Гистамин – биогенный амин, продукт декарбоксилирования гистидина; обеспечивает аллергические реакции организма.

Из пиразола синтезируются антипирин, амидопирин, анальгин – ненаркотические анальгетики, жаропонижающие и противовоспалительные средства.

Тиазол

Важнейшее производное тиазола - тиамин (витамин В₁). Многие производные тиазола -лекарственные препараты, например, норсульфазол и фталазол. Тиазолидиновое кольцо - структурный фрагмент пенициллина и разнообразных полусинтетических пенициллинов.

Оксазол

Производные оксазола - оксазолоны -важные промежуточные соединения в синтезе аминокислот и пептидов.

17.3. Шестичленные азотсодержащие гетероциклы с одним гетероатомами

Пиридин – шестичленный ароматический гетероцикл с одним атомом азота.

Производными пиридина являются никотиновая кислота и ее амид - никотинамид - две формы витамина РР. Никотинамид является составной частью ферментативных систем, ответственных за окислительно-восстановительные процессы в организме. Диэтиламид никотиновой кислоты – кордиамин – эффективный стимулятор центральной нервной системы.

Пиридоксин и пиридоксаль – различные формы витамина В₆, предшественники кофермента пиридоксальфосфата, участвующего в процессах синтеза аминокислот из кетокислот путем трансаминирования.

К пиридиновым алкалоидам относят производные тропана. Представитель этой группы — тропан, является конденсированным бициклическим соединением, в состав которого входят пирролидиновое и пиперидиновое кольца.

Производными тропана являются атропин и кокаин — ценные лекарственные средства, используемые в медицине.

Атропин содержится в растениях семейства пасленовых, белладонне, белене, дурмане. Несмотря на высокую токсичность, он широко применяется в глазной практике благодаря способности расширять зрачок.

Кокаин — основной алкалоид кокаинового куста. Известен как одно из первых используемых в медицине и наркотических средств, стимулирует и возбуждает нервную систему, известен как одно из первых местноанестезирующих и наркотических средств.

Синтетические аналоги кокаина, лишенные наркотических свойств, относятся к производным п-аминобензойной кислоты.

Ядро пиридина и пиперидина входит в состав многих алкалоидов – никотина и анабазина (алкалоиды, содержащиеся в листьях табака; чрезвычайно токсичны, используются как инсектициды).

Хинолин и изохинолин – ароматические гетероциклические соединения, содержащие конденсированные бензольный и пиридиниевый циклы.

хинолин изохинолин

Биологически активные производные хинолина и изохинолина

8-Гидроксихинолин и его производные – 8-гидрокси-5-нитрохинолин (5-НОК) и 8-гидрокси-7-иод-5-хлорхинолин (энтеросептол) – обладают сильным бактерицидным действием и используются как противовоспалительные и антисептические средства.

---

Хинин - алкалоид коры хинного дерева, эффективное противомалярийное средство.

Ядро изохинолина содержится в алкалоидах опия, представляющего собой высохший млечный сок из незрелых коробочек опийного мака. Основной из них — морфин — обладает сильным обезболивающим свойством, однако при длительном употреблении вызывает наркоманию. Морфин был первым алкалоидом, выделенным в чистом виде (1806). Он был назван по имени сына бога сна и сновидений Морфея.

Метиловый эфир морфина — кодеин — обладает противокашлевым действием, а диацетильное производное — героин — наркотик.

Алкалоид опия - папаверин - спазмолитическое и сосудорасширяющее средство.

17.4. Шестичленные азотсодержащие гетероциклы с двумя гетероатомами

Пиримидин – 6-членный ароматический гетероцикл с двумя атомами азота.

Важную биологическую роль играют гидрокси- и аминопроизводные пиримидина.

Урацил, тимин и цитозин – нуклеиновые основания; входят в состав нуклеозидов, нуклеотидов, нуклеиновых кислот. Существуют в таутомерных оксо- и гидроксиформах, переходы между которыми осуществляются за счет миграции протона между кислородом и азотом кольца.

Урацил по систематической номенклатуре называется 2,4- дигидроксипиримидин, а оксо-форма – 2,4-диоксопиримидин, тимин – 2,4-дигидрокси-5-метилпиримидин, его оксо-форма – 2,4-диоксо-5-метилпиримидин, цитозин – 2-гидрокси-4-амнопиримидин, его оксо-форма – 2-оксо-4-аминопиримидин.

Наиболее стабильными являются оксо-форма для цитозина и диоксо-формы для урацила и тимина. Оксо-формы нуклеиновых оснований образуют прочные межмолекулярные водородные связи.

Ассоциация такого типа играет важную роль в формировании структуры ДНК.

Тиамин (витамин В₁) содержит два гетероцикла – пиримидин и тиазол.

Тиамин является предшественником кофермента кокарбоксилазы, принимающего участие в декарбоксилировании a -кетокислот и синтезе кофермента А.

17.5. Конденсированные гетероциклы

Пурин – ароматическое гетероциклическое соединение, содержащее конденсированные пиримидиновый и имидазольный циклы.

Важную биологическую роль играют гидрокси- и аминопроизводные пурина.

Аденин и гуанин - нуклеиновые основания; входят в состав нуклеозидов, нуклеотидов, в том числе нуклеотидных коферментов, нуклеиновых кислот.

По систематической номенклатуре аденин называется 6-аминопурин, гуанин – 2- амино-6- гидроксипурин.

Гидроксипурины – гипоксантин, ксантин, мочевая кислота – продукты метаболизма пуриновых оснований. Гидроксипурины. 6-гидроксипурин (6-оксопурин) или гипоксантин, а также 2,6-дигидроксипурин (2,6-диоксопурин) или ксантин и 2,6,8-тригидроксипурин (2,б,8-триоксопурин) или мочевая кислота — образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот. Ниже они изображены в лактамной форме, в которой находятся в кристаллическом состоянии.

---

Мочевая кислота – конечный продукт метаболизма пуриновых соединений в организме. Она выделяется с мочой. Соли мочевой кислоты – ураты – откладываются в суставах при подагре, а также в виде почечных камней. В результате нагревания мочевой кислоты с азотной кислотой с последующим добавлением аммиака к охлажденной реакционной смеси появляется интенсивное фиолетовое окрашивание. Это используется для качественного обнаружения соединений, содержащих пуриновое ядро (мурексидная реакция).

Пуриновые алкалоиды – кофеин, теофиллин, теобромин – метилированные по азоту производные ксантина. Содержатся в чае, кофе, какао-бобах.

Кофеин – эффективное средство, возбуждающее центральную нервную систему и стимулирующее работу сердца. Теофиллин и теобромин менее эффективны, однако обладают сильными мочегонными свойствами.

18. Нуклеиновые кислоты

18.1. Нуклеозиды

Нуклеозиды – это N-гликозиды, образованные нуклеиновыми основаниями (урацилом, тимином, цитозином, аденином и гуанином) и рибозой или дезоксирибозой. Связь между нуклеиновым основанием и углеводным остатком называется гликозидной.

Для обозначения нуклеозидов используются однобуквенные обозначения, входящих в их состав нуклеиновых оснований. Названия нуклеозидов соответствуют названию нуклеинового основания с суффиксами идин у пиримидиновых и озин у пуриновых нуклеозидов. Например:

Ц итозин + рибоза цитидин

Ц итозин + дезоксирибоза дезоксицитидин

А денин + рибоза аденозин

А денин + дезоксирибоза дезоксиаденозин

Исключение – тимидин, а не дезокситимидин, входящий в ДНК. В РНК встречается крайне редко, и тогда название – риботимидин. Нуклеозиды сокращенно обозначают однобуквенным кодом – начальная буква их латинского названия с добавлением префикса d в случае дезоксинуклеозидов.

В природе нуклеозиды встречаются также в свободном состоянии, преимущественно в виде нуклеозидных антибиотиков, которые проявляют противоопухолевую активность. Нуклеозиды-антибиотики имеют некоторые отличия от обычных нуклеозидов в строении либо углеводной части, либо гетероциклического основания, что позволяет им выступать в качестве антиметаболитов, чем и объясняется их антибиотическая активность.

18.2. Нуклеотиды

Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов, выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации и участвуют в механизмах ее реализации в процессе синтеза клеточных белков.

⁾

Нуклеиновые кислоты включают остатки моносахаридов – D-рибозы и 2-дезокси –D-рибозы. Оба моносахарида присутствуют в нуклеиновых кислотах в β -фуранозной форме.

К нуклеиновым основаниям относят тимин, урацил, цитозин, аденин и гуанин.

Гетероциклические основания, входящие в состав нуклеиновых кислот (нуклеиновые основания), - это гидрокси- и аминопроизводные пиримидина и пурина. Нуклеиновые кислоты содержат три гетероциклических основания с пиримидиновым циклом (пиримидиновые основания) и два - с пуриновым циклом (пуриновые основания). Нуклеиновые основания имеют тривиальные названия и соответствующие однобуквенные обозначения.

---

Нуклеотиды – это эфиры нуклеозидов и фосфорной кислоты (нуклеозидфосфаты). Сложноэфирную связь с фосфорной кислотой образует ОН группа в положении 5^/ или 3^/ моносахарида. В зависимости от природы моносахаридного остатка нуклеотиды делят на рибонуклеотиды (структурные элементы РНК) и дезоксирибонуклеотиды (структурные элементы ДНК). Названия нуклеотидов включают название нуклеозида с указанием положения в нем остатка фосфорной кислоты. Сокращенные обзначения нуклеозидов содержат обозначение нуклеозида, остатка моно-, ди- или трифосфорной кислоты, для 3^/-производных указывается также положение фосфатной группы.

Нуклеотиды являются мономерными звеньями, из которых построены полимерные цепи нуклеиновых кислот. Некоторые нуклеотиды выполняют роль коферментов и участвуют в обмене веществ.

18.3. Нуклеиновые кислоты

Установление состава нуклеиновых кислот путем их последовательного гидролитического расщепления позволяет выделить следующие структурные компоненты. Первичная структура нуклеиновых кислот представляет собой линейную полимерную цепь, построенную из мономеров – нуклеотидов, которые связаны между собой 3^/-5^/-фосфодиэфирными связями. Полинуклеотидная цепь имеет 5'-конец и 3'- конец. На 5'-конце находится остаток фосфорной кислоты, а на 3'- конце - свободная гидроксильная группа. Нуклеотидную цепь принято записывать, начиная с 5'-конца.

В зависимости от природы моносахаридных остатков в нуклеотиде различают дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). ДНК и РНК различаются также по природе входящих в их состав нуклеиновых оснований: урацил входит только в состав РНК, тимин – только в состав ДНК.

РНК ДНК

Урацил Тимин

Цитозин, аденин, гуанин Цитозин, аденин, гуанин

Вторичная структура ДНК представляет собой комплекс двух полинуклеотидных цепей, закрученных вправо вокруг общей оси так, что углевод-фосфатные цепи находятся снаружи, а нуклеиновые основания направлены внутрь (двойная спираль Уотсона-Крика). Шаг спирали - 3.4 нм, на 1 виток приходится 10 пар нуклеотидов. Полинуклеотидные цепи антипараллельны, т.е. напротив 3'-конца одной цепи находится 5'-конец другой цепи. Две цепи ДНК неодинаковы по своему составу, но они комплементарны. Это выражается в том, что напротив аденина (А) в одной цепи всегда находится тимин (Т) в другой цепи, а напротив гуанина (Г) всегда находится цитозин (Ц). Комплементарное спаривание А с Т и Г с Ц осуществляется за счет водородных связей. Между А и Т образуется две водородные связи, между Г и Ц – три.

Комплементарность цепей ДНК составляет химическую основу важнейшей функции ДНК – хранения и передачи генетической информации. Известны три основных вида клеточных РНК: транспортные РНК (тРНК), матричные РНК (мРНК) и рибосомные РНК (рРНК). Матричные РНК выполняют функцию матрицы белкового синтеза в рибосомах. Рибосомные РНК выполняют роль структурных компонентов рибосом. Транспортные РНК участвуют в транспортировке a -аминокислот из цитоплазмы в рибосомы и в переводе информации нуклеотидной последовательности мРНК в последовательность аминокислот в белках.

---

19. Липиды

Липиды – это входящие в состав живых организмов жироподобные вещества, плохо растворимые в воде и хорошо растворимые в неполярных органических растворителях. Под этим названием объединяют разные по химическому строению и биологическим функциям вещества, которые извлекают из растительных и животных тканей путем экстракции неполярными органическими растворителями.

В зависимости от способности к гидролизу с образованием солей высших жирных кислот (мыл) липиды делят на омыляемые и неомыляемые.

19.1. Омыляемые липиды

Омыляемые липиды состоят из двух или более структурных компонентов, на которые они расщепляются при гидролизе под действием кислот, щелочей или ферментов липаз.

Основными структурными компонентами омыляемых липидов являются спирты и высшие жирные кислоты. Омыляемые липиды более сложного строения могут содержать остатки фосфорной кислоты, аминоспиртов, а также остатки моно- и олигосахаридов.

Высшие жирные кислоты – это карбоновые кислоты, насыщенные или ненасыщенные, выделенные из жиров путем гидролиза. Для их строения характерны следующие основные особенности: имеют неразветвленную структуру с четным числом атомов углерода от С2 до С80, но чаще всего встречаются кислоты состава С16, С18 и С20; ненасыщенные кислоты, как правило, содержат двойную связь в положении 9; если двойных связей несколько, то они разделены группой СН₂; двойные связи в ненасыщенных кислотах имеют цис-конфигурацию.

Основные жирные кислоты в составе липидов:

насыщенные

Масляная C₃H₇COOH

Пальмитиновая C₁₅H₃₁COOH

Стеариновая C₁₇H₃₅COOH

ненасыщенные

Олеиновая C₁₇H₃₃COOH

Линолевая C₁₇H₃₁COOH

Линоленовая C₁₇H₂₉COOH

Арахидоновая C₁₉H₃₁COOH

Ненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая) являются незаменимыми и поступают в организм человека в основном с растительными маслами. Насыщенные жирные кислоты синтезируются в организме из уксусной кислоты ферментативным путем.

В составе липидов высшие жирные кислоты связаны сложноэфирными или амидными связями со спиртами, важнейшими из которых являются трехатомный спирт глицерин и аминоспирт сфингозин.

В соответствии с их химическим строением и биологическими функциями различают три основные группы омыляемых липидов: нейтральные липиды, фосфолипиды и гликолипиды. В схеме 5. приведена классификация липидов.

Схема 5. Классификация липидов.

Нейтральные липиды представляют собой сложные эфиры высших жирных кислот и спиртов (высших одноатомных, глицерина, холестерина и др). Наиболее важными из них являются триацилглицериды и воски.

Триацилглицериды – это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.

Общая формула:

Простые триацилглицериды содержат остатки одинаковых, смешанные – разных жирных кислот. Названия триацилглицеридов строятся на основе названий ацильных остатков, входящих в их состав жирных кислот.

---

Смотрите также файлы

• OZ_Ekzamen.doc

• Testy_Itog_OZ_MPD_s_02_04_2014.doc

• Patologicheskaya_anatomia_RK-2.doc

• OM_OG_RK_2_raspech3.doc

• Ekonom_rubezh_2.doc