Биологический каталог




Биохимия природных пигментов

Автор Г.Бриттон

ов через семи-хиноновый радикал до гидрохинонов.

Биологическое действие хинонов, синтезируемых одними организмами, на другие организмы. Многие хиноны обладают разрушающим действием, и поэтому они могут синтезироваться организмами в целях обеспечения безопасности или защиты. Простые бензохиноны — жгучие, токсичные и едкие — используются некоторыми насекомыми, например жуком-бомбардиром, в качестве защитных выделений, которые могут «выстреливаться» нагретыми до высокой температуры прямо в нападающего Некоторые грибные нафтохиноны и антрациклиноны обладают антибактериальными или противовирусными свойствами и поэтому обеспечивают соответствующую защиту продуцируюшето их организма. Простой нафтохинон юглон (3.17), синтезируемый грецким орехом, токсичен для многих других растений.

По крайней мере в одном случае функции хинонов обеспечивают скорее нападение, а не защиту. Так, фитопатогенный плесневый гриб Fusarium martii образует несколько нафтохинонов Как было показано, один из них, мартицин (3 74), вызывает увядание растения-хозяина и является, таким образом, важным компонентом атакующего механизма патогена.

Известно, что некоторые хиноны оказывают раздражающее, токсическое или разъедающее действие на ткани человека и

(3 74) Мартицин (375)Примин

других млекопитающих. Наблюдающаяся у многих людей аллергическая реакция при контакте с популярным комнатным растением Primula obconica вызывается бензохиноном прими-ном (3.75). Некоторые нафтохиноны, содержащиеся в древесине, могут вызвать раздражение, чихание и экзему у плотников и столяров, которым приходится дышать воздухом, содержащим древесную пыль.

Сложный высший хинон гиперицин (3 37) и близкие к нему соединения обусловливают токсичность растений рода Hypericum (зверобой) для животных. Гиперицин, по-видимому, действует на животных как фотосенсибилизатор, вызывающий фотоокисление светочувствительных белков. Такое действие может быть причиной воспалений, отеков, а в наиболее тяжелых случаях и гибели животного.

3.7.3. Спинохромы и эхинохромы

Относительно функций спинохромов и эхинохромов у иглокожих было сделано много предположений. К настоящему времени большая часть из них либо была опровергнута, либо, в лучшем случае, не подтвердилась. Эти соединения обладают алгистатическими свойствами и могут быть полезны животным как вещества, подавляющие рост паразитических сине-зеленых водорослей.

3.8. Использование в промышленности и медицине

3.8.1. Красители

В античные времена некоторые хиноновые пигменты очень ценились как красители. Растения, служившие источниками этих пигментов, часто выращивали на больших полях и плантациях для снабжения сырьем красильщиков. Вероятно, наиболее широко распространенной из античных красок была марена, получаемая из измельченных корней Rubia tinctorum, которую применяли древние персы, египтяне, греки и римляне Красящим веществом марены является смесь антрахинонов, -среди которых преобладает ализарин (3.27), который служит

он о

(3 76) Мориндон

основой стабильных красных красок. Хотя ализарин сейчас практически вышел из употребления как краситель, он все еще находит применение при изучении роста костей.

Хна — желто-коричневый препарат из листьев Lawsonia ?alba в течение долгого времени использовалась в Африке и на Востоке для окрашивания и в косметических целях. Следы хны до сих пор обнаруживают на ногтях египетских мумий. Красящим веществом ее является нафтохинон лавсон (3 18), который легко экстрагируется из листьев L. alba водным раствором карбоната натрия.

В качестве примеров можно привести также экстракты, содержащие нафтохинон алканин (3 68) и его зпимер шиконин, которые использовались римлянами и древними японцами, и корни моринды, применявшиеся в Индии, на Яве и в Новой Зеландии, красящим веществом которых являются антрахиноны, подобные мориндону (3.76).

Наконец, необходимо упомянуть о хиноновых красителях, приготовляемых из насекомых. Вероятно, наиболее известным античным красителем этого типа является кармин, который получали из огромного числа червецов Kermococcus diets. Его красящую основу составляет антрахинон кермезиновая кислота (3.29). Сходное соединение карминовая кислота (3.28) из другого насекомого — Dactylopius coccus — является активным началом кошенили, впервые использованной, вероятно, инками в Перу, и до сих пор в небольших количествах применяющейся для окрашивания пищевых продуктов, а также гистологических препаратов.

С развитием современной синтетической химии крупномасштабное производство и использование природных хиноновых красителей сильно сократилось; лишь некоторые из них используются до сих пор в небольших количествах в качестве красителей для пищевых продуктов, вин и косметики.

3.8.2. Использование в медицине

Еще в древнейшие времена препараты хинонов применяли в медицине в качестве слабительных. Нафтохиноны и антрахиноны ответственны за хорошо известное и широко используемое послабляющее действие александрийского листа, крушины и ревеня.

(3 77) Стрелтоварицин А {стереохимия не показана)

В последнее время у некоторых природных хинонов обнаружена противовирусная, антибактериальная и фунгицидная активность, причем число таких хинонов растет. В некоторых случаях их можно использовать в качестве антибиотиков при лечении инфекционных заболеваний. Так, стрептоварицины, например (3.77), представляющие собой оранжевые макролид-ные нафтохиноны, проявляют заметную активность in vivo против Mycobacterium tuberculosis. Антрациклиноны также обладают антибиотической активностью, подобной активности тетрациклинов, которых они напоминают по структуре.

3.9. Заключение и комментарии

Каротиноиды, описанные в предыдущей главе, представляют собой однородную группу пигментов и являются производными одного и того же основного углеродного скелета.

Для хинонов наблюдается существенно иная картина. Эта группа включает соединения с различными углеродными скелетами и системами колец, обладающие, однако, одним общим свойством — циклической ендионовой, или хиноновой, структурой. Сколько-нибудь исчерпывающий систематический обзор состава хинонов природных тканей в настоящее время отсутствует, однако совершенно очевидно, что химикам-органикам еще предстоит открыть и установить структуру значительного числа разнообразных новых хинонов. Возможно, при этом будут решены некоторые сложные стереохимические проблемы.

Имеется также ряд неисследованных возможностей и в проблеме биосинтеза хинонов. В настоящее время выяснено, что они синтезируются по двум (иногда трем) главным биосинтетическим путям, однако пока детали этих путей изучены на слишком малом числе примеров. Необходимо отметить, что в данном случае мы имеем интересную ситуацию, когда два совершенно различных пути используются для биосинтеза очень сходных и даже одних и тех же соединений. Это позволяет разрабатывать вероятные пути и механизмы биосинтеза индивидуальных природных хинонов. Существует также широкий простор для экспериментального выяснения биосинтетических путей, ведущих к тем или иным соединениям, и изучения принимающих в них участие ферментных систем, которые, за очень редкими исключениями, остаются совершенно неисследованными. Пока нет никаких данных, касающихся регуляции биосинтеза хинонов. К проблемам, созревшим для биохимического изучения, можно отнести также локализацию хиноновых пигментов внутри клетки, возможную связь хинонов с белками или другими веществами и функции хинонов в тканях.

Чем больше становится известно о действии, оказываемом [некоторыми хинонами на живые ткани, и чем яснее установлен механизм этого действия, тем больший интерес вызывают хиноны как лекарственные средства, и это в свою очередь стимулирует поиски новых природных типов и структур хинонов.

ЗЛО. Рекомендуемая литература

В качестве дополнительного источника сведений о природных хинонах следует воспользоваться всеобъемлющей монографией Томсона (Thomson, 1971), которая дает исчерпывающий обзор химии всех природных хинонов, в том числе пигментов, которые были открыты к 1970 г. Она также содержит живое описание первых работ по установлению структуры некоторых соединений классическими методами и занимательную историю использования некоторых важнейших природных

хиноновых красителей В этой же книге и в более позднем обзоре того же автора затронут также биосинтез хинонов (Thomson, 1976а) Детали биосинтеза ароматических соединений (в том числе и хинонов) по шикиматному пути обсуждаются в обзоре Хэслама (Haslam, 1979) Два тома по, химии хиноидных соединений (Patai, 1974) содержат важную информацию о многих природных хинонах Полезные сведения из ранних работ по химии и биохимии хинонов можно найтч в более старой монографии Мортона (Morton, 1965) С экспериментальными методами, используемыми в исследованиях хинонов, можно познакомиться в обзоре Томсона (Thomson, 1976). Подробности методов в применении к тем или иным индивидуальным хинонам обсуждаются в работах, на которые ссылается в своей монографии Томсон (Thomson, 1971)

3.11. Дополнительная литература

Haslam Е (1979) Shikimic acid metabolitas In Comprehensive organic cne*

mistry, vol 5, ed E Haslam, p 1167, Oxford and London, Pergamon Morton R A (ed) (1965) Biochemistry of qumones, London, Academic Press. Patai 5 (ed) (1974) The chemistry of the quinonoid compounds, vols 1 and 2,

London and New York, Wiley Thomson R H (1971) Naturally occurring qumones, 2nd edition London and

New York, Academic Press Thomson R H (1976a) Qumones, nature, distribution and biosynthesis In:

Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol I, ed.

T W Goodwin, p 527, London, New York and San Francisco, Academic

Press

Thomson R H (1976) Isolation and identification of qumones In Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 2, ed. T W. Qoodwm, p 207, London, New York and San Francisco, Academic Press

Глава 4

О-Гетероциклические пигменты — флавоноидьт

4.1. Введение

Флавоноиды синтезируются почти исключительно высши

страница 18
< 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
(30.05.2017)