p>о^хоон

НООС Iqo2н2о

соон I

сн2—с=о

о

NH2

СООН

ОН

СООН I

сн2—с=о

[NH3]

1

NADH

СООН

СН2—СН^

NH2

сн2—с=о

соон

CH2-CH-NH2

о

NADH

СООН

СН2-СН-ОНн?о

не совсем ясен, напрашивается достаточно логичный (с позиций теоретической и экспериментальной органической химии in vitro) механизм кислотно-катализируемой циклизации по типу присоединение-отщепление (схема 8.4.10). Такой механизм соответствует природе влияния заместителей в ароматическом цикле на его реакционную способность: процесс начинается с присоединения протона в орто-положение к ОН-груп-пе и в мета-положение к непредельно-кислотной группе. Последующее присоединение нуклеофильного карбоксильного кислорода легко и однозначно проходит по концевому углероду

Схема 8.4.11

пероксидаза Н202, NADPH

эскулетин

пентадиенильного катиона. Завершается этот процесс окислением дигидро-кумаринового цикла до кумаринового, что энергетически выгодно, так как влечет за собой превращение непредельной циклической молекулы в ароматическую.

Коричные кислоты, являясь предшественниками кумаринов, выполняют такую же роль и по отношению к лигна-нам. Путь их превращения состоит из следующих этапов: коричные кислоты (кумаровая, феруловая, синаповая) этерифицируется коэнзимом А, а полученные S-эфиры восстанавливаются до соответствующих коричных спиртов; второй этап представляет собой окислительное сочетание двух спиртовых молекул с последующей внутримолекулярной этерификацией, образующей тетрагидрофурановые фрагменты (схема 8.4.11). Интересным и в какой-то степени ключевым моментом в приведенной схеме является акт селективного образования радикальной частицы: на примере кониферилового спирта видно, что при действии окислителей окисление фенольного гидроксила (а оно всегда предпочтительно) ведет к образованию п-хиноидной структуры и сопряженного с ней радикального центра. Другого пути здесь и не видно. Интригующим аспектом этой же схемы, по причине его неясности, является акт димеризации радикальных частиц, протекающий регио- и стерео-селективно, что в общем-то нехарактерно для радикальных реакций. Здесь надо предположить механизм действия фермента с переходным состоянием, включающим сразу две молекулы спирта уже на стадии образования свободных радикалов.

Как мы увидели выше, шикимовая кислота — достаточно универсальный ключевой интермедиат, так как наряду с фенолами и фенолокислотами она образует и целую серию протеиноген-ных аминокислот. Но в то же время шикимовая кислота не столь универсальна, чтобы единолично решить задачу синтеза всех фенольных производных. Биосинтез флавоноидов представляет собой случай комплексного биосинтетического пути: наряду с шикиматны-ми реакциями здесь используются и поликетидные. Активированные коэнзимом А коричные кислоты способны вступать во взаимодействие с типичными интермедиатами поликетидного биосинтеза, такими как малонил-S-СоА, образуя смешанные поликетиды, которые после восстановления и внутримолекулярной конденсации превращаются в гидроксилированные халко-ны, способные к последующему формированию у-пиронового цикла. Ступеней на этом пути немало, но все они достаточно логичны и реализуемы в рамках ферментативной химии (схема 8.4.12).

Схема 8.4.13

СНз-CO-SCoA

2«НООС-СН2—CO-SCoA

ООО

AAA/COSCoA

Настоящая биосинтетическая схема (8.4.12) интересна новым способом образования ароматического бензольного цикла из поликетидного фрагмента: поликетидная цепочка, характеризуемая чередованием карбонильных и ме-тиленовых групп(последняя активирована в силу соседства с двумя С=0 функциями) под влиянием фермента может приобретать конформацию, где карбонильная функция и активированное метилированное звено сближены в пространстве и при незначительном по силе кислотно-основном катализе образуют С=С связь реакцией конденсации. Образующийся при этом цик-логексен-3,5-дионовый цикл самопроизвольно изомеризуется в соответствующий фенол.

Этот способ образования ароматических бензоидных систем становится основным, когда речь идет о конденсированных хинонах, антрахинонах и т.д. Поликетидная цепочка, составленная как минимум из восьми ацетильных фрагментов, можно сказать, в одночасье, т.е. в один прием, образует антраценовый углеродный скелет с несколькими карбонильными группами, приведение которых к стабильному состоянию фенольных функций дает соответствующие антрахиноны (схема 8Л13).

Таким образом, анализируя биосинтетические схемы образования различных фенольных производных, мы видим, что жесткой привязанности химического класса природных соединений к одному биосинтетическому пути нет — шикиматный и поликетидный пути синтеза используются здесь как бы в сопряженном варианте. А если принять во внимание существование изопрено-идных фенольных соединений, то мы уже обязаны учитывать, как минимум, три сопряженных биосинтетических пути: шикиматный, поликетидный и мевалоновый.

Глава 9. АЛКАЛОИДЫ И ПОРФИРИНЫ

9.1. Понятие об алкалоидах и их классификация

Алкалоиды представляют собой еще одну большую г