Материал: Каминская Л.А.. Биоорганическая химия. Справочник-Словарь основных терминов и понятий
углеводородные цепи высших карбоновых |
находятся |
в жидкокристаллическом |
|||||
состоянии. |
В |
этот |
вязкий |
слой |
включены |
молекулы |
свободного |
неэтерифицированного холестерина и молекулы белков, |
которые могут достаточно |
||||||
свободно перемещаться в |
мембране . Особо организованные липидные структуры |
||||||
организют |
рафты |
(см.) |
Белки |
подразделяют на два |
типа: периферические и |
||
интегральные. Периферические белки достаточно легко отделяются от мембраны и связаны с ней за счет полярного и ионного взаимодействия. Интегральные белки располагаются внутри мембраны, имеют на своей поверхности большие гидрофобные участки, для их выделения необходимо разрушение мембраны. Модель С. Дж Сенджера иГ .Л. Николсона не является окончательной (в науке редко бывают
«неприкасаемые» |
истины), она уточняется и разрабатывается в современных |
исследованиях. |
Жидкокристаллическое состояние мембраны обозначают термином |
«текучесть». Биологические и физико-химические свойства мембран ухудшаются в нескольких ситуациях: а )при появлении транс-изомеров полиненасыщенных кислот, б)продуктов окисления двойных связей в составе этих кислот, в)при частичном гидролизе фосфолипидов и белков. Процессы свободно-радикального окисления и перекисного окисления липидов -главные причины изменения натив ных свойств мембран. В то же время перечисленные превращения входят в обязательный комплекс изменений, связанных с процессами адаптации к меняющимся условиям среды существования организма.
Меркамин (цистеамин, 2- аминоэтантиол) С2Н7NS. Бесцветное (белое) твердое вещество, растворим в воде, этаноле, кислотах, щелочах, рКа 8,35; 10, 91. На воздухе быстро окисляется,образуя дисульфид цистамин; гидрохлорид более устойчив.
В организме получается при ферментативном декарбоксилировании аминокислоты цистеина.
СН |
2(SН) -СН (NН2) -СООН — фермент,В6—>НS – СН2 – СН2- NН2 |
+СО 2 |
||||||||||
Обладает радиопротекторным |
действием, |
использовался |
в |
качестве |
||||||||
лекарственного препарата. |
Оказывает профилактическое |
радиозащитное |
действие |
|||||||||
при остром лучевом поражении, |
перед возможным облучением( |
космический полет, |
||||||||||
работа с |
радиоактивными препаратами), |
повышает |
устойчивость |
|
организма |
|||||||
к действиюрадиации . Уменьшает возникновение |
свободных радикалов в тканях, |
|||||||||||
защищает |
тиольные группы ферментов от окисления. |
Применяют |
в |
виде |
солей |
|||||||
с хлороводородной и аскорбиновой кислотами. Ввод |
ят внутривенно |
1 - 2 млв |
виде |
|||||||||
10%раствора . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мескалин C11H17NO3. Бесцветная маслянистая жидкость, не растворим в воде, образует соли,которые в воде растворимы.
116
|
OH 3 C |
|
|
OH 3 C |
CH 2 |
CH 2 |
NH 2 |
OH 3 C
М ескалин
Имеет сходное строение с биоактивными (биогенными) аминами фелилэтиламином, тирамином и ДОФамином( одинаковый боковой радикал β- этиламин). Обладает сильным галлюциногенным действием. Природные источники:
кактусы семействаLophophora williamsii.
Метаболизм (греч.-metabole- перемена). Обмен веществ в одноклеточном и многоклеточном организмах . Совокупность процессов, объединяющих анаболизм и катаболизм. В биохимиивыделяют внутриклеточный метаболизм (промежуточный обмен веществ в клетках разных тканей). Этим термином обозначают отдельные метаболические путиразличных веществ (глюкозы, аминокислот,АцКоА и т.д.)
Метаболиты. Всевозможные вещества, образующиеся в организме в процессе обмена веществ. Метаболитами можно назвать карбоновые кислоты, участвующие в реакциях цикла Кребса( янтарная, яблочная, фумаровая), вещества, получающиеся в процессе превращения глюкозо -6-фосфата в молочную кислоту (3-фосфоглицериновый альдегид, пировиноградная кислота и др. метаболиты гликолитического пути обмена глюкозы).
Минорные основания. Азотистые основания пиримидинового и пуринового рядов, которые встречаются в составе нуклеиновых кислот в незначительных количествах (например, 5-метилцитозин, N-метилированные соединения тимина, урацила,гуанина ).
Механизм реакции. Научные представления или гипотезы о стадиях, этапах протекания реакционного процесса, основанные на достижениях теории и экспериментальных исследованиях. Включает в себя совокупность составляющих реакцию элементарных процессов с учетом пространственного и электронного строения промежуточных частиц и переходных состояний, доказательства последовательности и динамики элементарных стадий реакции.
При описании механизма реакции указывают тип реакции( замещение, присоединение, элиминирование), порядок реакции ( мономолекулярная, бимолекулярная), тип активной частицы, начинающей реакцию( радикальная, электрофильная, нуклеофильная). Например, нитрование бензола – реакция электрофильного замещения SE, образование полуацеталей при взаимодействии
117
альдегида со спиртом-реакция нуклеофильного присоединения AN. Ферментативные реакции относятся к псевдомономолекулярным, т.е. скорость реакции реально
завиият только от концентрациивещества |
-субстрата. |
|
|
|
|
|
|||||||
Знание механизма реакции позволяет выбрать верный путь синтеза |
|||||||||||||
биоорганического соединения, предсказатьвозможные |
побочные неферментативные |
||||||||||||
реакцииin vivo. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молочная кислота (2-гидроксипропановая |
кислота,лактат |
) С3Н6О3. |
|||||||||||
Важнейший |
природный метаболит, |
образуется |
из |
углеводов |
(глюкозы, |
||||||||
крахмала, |
гликогена) |
в |
условиях анаэробного |
обмена |
(в |
отсутствии |
кислорода). |
||||||
Впервые открыта химиком Шееле в кислом молоке. |
|
|
|
|
|
||||||||
Содержит асимметрический ( * атом) |
углерода, |
существует в |
виде двух |
||||||||||
изомеров: L-лактата иD – лактата. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
энантиомеры-зеркальные изомеры |
|||||||
|
СН3 - *СН-СООН |
|
|
СООН |
|
СООН |
|
|
|||||
|
|
|
|
| |
|
|
|
| |
|
||||
|
|
| |
|
|
|
НО-С |
|
-Н Н - С -ОН |
|||||
|
|
ОН |
|
|
| |
СН |
|
| |
|
СН3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(+) L-лактат |
|
(-) |
D –лактат |
|||
Физические свойства энантиомеров одинаковы, |
Т плавл. 26 -28 0 С. Отличия |
||||||||||||
только в |
знаке |
вращения |
плоскополяризованного луча. Обратите внимание, что |
||||||||||
в данном случае изомер L – ряда является правовращающим, а D – ряда – |
|||||||||||||
левовращающим. Именно D –лактат образуется в мышцах |
и других органах |
||||||||||||
человека и животных |
процессеанаэробного |
гликолиза. Соли молочной кислоты |
|||||||||||
носят название лактаты, в |
медицине молочную кислоту используют для пилинга, |
||||||||||||
для оценки функции печени. |
В пищевой промышленности ее добавляют к сокам, |
||||||||||||
эссенциям. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фермент лактатдегидрогеназа |
|
|
|
||||||
СН 3 – СН-СООН |
+ НАД+ |
<—————> |
СН 3 -С -СООН +НАДН +Н + |
||||||||||
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|| |
|
|
|
ОН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
молочная кислота |
|
|
|
пировиноградная |
|
кислота |
|||||||
В биохимических реакцияхважную |
роль играет обратимая реакция окисления |
||||||||||||
молочной кислоты в пировиноградную, которая протекает в печени, миокарде и других органах и тканях организма в присутствии кислорода (см.
Моногидроксикарбоновые кислоты)
118
Моногидроксидикарбоновые кислоты НООС - С nH2n -1(OH) COOH.
Производные дикарбоновых кислот, содержат одну гидроксильную группу.Сохраняют свойства, типичные для моногидроксикарбоновых кислот. В биохимических реакциях образуется 2 -гидроксибутандиовая кислота (яблочная,
малат) (см .Гидроксикарбоновые кислоты.Яблочная кислота)
Моногидроксикарбоновые кислоты (монооксикарбоновые кислоты)
Сn H2n(OH)COOH. Содержат две функциональные группы -карбоксильную и гидроксильную (первичную, вторичную, третичную), которые определяют их химические свойства. Характерна изомерия:
-структурная (связана со строением скелета и положением гидроксильной группы)
-оптическая (стерео), проявляющаяся в существовании энантиомеров.
|
|
ОН |
- R – CООН |
|
|
|
↑ |
|
↑ |
образуют |
|
производные |
образуют производные с участием |
|
с участие гидроксильной |
карбоксильной группы |
|||
спиртовой( |
) группы |
- соли |
||
простые- |
эфиры |
- |
сложные эфиры |
|
-сложные эфиры |
- |
амиды |
||
-замещение на атом галогена -вступают в реакции:
окисления (образуется карбонильная групп) |
|
|||
дегидратации(получается |
непредельная кислота) |
|||
Гидроксикарбоновые кислоты хорошо растворимы в воде. В организме человека |
||||
биологическую роль играют |
кислоты: |
молочная |
(2-гидроксипропановая), |
|
β – оксимасляная (3 –гидроксибутановая), |
γ- оксимасляная (4-гидроксибутановая). |
|||
В медицине используют гликолевую( |
гидроксиуксусную). |
(см.) |
||
Моносахариды - полигидроксиальдегиды (альдозы) или полигидроксикетоны |
||||
(кетозы), относящиеся к классу углеводов, содержат 3 |
- 6 и более атомов углерода, |
|||
могут существовать в разомкнутой и циклической формах. (см. Таутомерия цикло-
оксо, или кольчато- |
цепная). Образуют два стереорядаDи L. |
|
Среди биологически |
|||||||
активных |
моносахаридов присутствуют альдозы и кетозы. Пятиатомные альдозы: |
|||||||||
рибоза, |
дезоксирибоза, |
ксилоза, |
арабиноза, шестиатомные |
–глюкоза , манноза, |
||||||
галактоза; пятиатомные кетозы:и рибулоза,ксилулоза,шестиатомная – фруктоза. |
||||||||||
|
МорфинС 17Н19NO3. Выделен из опия Сертюрнером в |
1806 г. Получают из |
||||||||
сгущенного |
млечного |
сока, вытекающего |
из надрезов |
на |
недозрелых |
головках |
||||
снотворного мака. |
Твердое кристаллическое вещество, |
Т плавл. 254 0С |
(разлаг.). |
|||||||
В |
сложной |
системе5циклов |
, ароматический цикл содержит гидроксигруппу, |
|||||||
в |
неароматическом |
сильно |
основном |
пиперидиновом |
цикле, |
имеющем |
||||
|
|
|
|
|
|
119 |
|
|
|
|
конфигурацию циклогексана, атом азота связан с метильной группой. Имеет 2разные гидрокси группы – фенольную и спиртовую. Морфин растворим в щелочах Применяется как наркотический анальгетик, оказывает сильное болеутоляющее и противошоковое действие; в больших дозах -снотворное ; угнетает дыхательный центр; вызывает эйфорию; при его повторных применениях развивается болезненное пристрастие – морфинизм. Весьма опасным наркотическим препаратом является производное морфина – героин - диацетилморфин (обе гидроксигруппы ацетилированы,образовали сложные эфиры с уксусной кислотой).
N CH3
|
O |
HO |
OH |
|
Морфин |
N |
CH 3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
CH 3CO |
Героин |
OCCH 3 |
O |
|
O |
Особую опасность героина связывают с его утроенным биологическим воздействием: в три этапа: первая фаза как диацетильное производное, вторая -после гидролиза как моноацетильное соединение и третья фаза после полного гидролиза в качестве морфина.
Мочевина (карбамид, диамид угольной кислоты) N( Н2)2СO. Твердое кристаллическое вещество, бесцветные кристаллы, холодящие на вкус, хорошо
растворима в воде, |
спиртах, плохо в эфире, хлороформе, |
возгоняется в вакууме, при |
||||||
температуре плавления |
разлагается, |
один |
из |
продуктов |
разложения – |
|||
биурет.Мочевина - однокислотное основание, |
хотя в соединении две аминогруппы. |
|||||||
По |
современным |
данным |
протон |
присоединяется к атому кислорода |
||||
и |
положительный |
заряд равномерно |
распределяется |
(делокализуется) между |
||||
четырьмя атомами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 -C - NH2 |
+Н NO3 —> NH2 -C - NH2 |
|
|||||
|
|
|| |
|
|
|
|| |
. NO3 |
- |
|
|
О |
|
|
|
+ ОН |
|
|
|
мочевина (карбамид ) |
|
соль нитрат мочевины |
|||||
|
хорошо растворима |
плохо |
растворима в воде |
|||||
120