ЛЕКЦИЯ 4
Мембран , нуклеиновых кислот, нуклеопротеидных комплексов в норме и при различных патологических состояниях составляет основу исследований молекулярной биохимии, биологии, медицины. открывает путь к развитию новых подходов в диагностике и лечении наследственных или приобретенных заболеваний
Изучение пространственного строения природных белков- ферментов, гемоглобина, иммуноглобулинов, рецепторов, наружных клеточных и внутриклеточных
Медико-биологическое значение стереоизомерии
Биоорганические соединения – в большинстве своем- являются оптически активными веществами. Например, в составе белков обнаружены аминокислоты только L-ряда. Более того, случайно попадающие в организм человека аминокислоты D-ряда сразу разрушаются специальным ферментом, одним из самых «быстрых» - оксидазой D –аминокислот. Фосфолипиды, образующие липидные слои мембран клеток , относятся к L-стереоряду. Гормон адреналин, принадлежащий к L – ряду, более активен , чем D –изомер .
Тема «Изомерия биоорганических соединений» является ключевой в изучении последующих разделов биоорганической химии ( механизмы реакций, карбоновые кислоты, оксикислоты, аминокислоты, липиды, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты).
3.5. Приложение
Немного истории.
Еще в ХV11в. во времена Ньютона было известно, что свет, проходя через кристалл исландского шпата, создает два луча-«обыкновенный» и «необыкновенный», в 1808 г. Малюс показал, что такие же свойства имеет отраженный луч, и назвал его поляризованным. В 1815 г. мэтр Био открыл, что поляризованный свет взаимодействует со многими природными веществами: скипидаром, лимонным маслом, камфорой, врращая плоскость поляризации света. В 1848 г. Л Пастер изучал оптически неактивную натриевоаммониевую соль винной кислоты и обнаружил под микроскопом наличие двух зеркальных форм кристаллов Отделив их друг от друга с помощью пинцета и растворив в воде, Пастер с удивлением увидел, что оба раствора оптически активны, но один вращает вправо плоскость поляризации, а другой- влево на одинаковый угол, в то время как раствор соли не был оптически активным. О своем открытии Пастер сообщил химику Био, в то время уже глубокому старику. Он пожелал проверить опыт и сам приготовил вещество для исследования. И когда опыт подтвердился, взволнованный Био взял руку Пастера в свою и сказал: «Мой дорогой сын, я всю жизнь так любил науку, что чувствую, как сердце мое трепещет от радости…»
Опыт Пастера имел необычайное значение : 1848 г. стал годом рождения новой области науки- стереохимии.
Для проверки усвоения темы рекомендуем выполнить задания
1.Запишите структурные формулы изомерных кислот состава С17 Н33 СООН , содержащих двойные связи в положении 9,10 - олеиновой ( цис- форма) и элаидиновой
( транс- форма) .
2. Кротоновая кислота( 2-бутеновая) образуется в процессе синтеза и деградации высших карбоновых кислот. В процессе синтеза образуется цис-изомер, а при деградации- транс изомер. Напишите структурные формулы пространственных изомеров.
2. Запишите енольную форму оксобутандиовой кислоты ( оксоянтарной, щавелевоуксусной) в виде двух пространственных цис- и транс изомеров. Определите. какой из геометрических изомеров более устойчив?
3. Напишите формулы энантиомеров глицеринового альдегида и глицериновой кислоты.
4. В процессе обмена веществ образуются производные пентандиовой кислоты
( глутаровой): в реакциях цикла Кребса образуются две трикарбоновые кислоты: лимонная и изолимонная, а в синтезе холестерина ключевым соединением является 3-гидрокси- 3-метилпентандиовая кислота. Запишите их структурные формулы( формулы имеются в разделе « Приложение», в пособии « Биоорганическая химия» и в
« Практикуме по биоорганической химии».
Определите, какие вещества являются оптически активными. Запишите формулы энантиомеров и определите принадлежность к стереоряду.
5. Составьте схему превращения гуанина в ксантин, используя таутомерные лактимные формы обоих соединений. вместо приведенных на схеме лактамных форм.
. 