Терней - Органическая химия II (1125893), страница 87
Текст из файла (страница 87)
нз сн=сн, сн сн ! со порфнрнн сн ! со,н еем (комплекс Ге н протопорфнрнна) У человека было обнаружено свыше 50 аномальных разновидностей гемоглобина. В одной из них остаток глутамиповой кислоты в каждой из р-цепей замещен остатком валина. Столь ничтожное, казалось бы, изменение снижает ионный заряд молекулы и степень диссоциации между гемом и глобином. Пониженная полярность облегчает, по-видимому, кристаллизацию несимметричных молекул гемоглобина, не содержащих кислород, заставляя эритроциты принимать несвойственную им форму. Такие эритроциты быстро разрушаются селезенкой, что приводит к гемолитической анемии.
Эта молекулярная болезнь (термин введен Л. Полингом) известна под названием серповидноклеточной анемии. 494 гллвА и Гемоглобин здорового человека: Гемоглобин человека, страдающего сер- повидноклеточной анемией: ча1-Ыя-1еи-ФЬгео-рго-г1и-81п-1уя ча1-Ыя-1еи-1Ьгео-рго-га1-я1 и-1уя М-концевые аминокислоты р-цепи ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Антикодон. Последовательность трех нуклеотидов тРНК, которая (если ее считывать в нужном направлении) определяет аминокислоту в синтезе пептидов. Антиметаболит. Молекула, обладающая структурным сходством с субстратом фермента и конкурирующая с ним за фермент.
Образующееся в результате соединение пе используется организмом. Антиметаболиты часто применяются для лечения рака. Барбитураты. Производные барбитуровой кислоты. Применяются в качестве лекарственных средств, оказывающих общее успокаивающее и снотворное действие на центральную нервную систему, Гипертиреоз. Повышенная активность щитовидной железы. Гистоны.
По современным представлениям, это основные белки, связанные с двойной спиралью ДНК и контролирующие репликацию нуклеиновых кислот. Грудная жаба. Болезнь, вызванная спазмом коронарных артерий, что препятствует поступлению кислорода в мышечные ткани сердца. Не приводит к смертельному исходу. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Полинуклеотид, несущий генетическую информацию. Сахарным компонентом полимерного скелета служит 2-дезокс~рибозз. Кодон. Последовательность трех нуклеотидов ДНК, которая (если ее считывать в нужном направлении) кодирует определенную аминокислоту. Нодон и антпкодон для данной аминокислоты комплементарны.
Матричная, или информационная, РНК (мРНК). Полинуклеотид, который передает информацию от ДНК в ядре к рибосомам вне ядра. Нуклеозид. 1ч-Гликозид, сахарным компонентом которого является рибоза илп дезоксирибоза, а агликоном служит пиримидиновое или пуриновое производное. Нуклеотид. Фосфорный эфир нуклеозида. Нуклеотид представляет собой основную повторяющуюся субъединицу нуклеиновых кислот (полинуклеотидов). Полинуклеотид. Синоним нуклеиновой кислоты. Полимер, построенный из нуклеотидов, которые могут содержать разные основания,но обязательно один и тот же сахарный остаток.
Рибонуклеиновая кислота (РНК). Полинуклеотиды, контролирующие синтез белков. В зависимости от выполняемой ими функции рибонуклепновые кислоты относят к трем классам или типам: 1) матричные,'пли информационные, РПК (мРНК), 2) рпбосомные РНК (рРНК) и 3) транспортные РНК (тРНК). Сахарным компонентом нуклеотпдов во всех РНК служит рибоза. В 1968 г. Р. Холли был удостоен Нобелевской премии за установление структуры аланиновой тРНК дрожжей. Поскольку молекулы тРНК отличаются сравнительно небольшими размерами, многие лаборатории заняты выяснением полной структуры различных транспортных рибонуклеиновых кислот. Рибосома.
Рибосомы всех клеток построены, как правило, из двух субъединиц различной величины, в «промежутке» между которыми и протекает синтез белков (рис. 27-11). Рибосомы прокариотов состоят на 60~4 из рРНК и на 40«э из белка, а рпбосомы эукариотов примерно на 50«' из рРНК и па 50«,' из белка. Рибосомы встречаются в различных местах клетки. Нередко они соединяются подобно цепочке бус, образуя так называемую полисому — группу рибосом, одновременно связанных с данной молекулой РНК.
Рибосомная РНК (рРНК). РНК, обнаруженная в рибосомах. Ее функция в белковом синтезе выяснена не столь хорошо, как та роль, которую играют в синтезе пептидов мРНК или тРНК. Транспортная РНК (тРНК). Старое название — растворимая РНК. Рибонуклеотнд, который переносит соответствующую аминокислоту к рибосоме в определенный момент синтеза белка, образуя с ней эфир — так называемый комплекс аминоацил-тРНК. Роль комплекса заключается, по-видимому, в «активации» амш:окислоты для синтеза белка.
Эндоплазменный ретикулум. Система трубочек, пронизывающая клеточную цито- плазму. Ядрышко. Небольшая структура внутри клеточного ядра. Ядрышко почти целиком состоит из РНК. нуклеиновыв кислоты 495 ЗАДАЧИ 15. Приведите примеры каждого из следующих понятий: ж) барбитурат з) М-гликозид и) двойная спираль к) цистрон л) кодон м) антикодон н) молекулярная болезнь а) рибонуклеиновая кислота б) дезоксирибонуклеиновая кислота в) рпбозид г) дезоксирибозид д) нуклеозид е) нуклеотид 16. Нарисуйте структуру следующих соединений: а) ппримидин (включая схему с пронумерованными атомами) б) пурин (включая схему с пронумерованными атомамц) в) 2-дезокси-0-рибоза г) П-рпбоза д) барбитуровая кислота е) фепобартитал ж) нембутал з) уридпн и) урацил к) аденин л) аденозин м) аденозинмонофосфат н) 2'-адениловая кислота о) кофеин п) аденозинтрифосфат 1?'.
Напишите реакции синтеза приведенных ниже соединений, исходя из ацпклическпх веществ по вашему выбору. а) фенобарбитал в) барбитуровая кислота б) нембутал г) гипоксантин 18. Напишите механизм следующей реакции: О ! — — )~ + СНзо-С вЂ” ОСН, М Ы он он ~~1 1! О 19*. Как можно при помощи спектроскопии идентифицировать немеченые образцы теофиллпна, теобромина и кофеина? 20.
Почему основания в ДНК и РНК содержатся в кетоформе, а не в енольной форме? 21. Назовите основное структурное различие между ДНК и РНК. 22. Перечислите черты сходства и различия между тремя типами РНК. 28. а) Чем нуклеозид отличается от нуклеотида? б) Чем бы рибозид отличался от риботида? в) В каком отношении рибозид напоминал бы риботид? 24. Из трех возможных монооксипиридинов только 3-оксипиридин ведет себя как положено фенолу. Почему? 2Б. В табл. 27-4 представлены кодоны для некоторых аминокислот. Напшпите кодоны (в ДНК) для валина, лейцина и глицина.
(Напоминаем, что огромное значение имеет порядок считывания информации.) 26. Что обозначено пунктиром в структурах па рис. 27-7? 27. Чему равно наименьшее число нуклеотидов, которые должны быть изменены или неправильно счптаны для того, чтобы вместо обычного гемоглобина (НЬЛ) образовался глобип, характерный для серповидноклеточной анемии (НЫ)? 28, Термпнирующими автикодонами служат ТТЛ, СТА и ТСА. Напипгите соответствующие пм кодоны в мРНК.
(Напоминаем, что и кодоны, и антнкодоны считываются в направлении от 5'-конца к 3'-концу.) 29. Из трех букв в кодоне или антикодоне две играют, по-видимому, более важную роль в определении специфичности, чем третья. Пользуясь табл. 27-4, скажите, какая— первая, вторая нли третья — буква кода имеет наименьшее значение в этом отношении. ЯО.
Чем объясняется на молекулярном уровне серповидноклеточная анемия? Откуда происходит название отой болезни? Решение атой задачи требует анании опентроонопии. 496 ГЛАВА И 81. Почему в приведенной ниже реакции образуется соединение А, а не Б? ос,н, Асо — ГП ОС«Н«Асо— Ас ОАс А АсΠ— ОН, н с,н,о 32.
При гидролизе «циклического АМФ» (равд. 27.3) разбавленным раствором МаОН образуется гораздо больше аденозин-3'-фосфата, чем аденозин-5'-фосфата. Почему? н х с,н,о н ОАс ОАс Ас= — с~ го 'сн, ос,н, 1. о и ОАс И Осн 2 5 28. ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ СПЕКТРОСКОП ИЯ И МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ 28. 1.
ВВЕДЕНИЕ Одна из задач, стоящих перед многими химиками,— определение структуры новых соединений. Для доказательства структуры используют химические и инструментальные методы. Обсуждению некоторых инструментальных методов и посвящаются настоящая и следующая главы. Существуют четыре инструментальных метода, которые химик (причем не только химик-органик) обычно использует для установления структуры соединения: инфракрасная (ИН) спектроскопия, ультрафиолетовая (УФ) спектроскопия, масс-спектрометрия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Эти методы монсно использовать по отдельности, хотя обычно для доказательства структуры неизвестного соединения предпочитают иметь данные, полученные с помощью нескольких методов.
По каждому из четырех перечисленных методов было написано много книг, однако вследствие почти универсальной применимости спектроскопии ЯМР как главного инструмента структурных исследований только этому методу будет посвящена отдельная глава (гл. 29). Остальные три метода (ИК-, УФ- и масс-спектрометрия) рассмотрены в этой главе. Нужно отчетливо представлять себе, что объем, отведенный в этой книге определенному методу, не может отразить ни относительного, ни абсолютного значения данного метода для химика при определении строения конкретного соединения. Часто природа изучаемого соединения определяет выбор метода, который нужно использовать для установления его строения. Например, нерастворимые соединения гораздо легче исследовать при помощи метода инфракрасной спектроскопии, чем спектроскопии ЯМР.
11ачиная с гл. 6 почти все главы книги заканчиваются обсуждением спектральных данных. Это сделано для того, чтобы материал аналитического характера наряду с иллюстративными спектрами можно было использовать при обсуясдении свойств различных функциональных групп. Гл. 28 и 29 содержат основные сведения об этих спектральных методах.
Студенту, приступающему к изучению спектроскопических разделов предыдущих глав„ рекомендуется предварительно прочитать соответствующий текст из этих двух глав. 28.2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПЕКТР Электромагнитный спектр состоит из нескольких различных «типов» излучения, включая ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, а также радиоволны. Типы излучения различаются по своим длинам волн (расстояние между двумя соседними гребнями волны) и по своим частотам (числу волн, проходящих через данную точку в единицу времени).
Скорость распространения электромагнитных волн является константой, обычно обозначаемой как с. Численное значение этой константы, т. е. ско- 32 0%001 498 гллвА 28 рость света в вакууме, составляет 3 10" см/с. Хотя скорость света постоянна, его частота и длина волны могут быть перемеппымп. Гсли частота выражена как число «колебаний» за секунду (циклов в секунду) или в герцах, то справедливо следутощее соотношение между скоростью света, его частотой и длиной волны: где с — скорость света (3,0 10го см/с), л, — длина волны (см), зг — частота [в циклах за секунду, или и герцах (Гц)1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
