Биологический каталог




Биологическая химия

Автор Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина

ься по своей первичной струк-

нн,-К ETAAAKFERQH ?

S KMMQNC VNSSSAASTSSD

" I

N SGTERCDT I SMTSYSQYCN ? L S I Q

? к «° I о

XV VSADFHVPVYPN С ? ?

DP G A

R ? ? V

C-C AYKTTQANKH I I VAC ?

к I к

PVHTFVHESLADVQAVCSQ

Риг. 5. Аминокислотная последовательность рибонуклеазы быка.. Жирными линиями обозначены дисуль-

Аилиыр мпгтики

туре. В качестве примера можно привести панкреатическую рибонуклеазу (РНКа-за А) — пищеварительный фермент, выделяемый поджелудочной железой (pancreas) и расщепляющий рибонуклеиновые кислоты до коротких фрагментов. Первичная структура этого фермента приведена на рис. 5. Табл. 2.2 иллюстрирует различия первичной структуры панкреатической РНКазы для нескольких видов млекопитающих. У этого короткого, порядка 125 аминокислотных остатков, белка различия между разными видами в пределах одного класса животных могут достигать десятков аминокислотных остатков. Различия на несколько аминокислотных остатков могут встречаться у индивидуумов, относящихся к одному и тому же виду. Например, в настоящее время у человека найдено несколько десятков разных вариантов молекул глобина — белковой части гемоглобина.

Таблица 2.2. Аминокислотная последовательность панкреатической РНКазы некоторых

млекопитающих *

?> п/п Животные Аминокислотная последовательность 1 Бык KETAAAKFERQHMDSSTSAASSS NYCNQMMKSRNLTKDRC 2 Антилопа гну S S Q

3 Жираф s 1 S V ? Q

4 Свинья S ? к Q PDS S S ? L R ? QG

5 Лошадь S ? ? GSTSSSNPT R ? QGW

6 Крыса GESR SS D ? ? EG ? S К PT ROGM GS

7 Дикобраз S S ? G PS N ? R R ? Q

8 Морская свинка A S S ? Q PEG ? S N V 1 R ? QG

9 Человек S R К Q D S ? S ? RR ? QG

10 Ленивец ? Q GS L S Q К V ? QFS

11 Кенгуру ? ? Q TEH ? L A DM SG

1 KPVNTFVHESLADVQAVCSQ К N VACKNCQTNCYQSYSTMS 1 TDCRETGSSKYPNC 2 ?

3 A N

4 I N ? ? Q

5 ? I L I ? S s S ? L SG

6 ? ? I ТЯ ? RN HK s LR LK

7 ? R F N L ? V D

8 F L R R V S F

9 ? V N F ?? ? G К N S ? L N G R

10 Q F ? ? Q ? R ? ? Q SG

11 L 1 ? ? S D ? ? ? R К N R N Q A

1 YKTTQANK ? I VACEGNPYVPYHFDASV

2 ? ?

3 Q ? ?

4 AS EQ ?

5 Q S ? ? R ? VST

6 ? DSQ 1 D

7 RMS L ? R S V S GP S ?

8 RMS OS ? ? о « ? ? 1

Продолжение табл. 2.2

№ п/п Животные Аминокислотная последовательность 9 R S ? К ? R S ? D S ?

10 Q SNM R 1 ? D S ?

11 ? SNL Q Q ?

"Для 2—11 указаны только аминокислоты, отличающиеся от соответствующих аминокислот бычьей РНКазы.

2.2. УГЛЕВОДЫ. МОНОСАХАРИДЫ И ПОЛИСАХАРИДЫ. ЗАПАСНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ. КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА

К углеводам относят моносахариды и образованные нми_ олигомеры и полимеры — соответственно олиго- и полисахариды. Сами моносахариды, их классификация, многочисленные виды изомерии систематически рассматриваются в курсах органической химии, и здесь приведены лишь краткие сведения, особенно существенные для изложения курса биохимии.

Моносахариды — это соединения, в основе которых лежит неразветвленная углеродная цепочка, при одном из атомов углерода которой находится карбонильная группа, а при всех остальных — по одной гидроксигруппе. В соответствии с этим все моносахариды имеют брутто-формулу (С1120)п, т.е. как бы построены из углерода и воды, откуда и происходит название углеводы. Формально под определение моносахаридов подпадают формальдегид СН_>0 и гликолевый альдегид СНоОНСНО. Однако обычно моносахаридами называют соединения с длиной углеродной цепи не менее трех атомов С. В зависимости от числа атомов углерода моносахариды относят к триозам (п = 3), тетрозам (п = 4), пентозам (п = 5), гексозам (п — б), гептозам (н — 7) и т.д. В зависимости от того, входит в состав моносахарида альдегидная или кетогруппа, их разделяют на альдозы и кетозы. У всех биологически наиболее значимых кетоз кетогруппа находится у второго от -края углеродного атома (это положение, естественно, важно лишь начиная с ? = = 5). У всех альдоз и у всех кетоз начиная с ? = 4 имеются один или несколько хиральных центров, т.е. существует несколько изомеров. Простейший моносахарид — глицериновый альдегид — представлен двумя энантиомерами D-изомером (10) и L-изомером (11). У альдоз начиная с ? — 4 и кетоз начиная с ? = 5 существует несколько диастереомеров, представляющих собой разные по химическим свойствам соединения, причем каждый из диастереомеров может существовать в L- или D-конфигурации. При этом под D-коифигурациеп понимают ту, у которой расположение заместителей при предпоследнем атоме С совпадает с их расположением у D-глицеринооою альдегида:

I I

?—С—ОН НО—С—11

I · I

ClbOH СН2Ш1

ю п

Полный перечень всех альдоз вплоть до гексоз с указанием конфигурации при каждом из хиральных центров приведен в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Конфигурации хиральных центров

альдоз с я — 3 ? 6

Альдоза * D-Изомер L-Изомер Альдоза D-Изомер L-Изомер

Триозы Гексозы

Глицериновый аль- ? L Талоза LXLD DDDL

дегид Галактоза DLLD LDDL

Тетрозы И доза LULD DLDL

Треоза LD DL Гулоза DDLD LLDL

Эритроза пи LL Машюза LLDD DDLL

Пентозы Глюкоза DLDD LDLL

Ликсоза LLD DDL Альтроза LDDD DLLL

Ксилоза DLD LDL Аллоза DDDD LLLL

Арабиноза LD1) DLL

Рибоза DDI) LLL ¦

Примечание. Отнесение к D- или L-конфигурации девается на той же основе, как и для предпоследнего атома С, по взаимному расположению в пространстве заместителей II, ОН, радикала, содержащего альдегидную группу, и остачыюп части остова.

Все моносахариды в живых организмах встречаются преимущественно в виде различных производных, прежде всего в виде фосфатов, а пентозы — в виде нуклеотидов.

Гексозы и в отдельных случаях пентозы в качестве мопомерпых звеньев входят в многочисленные полисахариды.

Среди изомеров пентоз в курсе чаще всего будут упоминаться производные рибозы (12) и двух кетоз — ?-рибулозы (13) и 1)-ксилулозы (14):

? О

с сн2он сн2он

неон с=о с=о

неон неон носн

неон неон неон

сн2он сн2он сн2он

12 13 »

а среди гексоз — производные й-глюкози (15), й-галакто.ш (16) п \)-фруктозы (17):

?° ?

С С CHjOH

I ? ?

неон неон c=o

носн носн носн

? I I

неон носн неон

I I I

неон неон неон it ?

сн2он сн2он сн2он

15 № 17

Карбонильные группы моносахаридов с длиной цепи ? = 5 и более могут образовывать с соответствующими гидроксигруппами циклические полуацетали или полукетали, которые находятся в равновесии с линейными формами. При этом могут возникать либо пяти членные циклы, содержащие кольцо фурана, либо шестичленпые, содержащие кольцо пнрапа.

Такие формы моносахаридов называют соответственно фураиозиы.ии и пира-нозными формами. При этом атом углерода, принадлежащий в открытой форме карбонильной группе, становится хиральным центром, т.е. появляется дополнительная возможность изомерии. Изомеры, отличающиеся расположением гидво-ксигруппы при полуацетальном атоме углерода относительно плоскости кольца*, называют аномерами: у о-аномера эта гидрокспгруппа и СН2011-группа находятся по разные стороны плоскости, у /J-аномера они находятся по одну сторону плоскости кольца. В качестве иллюстрации ниже приведены а- и /?-аномеры глюкозы:

0Н НО

Рассмотренные в § 2.3 нуклеотиды являются производными /7-аномера рибозы.

Наряду с собственно моносахаридами в живых организмах широко представлены продукты их окисления и восстановления. Продукты восстановления одной из гидроксигрупп моносахарида называют дезоксисахарами. Примером их является дезоксирибоза, лежащая в основе структуры дезоксирпбоиуклеотидов и ДНК. Окисление альдегидной группы до карбоксильной приводит к соответствующим алъдонооым кислотам, а окисление концевой спиртовой группы до карбоксильной — к уронооым кислотам. В качестве примеров можно привести глюкоиооую (18), глюкуронооую (19) и L-идуронооую (20) кислоты (последняя — производное L-идозы, см. табл. 2.3). Первая в виде фосфата является промежуточным

*3а <шюскость кольца> принимают среднюю плоскость цикла, который сам по себе, вследствие алифатического характера, не является плоским и подвержен ряду конформа-ционных изменений. АА

продуктом окислительной некоторых полисахаридов:

деструкции глюкозы, две последние входят в состав

С00~ I

неон

I

носн I

неон I

неон

сн2он

1

неон

носн он ?

Г«ипи/3) НСОН

НОСН СООН

13

IS

20

В состав ряда полисахаридов входят также производные D-глюкозы и D-галакто-зы, у которых при атоме С2 гидрокспгруппа заменена на аминогруппу - соответственно Ъ-глюкозамин (21) и \)-1алактозамии (22):

???

((он У-он

H0N-/ Самлир;

NH,

21

???

(он >-он

N_/ ?? или р)

I

??2 22

Моносахариды, в первую очередь различные гексозы и их производные, образуют большое число различных олпго- и полисахаридов путем конденсации полуацеталыюй гидроксигруппы при атоме С1 с одной из гидроксигрупп соседнего мономерного звена (С2, СЗ, С4 или СО'). Образующуюся связь л?ежду мономерами называют 0-1ликозиднои.

Полисахариды выполняют ряд важных структурных функций в живой природе. Самый распространенный полисахарид — это целлюлоза, которая, по имеющимся оценкам, производится в природе в количестве 10" ? в год. Целлюлоза — линейный полимер, построенный из /?-0-глюкозы, причем соседние звенья соединены кислородным мостиком между атомами С1 и С4:

НОСН,

НОСН

—О'

страница 12
< 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 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Биологическая химия" (8.81Mb)


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

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(13.12.2017)