдегидов, а затем происходит их соединение с четвёртым остатком лизина с образованием замещённого пиридинового кольца (пиридиниевой системы, в которой атом азота несет положительный заряд). (см. Нуклеофильное присоединение. Азометин.)

H

O

N

C

(CH2)3

NH

H

CH

C

2

C

2

C

2

C

2

CH

CO

N

CO

(CH2)4

H

O

N

CH

C

Десмозин

Диаграмма распределения электронной плотности. Структурная формула с указанием направления смещения электронной плотности под влиянием действующих эффектов. (см.Индуктивный эффект;Мезомерный эффект)

74

Диализ. Способность молекул растворителя и ионов небольшого размера мигрировать через мембрану. Раствор белка или другого полимера помещают в целлофановый мешочек и погружают в воду, буферный или другой подходящий для опыта раствор. Диализ белков проводят в таком растворе, который предотвращает денатурацию. Крупные молекулы задерживаются мембраной, а мелкиемолекулы или ионы мигрируют через мембрану до установления подвижного равновесия. Если часто обновлять раствор в диализаторе, белок можно полностью освободить от адсорбированных ионов и молекул, кроме тех, которые связаны с белком электростатически.

Диастереомеры (диастереоизомеры.) Понятие из стереоизомерии. Изомеры (две или более молекулы, которые являются стереоизомерами, но не зеркальными по отношению друг к другу, не энантиомерами). Молекула содержит два или более двух хиральных центров. Примеры: Dглюкоза- , D-манноза, D-галактоза – диастереомеры.

Дикаин (см.Анестетики).

Дикарбоновые кислоты гомологического ряда Сn Н2n					-2 О4. Содержат две
карбоксильные группы. Твердые кристаллические				соединения,	растворимые в воде,
обладают	более	сильными	кислотными	свойствами	по	сравнению
с монокарбоновыми		кислотами,	содержащими одинаковое число атомов углерода.
(см. Приложение).		В гомологическом ряду		кислотные	свойства	убывают

(в отношении диссоциации первой карбоксильной группы). Химические свойства карбоновых кислот в реакциях S N не отличаются от свойств монокарбоновых кислот: они образуют сложные эфиры, амиды, соли с участием одной или двух

карбоксильных групп.
Имеются свои особые свойства, связанные с влияниемкарбоксильных	групп на
атомы углерода скелета и друг друга (см. щавелевая, малоновая,	янтарная,
глутаровая кислоты).

Динуклеотид. Состоит из двух молекул нуклеотидов, содержит дифосфатную ангидридную макроэргическую связь, являющуюся связующим звеном между: двумя нуклеозидами. В клетках организма человека распространены НАД+

(никотинамидадениндинуклеотид), ФАД (флавинадениндинуклеотид) (см.коферменты НАД+,НАДФ+,)

Дисахариды. Олигосахариды,	содержащие	два моносахаридных	остатка,
связанных гликозидной связью. Дисахариды		классифицируют по	составу

и способности к реакции окисления (редуцирующие и нередуцирующие свойства). Восстанавливающие, редуцирующиеэто лактоза, мальтоза, изомальтоза, целлобиоза. Невосстанавливающие -сахароза , трегалоза. При переваривании ряда полисахаридов в качестве промежуточных соединений образуются дисахариды: из крахмала - мальтоза , из целлюлозыцеллобиоза. Дисахариды - наиб олее

распространенные и важные в биологическом плане представители олигосахаридов.

75

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

Смотрите также: