Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Большинство каротнноидов относится к тетратерпенам. Их молекулы содержат значительное число сопряженных двойных связей н поэтому окрашены. Для природных каротинондов характерна транс-конфнгурацня двойных связей. К а р о т и н — растительный пигмент желто-красного цвета, в большом количестве содержащийся в моркови, а также томатах и сливочном масле. Известны три его изомера, называемые а-, р-, и у-каротннами, различающиеся числом циклов и положением двойных связей.
Все они предшественники витаминов группы А. В.немотна Молекула р-каротина симметрична и состоит нз двух одинаковых частей. 14.2.2. Низкомолекулярные биорегуляторы липндной природы Жирорастворимые витамннй. Витаминами обычно называют органические вещества, присутствие которых в небольшом количестве в пище человека и животных необходимо для их нормальной жизнедеятельности. Это классическое определение в настоящее время используется с некоторыми оговорками. Термин «витамины», т.е. «амины жизни» (от лат. (»!!а — жизнь), своим возникновением обязан тому, что первые выделенные витамины принадлежали к классу аминов.
Однако позднее выяснилось, что присутствие аминогруппы в витаминах необязательно.'Витамины делят на две большие группы — водорастворимые и жнрораст оримые. Многие водо- растворимые витамины рассмотрены ранее (тиамин, илн витамин В(, см. 10.4; никотнновая кислота, илн витамин РР, см. !О.З; аскорбиновая кислота, или витамин С, см, 12.1.4; биотин, нли витамин Н, см.
! О. ! ), Кроме этих групп витаминов, выделяют в н т а м и н о п о д о бн ы е вещества, например холин, инознт, оротовая, п-аминобензойная, линолевая, линоленовая кислоты н др. В настоящем разделе рассмотрены некоторые жирорастворимые витамины. Один из них — витамин А(, р е т и н о л, образуется в организме из р-каротина. 477 Снзсн ) сн,он и а Ре»сл 4 2 а Р -Наротни С 20 Олс Ретинол (антаммн д'( Н 1 С=О »л мералл »с Рлт 44 Родо с сн з 2-Матил- (,4-нафтолниан (менад»он( Вннаоол Внтами» Нр (меналинанм л=4,В( н -ян НО сн СНз Витамин Е ( м -танаферол( Фене»о»дима ради»ел а -тоноферола 478 Витамины группы А считаются факторами роста.
Их недостаток в пище вызывает исхударие, высыхание роговицы глаза (куриную слепоту), понижает сопротивляемость организма инфекции, Роль ретииола в процессе зрительного восприятия изучена достаточно хорошо (рис. 14.5), В организме оп окисляется в альдегид ! 1-транс-ретинальч который под действием фермента ретинальизомеразы превращается в 11-((ис-ретиналь, а затем связывается с белком палочек сетчатки о п с н н о м в иминосоедннение с образованием светочувствительного пигмента р о д оп с и н а. При поглощении света в результате фотоизомеризацни ретинальный компонент родопсина переходит в 11-транс-ретиналь, его конформация существенно изменяется, и он отделяется от опсина. Эта реакция служит пусковым механизмом, обеспечивающим возбуждение палочек сетчатки глаза.
В отличие от витаминов группы А, непосредственно относящихся к терпенам, в структурах витаминов групп Е и К орнсутствуют еще и ароматические фрагменты. Витамины группы Е, так называемые токоферолы, содержатся в растительных маслах. Их функции пока не вполне ясны. По-видимому, они служат антиоксидантами по отношению к ненасыщенным липидам, ингибируя процесс пероксидного окисления последних.
Среди витаминов этой группы наиболее важным является витамин Е, а-т о к о ф е р о л. Он предста еляет собой производное двухатомного фенола гидрохинона с изопреноидной боковой цепью, связанной одновременно с ароматическим кислородом одной из гидроксильных групп и соседним атомом углерода бензольного кольца. Остальные атомы водорода бензольного кольца замещены на метнльные группы. Последние частично или полностью отсутствуют в р-, у-,или б-токоферолах.
Рис. 14.8. Химические основы процесса зрительного восприятия Антиокислнтельная функция токоферолов определяется их способностью связывать появляющиеся в клетках активные свободные радикалы (участники пероксидного окисления липидов) в относительно устойчивые и потому не способные к продолжению цепи феноксидные радикалы.
Витамины группы К необходимы для обеспечения нормальной свертываемости крови (антнгеморрагический фактор). Они являются производными 1,4-нафтохинона и содержат нзопреноидную боковую цепь. Существуют два семейства витаминов этой группы: филл о х и и о н ы — витамины Кь встречающиеся в растениях, и м е н а х и н о н ы — витамины К,, имеющиеся у животных и бактерий. О О О сн НЗ О 1 О поэма О) „н О О О Филлохиноны отличаются от менахинонов лишь наличием одной двойной связи в изопреновом фрагменте, ближайшем к кольцу. В лечебной практике применяется синтетический водорастворимый аналог витаминов группы К вЂ” 2,3-дигидро-2-метил-1,4- 479 нафтохинон-2-сульфонат натрия, в и к а с о л, повышающий способность крови к свертыванию. Для проявления биологической активности витаминов данной группы важно наличие метильного заместителя во 2-м положении хннонового кольца. Об этом свидетельствует высокая К-витаминная активность 2-метил-1,4-нафтохинона — м е н а д н о н а.
Возможно, в организме менадион претерпевает превращение в соединения с изопреноидной боковой цепью. Близки по структуре витаминам групп Е и К у б и х н н о н ы (в переводе означает «вездесугцне хнноны»). Они присутствуют в липидной фазе всех клеточных мембран и принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, сопровождающихся переносом электронов.
В приведенной ниже формуле убихинонов, которые называют также коферментом Я, число п варьирует от 6 до 10. С химической точки зрения эти соединения — производные 1,4-бензохинона, содержащие изопреноидную боковую цепь. Кроме того, в хнноновом кольце присутствуют метоксигруппы, а по соседству с изопреноидной группировкой (как в витаминах К) — метильная группа. В организме убихиноны могут легко и обратимо восстанавливаться в гидрохиноны, что и определяет нх участие в процессе переноса электронов. о сн,о сн з --"--- -" с) -' ! ! сн о „н сно „н о он Вооогеиое е е хби« ион уб «ино н ~инбер енг а =б — 1О) Простагландины. Простагландины относятся к одному из наиболее интересных классов низкомолекулярных биорегуляторов. Они обладают чрезвычайно высокой биологической активностью и широким спектром действия.
Единственным местом их образования первоначально считали предстательную железу (простату) — отсюда они и получили свое название. В настоящее время простагландины в малом количестве найдены в большинстве тканей млекопитающих. С химической точки зрения, простагландины — функционально замешенные жирные кислоты Схо, которые можно рассматривать как производные несуществующей в природе, но полученной синтетическим путем п роста новой кислоты. е х ~ооо СНз Прооганоаан ниоиога 480 -Й б б <*~' <~ он пге он пгг пгс пго пгв пга Каждая группа простагландинов далее по числу двойных связей в боковых цепях делится на три серии, как это показано ниже на примере простагландинов группы Е. ОН СНз ОН ОН ПГЕ, — одна двойная связь тромс-конфигурации; ПГЕе — дополнительно цис-С-5 — С-6 двойная связь, т.
е. всего две двойные связи; ПГЕа — дополнительно к ПГЕе цис-С-!7 — С-18 двойная связь, т. е. всего три двойные связи в боковой цепи. Обозначения а или р после цифрового индекса в простагландинах типов Р н Г показывают ориентацию гидроксильной группы при С-9, Так, а указывает на цис-, а р на транс-конфигурации этой группы и углеродной цепи прн С-8. Стабильные природные простагландины относятся к типам Е н Е. На рис. 14.6 в упрощенном виде представлена схема превращений арахидоновой кислоты, в которой, помимо простагландинов, показано образование и других биологически активных соединений: и р о с т а ц и к л и н о в, веществ, предупреждающих образование тромбов н способствующих расширению сосудов; т р о м б о к с а н о в, нестойких, но весьма активных веществ, образующихся в тромбоцитах н ответственных за инициирование сложного механизма, приводящего к формированию тромба; л е й к о т р и е н о в, синтезируемых в лейкоцитах активаторов иммунных ответов.
Простагландины относятся к сильнодействующим биологически активным веществам. Например, нх содержание в сперме человека (основном их источнике) составляет 10'б М, а действие 3! Виоорганинеонаи химия 48! Скелет простановой кислоты в простагландннах включает од;ну, две или три двойные связи, одну илн две гндроксильные групны, а также может содержать карбонильную группу. В зависимости от природы и положения заместителей в циклопентановом кольце простагландины (ПГ) обозначают буквами ..А,В,С,Р,ЕиР. : на гладкую мышцу проявляется уже при концентрациях порядка 10" М.
Простагландины обладают весьма широким спектром биологического действия. Они расширяют кровеносные сосуды, ингибнруют свертывание крови и выделение желудочного сока, ' стимулируют работу кишечника, легких и бронхов, активируют синтез гликогена в печени. Отмечается их влияние на процессы нервного возбуждения, половой цикл у женщин. Так как простагландины вызывают сокращение матки, они могут быть использо' ваны для стимулирования родовой деятельности или предотвращения беременности.
го и х гл ы о ы Ф Ы о см и я о О х мс о Ф о 3 ы пт Ю в й с ю 14.2.3. Стероиды Пергидроремаитреи Цммлопемтам Стерам (Цмилолемтамопергмдрафемамтраи) Общие смелет стеромдае (Х ОН, ОЯ, О Са! Характерная особенность большинства природных стероидов-- наличие кислородсодержащего заместителя у С-З, «ангулярных» метнльных групп С-18 и С-(9, а также алифатического заместителя к у С.!7. По величине углеродной цепи этого заместителя стеронды делятся на группы, которые приведены в табл. 14.2, Основы стереохимии стероидов. Незамещенный стеран содержит 6 узловых асимметрических атомов углерода. Поэтому для него число стереоизомеров равно 2' = 64.
С введением заместителей к любым неузловым атомам число возможных стереоизомеров еще более возрастает. Однако благодаря высокой стереоселективности бносинтетических реакций в живой природе встречаются только некоторые из возможных стереоизомерных форм, 483 Стероиды широко распространены в природе и выполняют в организме разнообразные функции. К настоящему времени известно около 20000 стероидов; более 100 нз них применяется в медицине. Стеронды имеют циклическое строение. В основе нх структуры лежит скелет стерана (гонана, циклопентанопергидрофенантрена), состоящий их трех конденсированных циклогексановых колец (А, В и С) в нелинейном сочленении и цнклопентанового кольца (О).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
