Биологический каталог




Биохимия природных пигментов

Автор Г.Бриттон

Окисленная и восстановленная формы цитохрома имеют величины А,тах соответственно при ^—'410 и ~415 нм, поэтому различить эти формы или установить состав их смеси лишь на основании спектров поглощения практически невозможно.

8. Величины Ктах находятся при 470, 440, 468, 455, 455, 450г 438, 445 и 450 нм соответственно. Нейроспорин — хромофор с девятью сопряженными внециклическими двойными связями — имеет Ятах==440 им; при сопряжении каждой дополнительной внециклической двойной связи с хромофором Ятах увеличивается на 15 нм. р-Кольцо имеет одну двойную связь в сопряжении с ациклическим полиеном, благодаря которой Хтах увеличивается лишь на 5 нм. При сопряжении с хромофором кетогруппы при С-4 Яшах увеличивается на 8 нм. Эпоксидирование двойной связи нарушает сопряжение в этой точке; другие заместители,

например гидроксильная или несопряженная кетогруппа, на поглощение света хромофором не влияют. Двойная связь е-коль-ца не сопряжена, она не вносит вклада в формирование хромофора и не влияет на величину его Хтгх9. Ключом к объяснению этих наблюдений является то, что

хлорофилл не только сильно поглощает свет в нескольких

участках видимого спектра, но также обладает очень сильной

красной флуоресценцией.

10. Структурный голубой цвет воспринимается как голубой лишь в отраженном, но не в проходящем свете. Окраска может зависеть также от угла падения света и от угла наблюдения. При погружении животного в воду или в другой растворитель окраска структурного происхождения, вероятно, исчезнет, а после испарения растворителя восстановится. Если окраска обусловлена пигментом, то последний можно экстрагировать из тканей водой или органическими растворителями. Информацию о хромофоре может дать резонансная раманов-ская спектроскопия. Изучение растворимости, физико-химических и спектроскопических свойств выделенного пигмента (см. соответствующие главы данной книги) позволит идентифицировать класс, к которому принадлежит это соединение.

11. См. в гл. 2 общий путь биосинтеза каротиноидов. Фитоин образуется из восьми молекул мевалоновой кислоты (МК), и поэтому образовавшаяся молекула фитоина сохраняет все восемь меченых углеродных атомов и восемь атомов трития из субстрата с двойной меткой. Образование фитоина, таким образом, происходит стереоспецифически; водородный атом, теряющийся из положения С-1 геранилгеранилпирофосфата в ходе образования С-^Дб'-двойной связи фитоина, должен быть немеченым Н-атомом из положения С-5 МК- В р-каротине сохраняется восемь 14С-атомов, но лишь четыре атома трития. Тритиевые атомы должны стереоспецифически теряться в ходе десатурации. Сходным образом должен теряться ^-заместитель из положения С-3 обоих колец fj-каротина при его гидро-ксилировании до зеаксантина.

12. Наиболее вероятные способы образования этих соединений в результате изгибания молекул соответствующих поликетидов приведены ниже:

НООС

Лаккаиновая кислота D Me О О

Наилучший способ проверки подобных схем состоит в использовании меченого [ 1,2-13С2]-ацетата. Если этот 13С-субстрат будет включаться в образующийся продукт с достаточной эффективностью (не менее 1% включения), то атомы углерода, источником которых является интактная молекула ацетата, будут обладать 13С-13С-спин-спиновым взаимодействием при ЯМР-спектроскопии. Если же уровень включения не превышает 10%, между другими углеродными атомами заметного спин-спинового взаимодействия не будет происходить. Таким образом можно установить положение ацетатных фрагментов, образующих поликетидную цепь, в молекуле конечного продукта.

13. Этот промежуточный продукт образуется в результате присоединения Cs-изопренового фрагмента к о-сукцинилбензоа-ту или к нафтол/нафтохиноновому промежуточному соединению (см. рис. 3.12). Четыре из пяти углеродных атомов этого изопренового фрагмента будут затем использованы для образования кольца С ализарина. Метод включения [13С2] -ацетата, упомянутый в ответе на вопрос № 12, позволяет различить большинство возможных альтернативных механизмов — любая часть молекулы, происходящая от немеченого ацетата, не будет содержать метки.

14. Включение меченого ацетата и фенилаланина в состав этого водорастворимого пигмента позволяет предположить, что он принадлежит к классу флавоноидов. Другие его характеристики соответствуют структуре p-D-глюкозида мирицетина (4.19). Обработка диазометаном приводит к метилированию только фенольных ОН-групп, в то время как ацетилируются и все первичные, и все вторичные ОН-группы.

15. Феррицианид окисляет гемоглобин до метгемоглобйна,. обладающего бурой окраской. Колонка будет задерживать небольшие молекулы и ионы, например дитионит и феррицианид, в значительно большей степени, чем крупные молекулы гемоглобина. В процессе хроматографирования метгемоглобин, быстрее двигающийся в колонке, достигнет зоны дитионита и восстановится в гемоглобин. Последний в ходе дальнейшего элюирования окисляется кислородом воздуха, растворенным в. элюирующем буфере, с образованием оксигемоглобина.

16. Влияние С02, Н+ и ДФГ на сродство гемоглобина к кислороду и на кооперативность функционирования ассоциированных гемоглобиновых субъединиц описаны в гл. 5 (разд. 5.5.2).

17. Образующийся из рН]-глюкозы ацетат содержит 1Н в метильной группе (у С-2). Когда этот ацетат далее метаболи-зируется в среде с 2Н20, при восстановлении С-1 карбоксильной группы ацетата к нему будет присоединяться только дейтерий. Таким образом, молекулы каротина и хлорофилла у тех углеродных атомов, которые произошли из атомов С-1 ацетата,, будут содержать только дейтерий, но сохранят *Н у атомов углерода, источником которых был атом С-2 ацетата. В условиях фотосинтеза, когда источником углерода служит С02, а единственным доступным водородом в среде является дейтерий из 2Н20, во всех положениях синтезирующихся молекул будет содержаться только дейтерий.

18. Схемы превращения АЛК в гем и хлорофилл, а также схема образования фикобилиновой структуры из порфиринов приведены в гл. 5. Из этих схем следует, что распределение метки в фикобилине будет одинаковым независимо от того, гем или хлорофилл были промежуточными продуктами его биосинтеза.

19. Если в системе присутствует смесь кислорода 1802 и кислорода 1602, то в случае механизма 1 оба кислородных атома билирубина будут происходить из одной и той же молекулы, будь то 1802 или 1602. При биосинтезе билирубина по ме-ханизму 2 оба кислородных атома могут поставляться как 1802, так и 1602. В случае же использования механизма 3 молекула 02(либо 1802, либо 1602) поставляет лишь один из двух атомов кислорода. Если смесь состоит из 20% 1802 и 80% 16Os, то синтезируемый по этим трем механизмам билирубин будет иметь следующий состав:

1) 584 (80%), 586 (0%) и 588 (20%);

2) 584 (64%), 586 (32%) и 588 (4%);

3) 584 (80%), 586 (20%) и 588 (0%).

Этот состав легко установить с помощью масс-спектромет-рии.! Если используемый в опыте кислород был представлен лиш! 1802-видом, то билирубин, образовавшийся по механизму 3\ содержал бы лишь один меченый 180-атом и имел бы мол. массу 586, в то время как синтез по механизмам 1 и 2 привел бы к образованию лишь одного молекулярного вида «билирубина с мол. массой 588. Следовательно, с помощью одной масс-спектрометрии нельзя установить, какой из этих механизмов был использован для синтеза билирубина.

20. Вероятным мономерным предшественником при синтезе дрозоптерина является сепиаптерин (6.15), Сз-боковая цепь которого может использоваться для формирования связывающего мономеры пятичленного кольца. Спектры поглощения дрозоптерина в кислой и щелочной среде см. на рис. 6.2, а его свойства описаны в разд. 6.2.4. Для объяснения изменений в спектрах следует принять во внимание способность амфотер-ных молекул птеринов к ионизации.

21. У обоих этих штаммов содержится неполный набор ферментов, катализирующих образование феназинов. Промежуточный продукт, накапливаемый штаммом F11, может превращаться в иодинин штаммом 13Z.

22. Ниже приведены главные мономерные структуры, вероятно участвующие в синтезе меланинов. Путем окислительной конденсации полифенольных структур из них может образоваться много различных меланиновых структур.

н

и о - хинон этого соединения

НООС

Н

23. Следует принять во внимание общую стратегию покровительственной окраски, описанную в гл. 8. Опыт 1 покажет, действительно ли гусеница поглощает и запасает различные пигменты, содержащиеся в листьях разных видов растений. Однако не исключено, что различия в окраске листьев обусловлены особенностями структуры, а не различиями в составе пигментов. Опыт 2 позволит выяснить, реагируют ли гусеницы на окраску фоновой поверхности при участии какого-либо фо-торецепторного механизма, или приспособление к фоновой окраске происходит в ответ на какой-то другой раздражитель, например на какое-то вещество, содержащееся в листьях одного вида, но отсутствующее в листьях другого. Не следует также упускать из виду вероятность того, что по-разному окрашенные формы могут представлять собой две генетически различающиеся популяции.

24. Трихроматическая система зрительных пигментов в принципе сходна с трихроматической системой, использующейся в цветном телевидении или в цветной фотографии. Свет трех разных длин волн (соответствующий трем основным цветам) можно смешать в бесчисленном числе комбинаций цвета и интенсивности и получить любой необходимый цвет или его оттенок любой интенсивности. Сходным образом, если диапазон поглощения трех зрительных пигментов охватывает практически весь видимый участок спектра и максимумы поглощения этих пигментов четко разграничены, свет любого цвета (или с любым распределением длин волн) можно разделить на три первичных компонента, которые будут детектироваться этими тремя пигментами.

25. Постройте графики спектров поглощения для фоторецепторов в присутствии и в отсутствие масляных капель. Имейте при этом в виду, что капли интенсивно окрашены и значительная часть света с длинами волн в диапазоне их поглощения не достигнет фоторецептора. Из графика станет ясно, каким образом с помощью

страница 63
< 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
(17.10.2017)