Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Тем не л<енсе рекомендованная доза дскседрнна (он до сих пор выпускается) составляла 5 мг/сут., а рск<>мсндованная доза бензсдрина (снят с производства) была вдвое выше. Таким образом, для достижения одного и того же физиологического эффекта бензсдрина требуется гораздо больше, чем декседрина. Обьясните это кажущееся противоречие. 12. Строительные блоки сложных биомолекул. На рис.
1-10 показана структура наиболее важных компонентов сложных биомолскул. Укажите строительные блоки, из которых состоят трн изображенные ниже важные биологические биомолекулы (гюказаны в ионной форме, соответствующей физиологическому значению рН). [681 1. Оснавы биахииии а) Гуанозинтрифосфат (СТР) — энергетически богатая молекула, пуклсотид, входящий в состав РНК: о 1 с о о о 1 0 — Р— Π— Р— Π— Р— О СН4 Н Н НН4 ! ! 0 0 0 Н Н Н Н он он б) Фосфатидилхолин — компонент многих мембран: сн, ни < с -с-и — с — соо < но сн, < сн, < н о н н н о н у-сн,-с — с -и — с — с — н — с — с — н < НН4 ННО Н Н осн,— о — г — о — сн, н н < О НС-О С-<СН4Ь вЂ” С=С <СН„Ь-СН, о СН4 О С <СН4<44 СН4 СН4 сн,-'н — сн, сн, 13.
Определение структуры биомолекулы. Из мышц кролика выделили неизвестное вещество Х. Его структура была установлена на основании следующих наблюдений и экспериментов. Результаты качественного анализа показали, что вещество солержит только углерод, водород и кислород.
Взвешенный образец вещества Х был подвергнут полному окислению, после чего определены количества образовавшихся Н,О и СО„. Исходя из данных этого анализа было сделано заключение, что массовая доля С, Н и О в веществе Х составляет соответственно 40,0, 6,71 и 53,29%. Молекулярная масса вен<ества Х в соответствии с данными масс-спектрометрии оказалась равной 90,0 а.е.м. (см. дополнение 1-1). Метод инфракрасной спектроскопии показал, что в молекуле Х есть одна двойная связь. Вещество в) Метэнкефачин (энкефалин, содержащий в пятом положении метионин) — природный опиат мозга: Х легко растворяется в воде, образуя кислый раствор.
При исследовании этого раствора с помощью поляриметра было установлено, чта Х обладает оптической активностькх а) Определите эх<пирическук> и ъ<олскулярную формулы Х. б) Нарисуйте возможные структуры вещества Х, которые удовлетворяли бы молекулярной формуле и имели одну двойную связь. Рассмотрите только линейпыс или разветвленные структуры, не принимая во внимание циклические структуры. Учтите, что атомы кислорода с трудам образуют связи между собой. в) Какое значение для структуры молекулы имеет оптическая активность вещества? Какие структуры, предложенные вами в пункте (б), соответствуют этому наблюдению? г) Какое значение для структуры молекулы имеет тот факт, что при растворении вещества Х образуется кислый раствор? Какие структуры, предложенные вами в пункте (б), соответствуют этому наблюдению? д) Каково строение вещества Х? Совместимо ли со всеми имеющимися данными существование нескольких структур? Анализ знспериментальных данных 14.
Сладкий вкус вещества. Человек мног«с вещества воспринимает как сладкие. Сладкий вкус возникает, когда молекула вещества связывается с рецептором сладкого — одним типом рецептаров на поверхности определенных клеток языка. Чем прочнес связывание, тем меньшей концентрации вещества достаточно для насыщения рецепторов и тем более сладкий вкус обеспечивает данная концентрация вещества. Изменение своГюдной энергии ЛС в реакции связывания сладкого вещества и рецептора можно измерить в килоджоулях или в килокалориях на моль. Количественно сладкий вкус можно определять в относительных единицах, принимая за точку отсчета сладость сахарозы.
Например, сладость сахарина составляет 161 единицу, что означает, что он в 161 раз слаще сахарозы. На практике эту величину определяют, сравнивая по вкусу сладость растворов, содержащих различную капцентраци<о каждого сладкого вещества. Растворы сахарозы и сахарина имеют одинаковую сла- Анализ экспериментальных данных [вВ[ дпсть, когда сахароза взята в концентрации в 161 раз выше, чем концентрация сахарина. а) Какова связь относительной сладости вещества и ЬС' реакции связывания? В частности, белее отрицательное значение ЬС' соответствует большей или меньшей относительной сладости? Объясните свой ответ. Ниже представлены структуры 10 веществ, каждое из которых кажется человеку сладким на вкус. Для кажлого вещества прелставлены значения относительной сладости и ЬС для реакции связывания с реценторол1 сладости.
н он НО Нг н оо он ' он он о н он н Дезоксисахароза отн.сладость 0,95 ЬС' = — 6,67 ккал/моль н он но но но О О1 он, он он Сахароза отн. сладость 1 ЬС = — 6,71 ккал/моль о нн, й Р-Триптофан Сахарин отн. сладость 21 отн.сладость 161 ЬС' = — 8,5 ккал/моль ЬС = -9,7 ккал/моль нн, о н О Х" о о сн, Аспартам отн. сладость 172 ЬС' = — 9„7 ккал/моль о С1 он ин, к н б-Хлор-П-триптофан отн. сладость 906 ЬС' = — 10,7 ккал/моль нн, о ~'"т-тлтФ'" Ал игам отн. сладость 1 937 ЬС' = — 11,1 ккал/моль чн о (-.)-у"т)-' " о о сн, Неотам отн. сладость 11 057 ЬС' = — 12,1 ккал/моль в,он цо вг но н н он Вг н о он Тетрабромсахароза отн.
сладость 13 012 ЬС" = — 12,2 ккал/моль н ...С"-'-~. но Сукроновая кислота отн. сладость 200 000 ЬО' = — 13,8 ккал/моль Морини, Бассоли и Темусси (2005) использовали комныотерныс методы (методы «ги а111соь) для моделирования связывания молекул сладких веществ с рецепторами. ]70] 1. Основы биохимии б) В чем преимущество компьютерного метода определения сладости веществ по сравнению с органолептическим методом определения сладости человеком или животссылси? В своих ранних работах Шаллепбергер и Акре (1967) предположили, что все сладкис вещества имеют структурную груссссу АН вЂ” В, где А и  — злектроотрицательные атомы, разделенные расстоянием не менее 2,5 А (0,25 нм), по нс более 4 А (0,4 пм); Н вЂ” атом водорода, связанный с одним из электроотрицательных атомов ковалсптной связью (с.
481). в) Учитывая, что ллина «типичной» одинарной связи составляет 0,15 нм, идентифицируйте группы АН вЂ” В в каждой приведенной выше молекуле, г) На основании своего ответа на вопрос (в) выскажите два возражения против утверждения, что «молекулы, имеюпсне структурную группу АН-В, сладкис». д) Для двух приведенных вьппе молекул модель АН вЂ” В позволяет объяснить различия в относительной сладости и величине АС . Какие зто молекулы и как с их помощью подтвердить справедливость данной модели? Многие приведенные выше молекулы, имеющие очень похожую структуру, весьма сильно различаются по сладости и величине АС .
Приведите два примера и с их помощью покажите, почему модель АН вЂ” В не может объяснить различия в сладости и значении АС'. В своем методе компьютерного моделирования для предсказания величины АС в реакции связывания сладкого вещества и рецептора сладости Марини с соавторами использовали трехмерную структуру рецептора сладости и специальную ссрограхсму для моделирования динамики молекул (СВАММ). Сначала оня «тренировали» свою модель, т. с. изменяли параметры модели таким образом, чтобы предсказанные моделью значения АС' совпадали с известными значениями АС' для определенного ряда веществ.
А затем они «тестировали» модель, пытаясь предсказать значения АС' лля нового набора молекул. е) Почему Морини с соавторами тестировали модель на другом ряде веществ, а не на тои же, на котором проволилась «тренировка» модели? ж) Оказалось, что прсдсказывасмые значения АС' для тестируемого набора веществ отличаются от реальных значений в среднем па 1,3 ккал/моль. Используя значения, приведенные для перечисленных выше молекул, оцените опгибку в определении относительной сладости. Литература Мопса', б., Впалой, А., А Те»попа!, РА. (2005) Егоса»ппй асгеесепега со»згесз ргоссЫ; апасопсу ойЬ» Ьпкйп8 япв оЫсе Ьшпап Т1 К2 — Т! Ю ггггрсог,(.
Мпг). (7»вт. 48, 5520-5529. ЯсЬайопЬ«гйег, К.Я. А Асгее, Т.Е. (1967) Мо!есп|аг сЬгогу о( асгсес спасе. Магоге 216, 480 — 482. ЧАСТЫ Строение и катализ 2 Вода 73 3 Аминокислоты, пептиды и белки 113 4 Трехмерная структура белков 171 5 Функции белков 225 б Ферменты 269 7 Углеводы и гликобиология 339 8 Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты 391 9 Технологии на основе информации ДНК 433 10 Липиды 487 11 Биологические мембраны и транспорт 525 12 Биосигнализация 591 Б иохимия, можно сказать без преувеличения, это химия жизни, и живые организмы (именно живые) могут быть, таким образом, исследованы, проанализированы, а также поняты их функции. Приступая к изучению биохимии, каждый студент должен узнать сс язык и основные принципы: ато-то мы и будем обсуждать в части !.
Главы части ! посвящены структуре н функциям основных веществ в составе клетки: воды (гл. 2), аминокислот и белков (гл. 3 — 6), сахаров и волисахаридов (гл. 7), нуклеотидов и нуклеиновых кислот (гл. 8), жирных кислот и липидов (гл.!О) и, наконец, мембран и мембранных сигначьиых белков (гл. 11 н 12). Рассказ о каждом типе молекул сопровождается обсуждением подхолов, применяющихся для их изучения. Описание некоторых методов вплетено в основнос содержание главы, а одна глава (гл. 9) целиком посвящена биотехнологии, связанной с клонированием, геномнкой и протеомикой. Знакомство с биохимией начинается со знакомства с водой (гл.
2), поскольку ес свойства важны для структуры и функций всех других компонентов клетки. При изучении каждого класса органических молекул мы в первую очередь будем рассматривать ковалситные взаимодействия между мономерными звеньями (аминокислотами, моносахаридами, нуклеотидами и жирными кислотами), а затем описывать структуру макромолекул и построенных из них надмолекулярных комплексов. Основной идеей такого изложения является то, что полимерные макромолекулы в живых системах, несмотря на свои болыпие размеры, являются высокоупорядочснными химическими соединениями, имеющими строго определенную последовательность мопомерных звеньев, определяющую их структуру и >72> Часть |. Структура и катализ функции.
Это основное утверждение строится на трех взаимосвязанных принципах: >) уникальная структура каждой макромолекулы определяет ее функции; 2) нековалентные взаимодействия имеют ключевое значение для структуры, а следовательно, для функционирования макромолекул; 3) мономерные звенья в полил<ерных макромолекулах соединены в специфических последовательностях, которые содержат в себе информацию, определяющую организацию живых систем. Структурно-функциональные связи молекул особенно наглядно проявляются в белках, характеризующихся невероятным разнообразием функций.
Одна специфическая полимерная последовательность аминокислот образует прочную структуру нитей, из которых состоят волосы и шерсть, другая образует белок, переносящий кислород в крови, третья связывает другис белки и катализирует расщепление их внутренних связей. Аналогичным образом, особые функции полисахаридов, нуклеиновых кислот и липидов являются прямым проявлением их химической структуры, т.
е. определяются свойствами люномерных звеньев и точным порядком их соединения в полимернук> цепь. Соединенные в цепи сахара становятся источником энергии, структурными волокнами и специфическими участками узнавания; соединенные в ДНК или РНК нуклеотиды содержат в себе план устройства всего организма; комплексы липидов образуют мембраны. Глава 12 обобщает материал, касающийся функционирования биомолекул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
