Биологический каталог




Биохимия природных пигментов

Автор Г.Бриттон

идов в предотвращении рака обсуждается в работе Пето и др. (Peto et al., 1981). Методы, полезные для работы с каротиноидами, описаны в ряде обзоров (Britton, Goodwin, 1971; Davies, 1976, Liaaen-Jensen, Jensen; 1965; Liaaen-Jensen, 1971).

2.15. Дополнительная литература

Britton G. (1976). Biosynthesis of carotenoids. In: Chemistry and biochemistry

of plant pigments, 2nd edition, vol. 1, ed, T. W. Goodwin, p. 262, London,

New York and San Francisco, Academic Press. Britton G. (1979). Carotenoids and polyterpenoids. In: Specialist Periodical

Reports: Terpenoids and steroids, vol. 9, ed. J. R. Hanson, p. 218, London,

The Chemical Society. Britton G-, Goodwin T. W. (1981). Biosynthesis of carotenoids, Methods Enzymol., 180, 654.

Cheesman D. F., Lee W. L., Zagalsky P. F. (1967). Carotenoproteins in invertebrates, Biol. Rev., 42, 131.

Davies В. H. (1976). Carotenoids. In: Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 2, ed. T. W. Goodwin, p. 38, London, New York and San Francisco, Academic Press.

Fox D. L. (1953). Animal biochromes and structural colours. Cambridge University Press.

Goodwin T. W. (1952). The comparative biochemistry of carotenoids, London, Chapman and Hall,

Goodwin T. W. (1976). Distribution of carotenoids. In: Chemistry and bio*

chemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 1, ed. T. W. Goodwin, p. 225,

London, New York and San Francisco, Academic Press. Goodwin T. W. (1980). The comparative biochemistry of the carotenoids, 2nd

Edition, vol. I, London, Chapman and Hall. (Vol. 2, in press.) Isler O. (ed.) (1971). Carotenoids, Basel and Stuttgart, Birkhauser-Verlag. Karrer P., Jucker E. (1950). Carotenoids (trans. E. A. Braude), Amsterdam,

Elsevier.

Lee W. L. (1977). Carotenoproteins in animal coloration, Stroudsberg, USA,

Dowden, Hutchinson and Ross. Liaaen-Jensen S. (1971). Isolation, reactions. In: Carotenoids, ed. O. Isler,

p. 61, Basel and Stuttgart, Birkhauser-Verlag. Liaaen-Jensen S., Jensen A. (1965). Recent Progress in carotenoid chemistry,

Prog. Chem. Fats other Lipids, 8, 129. Moss G. P., Weedon В. C. L. (1976). Chemistry of the carotenoids. In: Chemistry

and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 1, ed. T. W. Goodwin,

p. 149, London, New York and San Fancisco, Academic Press. Peto R., Doll R., Buckley J. E., Sporn M. B. (1981). Can dietary bets-carotene

materially reduce human cancer rates? Nature, 290, 201. Plenary and Session Lectures, First International Symposium on Carotenoids

other than vitamin A 1966(1967), Pure Applied Chem., 14, 227. Also published

as Carotenoids other than vitamin A-1., London, Butterworth.

Plenary and Session Lectures. Second International Symposium on Carotenoids other than vitamin A (1969), Pure Applied Chem., 20, 365. Also published as Carotenoids other than vitamin A-ll, London, Butterworth.

Plenary and Session Lectures, Third International Symposium on Carotenoids other than vitamin A, 1972 (1973), Pure Applied Chem., 35, 1. Also published as Carotenoids other than vitamin A-III, London, Butterworth.

Plenary and Session Lectures, Fourth International Symposium on Carotenoids, 1975 (1976), Pure Applied Chem., 47, 97. Also published as Carotenoids-4 (Berne, 1975), ed. В. C. L. Weedon. Oxford: Pergamon.

Plenary and Session Lectures, Fifth International Symposium on Carotenoids, 1978 (1979), Pure Applied Chem., 51, 436—675, 857—887. Also published as Carotenoids-5 (Madison, 1978), ed. T. W. Goodwin, Oxford, Pergamon.

Plenary and Session Lectures, Sixth International Symposium on Carotenoids 1981. Published (1982) as Carotenoid chemistry and biochemistry, eds. G. Britton and T. W. Goodwin, Oxford, Pergamon.

Zagalsky P. F. (1976). Carotenoid-protein complexes, Pure Applied Chem., 47, 103.

Zechmeisfer L. (1962). Cis-trans isomeric carotenoids, vitamin A and aryl-polyenes, Vienna, Springer.

Глава 3 Хиноны

3.1. Введение

Хиноны представляют собой большую и довольно гетерогенную группу соединений. Их окраска варьирует от бледно-желтой через оранжевую, красную, пурпурную и коричневую до почти черной. Они являются важными пигментами у ряда грибов, лишайников и некоторых групп беспозвоночных животных. Хиноны широко распространены также у высших растений, но, как правило, содержатся в тканях, которые обычно не видны, например в коре, ядровой древесине и корнях. Они редко вносят заметный вклад в наружную окраску высших растений. Некоторые хиноны, однако, являлись основой важнейших красителей еще в античные времена, например хны и марены.

Некоторые изопренилированные хиноны, например убихи-нон, менахинон, филлохинон и пластохинон, представляют собой чрезвычайно важные биологические молекулы. Те или иные из них можно обнаружить во всех живых тканях, но они не являются пигментами и потому подробно рассматриваться не будут.

3.2. Строение

Основная хиноновая структура представляет собой ненасыщенный циклический дикетон, являющийся производным моноциклического или полициклического ароматического углеводорода. Хиноновые структуры формально могут быть получены окислением соответствующих дигидроксифенолов. Так, простейшими примерами служат орто- или 1,2-бензохинон (3.1) и пара- или 1,4-бензохинон (3.2)—производные бензола, которые могут рассматриваться как продукты окисления дигидроксифенолов пирокатехина (3.3) и гидрохинона (3.4) соответственно.

Хиноны могут происходить от различных ароматических углеводородов и соответственно получают свои названия и порядок нумерации углеродных атомов от исходного углеводорода. Так, показанные ниже производные нафталина (3.5) и (3.6) называются соответственно 1,2- и 1,4-нафтохиноном. Из нес

кольких возможных антрахиноновых структур в природных пигментах часто встречается только 9,10-хиноновая структура (3.7), хотя иногда обнаруживаются и производные, содержащие 1,2-хиноновую структуру.

(3.5) 1,2-Нафтохинон

(3.6) 1,4 Нафтохинон

О

(3.8) 2,6-Нафтохинон

(3.7) 9,10-Антрахннон

Хиноновая система не обязательно ограничена одним кольцом. Две кетогруппы могут находиться в разных кольцах, но они должны быть сопряжены с соответствующей л-электронной системой для того, чтобы образовалась растянутая хиноновая структура. Одним из простейших примеров такой структуры служит 2,6-нафтохинон (3.8). Примеры сложных структур, включающих растянутые хиноновые системы, можно встретить среди пигментов тлей (афинов; разд. 3.4.4).

Наиболее широко распространенными и имеющими наибольшее значение как пигменты являются 1,4-нафтохиноны и 9,10-антрахиноны, однако в последующем обзоре нам встретится и несколько других хиноновых структур.

В природных хиноновых пигментах основной хиноновый скелет обычно содержит замещающие группы; наиболее часта встречаются среди них метильные, гидрокси- и метоксигруппы. Фенольные гидроксигруппы могут быть гликозилированы (особенно у высших растений). Некоторые из более сложных хино-нов имеют длинные боковые цепи, которые в ряде случаев могут складываться в добавочные кольца. Другие сложные хиноны могут рассматриваться как димеры обычных простых наф-тохиноновых и антрахиноновых структур.

Структура некоторых из наиболее важных встречающихся в природе хинонов приведена в последующих разделах этой главы.

3.3. Свойства

3.3.1. Химические свойства

Хиноны представляют собой скорее сопряженные циклические дикетоны, чем ароматические системы. Однако они в значительной степени стабилизируются за счет образования резонансных заряженных ароматических структур (рис. 3.1). Как травило, 1,2-хиноны менее стабильны, а потому более реакци-•онноспособны, чем 1,4-хиноны или растянутые хиноновые системы.

*Рис. 3.1. Вклад заряженных ароматических структур в стабилизацию хиноиов.

Наиболее характерной химической реакцией для хинонов является обратимое восстановление до соответствующего фенола. Так, 1,2-бензохинон (3.1) и пирокатехин (3.3) или 1,4-?бензохинон (3.2) и гидрохинон (3.4) легко превращаются друг в друга. Относительно малозамещенные хиноны, особенно 1,2-хиноны, чрезвычайно подвержены полимеризации, протекающей по свободнорадикальному механизму.

Многие природные хиноны имеют фенольные ОН-группы и как следствие слегка кислую реакцию. Благодаря этому они способны к ионизации и образованию солей в щелочной среде. Это свойство особенно ярко выражено в случае гидроксибензо-зсинона (3.9) и 2-гидрокси-1,4-нафтохинона (3.10).

3.3.2. Физические свойства

Почти все природные хиноны представляют собой твердые вещества и легко кристаллизуются. Большинство из них хорошо растворимы в органических растворителях, тогда как гликозиды и некоторые карбоновые кислоты способны растворяться в воде. Хиноны, которые одновременно являются фенолами или карбоновыми кислотами, растворимы в щелочных водных растворах.

Высшие полициклические хиноны ведут себя подобно полимерам и довольно трудно растворяются в водной или органической среде.

3.3.3. Поглощение света

Детальное теоретическое объяснение светопоглощаю-щих свойств хинонов лежит вне круга тем, затронутых в этой книге. Однако краткое описание спектров поглощения хинонов-и обсуждение факторов, которые влияют на их максимум поглощения, существенны для оценки значения этих соединений как пигментов.

Спектры поглощения прародительских хинонов приведены на рис. 3.2. Наиболее простой спектр — спектр 1,4-бензохино-на — имеет интенсивную полосу поглощения (/) при ~240нм,. полосу «электроннотранспортного перехода» средней интенсив(3,9) Гидроксибензохинон (3.10) 2-Гидрсжси-1,4-нафтохииоИ

ности (//) при ~285 нм и лишь слабое хиноидное п—кгт.*-пог-лощение в видимом диапазоне при ~434 нм (полоса III). Длят нестабильного 1,2-бензохинона максимумы поглощения находятся при значительно более высоких значениях длин волн: для полос // и /// при 375 и 586 нм соответственно. Хиноидныс п—э-л;*-переходы «запрещены», и поэтому полоса поглощения /// имеет низкую интенсивность. Хотя хиноны поглощают свет в видимой области спектра, это поглощение слишком мало,, чтобы они выглядели окрашенными. П

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

Скачать книгу "Биохимия природных пигментов" (3.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(22.09.2017)