Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1128683), страница 52
Текст из файла (страница 52)
ким спектром действия и тормозят рост некоторых штаммов бактерий, устойчивых к пенициллину. Исследования в области антибиотиков постоянно приводят к открытию новых классов этих соединений. Сфера применения антибиотиков расширяется, включая не только медицину, но к другие отрасли народного хозяйства. Становится ясным, что антибиотики по химической структуре могут принадлежать не только к гетероциклическим, но и другим классам органических соединений. Например, с т р е иго м и ц и н относится к аминогликозидам (см.
12.1.5), грамицидин и инсулин— к пептидам (см. 11,2), а л е в о м и ц е т и н (хлоромицетнн)— к производным аминодиола. Этот антибиотик имеет относительно простое строение и является пока единственным, производимым полностью синтетическим путем. патом роциклицеское соединение члеииые гетероциклы с едим гетероатомом иррол иррольиый атом азота яцидофобиость лт-избыточность ,, орфик 7ем идол гуриптофаи фурам ,' иофеи ичлеииые гетероциклы с двумя гетероатомами ймидазол 'Гистидии иразол яаутомерия 'тичлеииые гетероциклы с одним геуероатемом азота 'Пиридии — пиридииовый атом азота — л-иедостаточиость — осибвиые свойства — алкилироваиие — пиридоксальфосфат — пиридоксаль — иикотииовая кислота — хииолии Пиримидии Гидрокси- и амииопроизводиые пиримидииа — таутомерия — межмолекуляриые водородные связи Барбитуровая кислота — таутомерия — барбитураты Пурин — гидрокси- и амииопроизводиые Мочевая кислота Алкалоиды Антибиотики Часть ЕИ БИОПОЛИМЕРЫ И ИХ СТРУКТУРНЫЕ КОМ ПОН ЕНТЫ ько благодаря современным высокоразрешаюшим физико- ическим методам исследования.
Биологические функции биополимеров изучаются в ряде циплнн медико-биологического профиля и особенно в био- ии. Основная задача настояшего курса — изучение строения имнческих свойств этих соединений. Важную группу органических веществ составляют высокомолекулярные соединения (полимеры). Молекулярная масса их больших молекул (макромолекул) достигает нескольких десятков тысяч и даже миллионов. Основными реакциями, ведущими к их получению, служат реакции полимеризации и поликонденсации, Современная промышленность производит разнообразные полимеры (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, капрон и т.
д.), широко применяюгциеся в народном хозяйстве. Такие полимеры называют с и н тети ч ес к и м и. Синтетические полимеры используют в медицине для изго. товления протезов сосудов, суставов, сердечных клапанов, хрусталиков глаза, различных тканей. Синтетические волокна применяются в качестве шовного материала в хирургической практике. Созданы специальные полимеры, нз которых изготавливаются аппаратура для переливания крови, различные катетеры и медицинские трубки. В химии синтетических высокомолекулярных соединений все болыпее развитие получает новое направление -- химия медицинских полимеров.
В отличие от синтетических высокомолекулярные соединения живой природы называют б и о л о г и ч е с к и м и полимерами, или б и о и ол и м е р а м и. Перечень нх не так велик —. это. белки, углеводы, нуклсиновые кислоты, сложные липиды.
Биополимеры образуются в процессе биосинтеза в клетках и являются важнейшими составными частями всех живых организмов. В последние десятилетия достигнуты успехи в установлении пространственного строения биополимеров, с которым связаны их биологические функции. Активно развивается направление по изучению сложных образований, состоящих из макромолекул разных типов, так называемых смешанных биополимеров. В их состав входят углеводные и белковые, углеводные и липидные, белковые и липидные и другие сочетания биополимеров. Изучение их структуры необходимо для познания важнейших биологических процессов. Например, смешанные биополимеры, состоящие из углеводных и белковых компонентов, — — г л и к о п р от е и н ы — играют важную роль в создании иммунитета, участвуют в процессе свертывания крови и определяют ее группу.
Строение сложных структурных образований можно установить 312 Глава !1 а-АМИНОКИСЛОТЫ, ПЕПТИДЪ1 И БЕЛКИ Белки как основа всего живого были издавна в центре вни'ния естественных наук. Более чем двухсотлетняя история хин белка наполнена непрерывным совершенствованием экспеентальных методов и богата различными теоретическими цепцнями. ре Ср ди ученых многих стран, внесших большой и с, М. Бе гад в развитие химии белка (Э. Фишер, Т. Курциус,, ерг- Ф. Сенге, П. Эдман и др.), достойное место занимак>т и соотечественники — А. Я.
Данилевский, . Д. ели Н. Д. Зелинский, .С. Садиков, Д. Л. Талмуд и др. Н " Дмитриевич Зелинский (1861 — 1953) — академик, Герой Сониалиинолай ми Институт о ганиче еского руда, с е Т, ов тский химик-органик, его имя носит Инс р нови не ти й химии АН СССР Труды Н. Д Зелинского но химии углеводород ф е ой и омыньченности. Н Д 3»- и большое значение для становлении хнмич ск " р . б " то синтеза о-амннокислот (реакиня Зелинского— сний создал о шнй метод дникова], являющихся основными структурными злемснтами н ков. ,. Химия белка — особая область, которая никогда не была ько «химической», а всегда соединяла в себе идеи и методы ологии, медицины, химии и физики, Белки составляют матеальную о у основу химической деятельности клетки.
Функции ют е менты, ков в природе универсальны. Среди них различают ф р моны, структурные (кератин, фиброин, коллаген), транспорте (гемоглобин, миоглобин), двигательные (актин, миозин), щитные (иммуноглобулины), запасные (казвин, яичный аль ун) белки, токсины (змеиные яды, дифтерийный токсин). Наанию бе л к и, наиболее принятому в отечественной литераре, соответствует термин и р о те и н ы (от греч.
рго1е(оз— рвый). ' В зависимости от величины молекулярной массы различают пти ы и белки. Пептиды имеют меньшую молекулярную массу, и белки. В биологическом плане пептиды отличаются от ел ее узким спектром функций. Наиболее характерна для вендов регуляторная функция (гормоны, антибиотики, токсины, гибиторы и активаторы ферментов, переносчики ионов через мбраны и т. д.). Долгое время пептиды считали «осколками» ' ков, образующимися в организме. Начиная с середины ХХ в., гда было расшифровано строение, а затем синтезирован перй пептидный гормон — окситоцин, химия пептидов приобрела 313 самостоятельное значение.
Большой интерес вызывает недавно открытая группа пептидов головного мозга — н е й р о п е п т ид о в. Они влияют на процессы обучения и запоминания, регу., пируют сон, обладают обезболивающей функцией; прослеживается связь некоторых нервно-психических заболеваний, например шизофрении, с содержанием тех или иных пептидов в мозге Открытие нейропептидов явилось блестящим подтверждением гениальных предвидений Ф. Энгельса, И. М. Сеченова, И. П. Павлова о материальной основе функций мозга.
В настоящее время достигнуты большие успехи в изучении проблемы соотношения структуры и функций белков, механизма их участия в важнейших процессах жизнедеятельности организма, понимании молекулярных основ патогенеза многих болезней. К числу актуальных проблем современности относится х и м и ч ее к и й с и н те з белка. Получение синтетическим путем аналогов природных пептидов и белков призвано способство-, вать решению таких вопросов, как выяснение механизма действия этих соединений в клетке, установление взаимосвязи их активности с пространственным строением, создание новых лекарственных средств, а также позволяет подойти к моделированию процессов, протекающих в организме.
Проблема химического синтеза белка, кроме того, тесно связана с задачей синтеза полноценных продуктов питания. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), питание более половины населения нашей планеты не может быть признано удовлетворительным из-за недостатка белков. Темпы развития сельскохозяйственного производства не позволяют полностью удовлетворить потребность человечества в белках. Один из путей решения этой проблемы — создание искусственного пищевого белка.
В этой области ведутся широкие исследования, в результате которых возникло и развивается производство кормовых дрожжей на основе углеводородов нефти и отходов про. мышленности. Полученная белковая масса используется как корм в животноводстве. В решение задачи создания искусственной белковой пиши для человека большой вклад вней академик А. Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
