химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

Автор Н.А.Преображенский, Р.П.Евстигнеева

химия

биологически активных природных соединений

углевод-белковые комплексы,

хромопротеиды, липопротеиды,

ЛИПИДЫ,

обмен веществ

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО „ХИМИЯ"-1976

химия

биологически активных природных соединений

под РЕДАКЦИЕЙ

Н. А. ПРЕОБРАЖЕНСКОГО

и Р. П. ЕВСТИГНЕЕВОЙ

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов химических и химико-технологических специальностей вузов

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО ХИМИЯ 1976

УДК 547.9(075.8)

Химия биологически активных природных соединений (углевод-белковые комплексы, хромопротеиды, липиды, липопротеиды, обмен веществ). Под ред. Н. А. Преображенского и Р. П. Евстигнеевой. М., «Химия», 1976.

Книга представляет собой вторую часть фундаментального учебного пособия, в основу которого положен курс лекций по химии биологически активных природных соединений, читаемый в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова на кафедре химии и технологии тонких органических соединений. В первой книге, выпущенной в 1970 г., была изложена химия белков, ферментов и нуклеиновых кислот, а также приведены данные по биохимическим функциям и превращениям этих веществ в организме.

В настоящей книге рассматриваются три класса сложных белков: углевод-белковые комплексы, хромопротеиды и липопротеиды. Изложены важнейшие аспекты химии углеводов, порфиринов и липидов, необходимые для понимания структуры и функции сложных белков. Книга включает также краткие сведения по обмену веществ, которые отражают роль рассмотренных соединений в общем метаболизме веществ в клетке. Освещены некоторые моменты биоэнергетики и регуляции обмена веществ.

Книга рассчитана на студентов старших курсов химических и биохимических факультетов вузов, аспирантов и научных сотрудников, работающих в области биоорганической химии. Она представляет интерес для широкого круга химиков-органиков, биохимиков п биологов.

456 стр., 20 табл., 29 рис., список литературы 570 ссылок.

Авторы: Евстигнеева Р. П.. Серебренникова Г. А., Звон-кова Е. Н., Филиппович Е. И., Митрофанова Т. К., Мягкова Г. И., Скляр Ю. Е.

Рецензенты: Кафедра химии природных соединений МГУ им. М. В. Ломоносова (зав. кафедрой член-корреспондент АН СССР М. А. Прокофьев), член-корреспондент АН СССР Н. К- Кочетков, член-корреспондент АН СССР Л. Д. Бергельсон, член-корреспондент АН СССР В. П. Скулачев, профессор В. М. Степанов.

© Издательство «Химия», 1976 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие................... 8

УГЛЕВОД-БЕЛКОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ...... 9

Общие сведения............... 9

Углеводы как структурные компоненты углевод-белковых комплексов . . 10

Моносахариды................. Ю

Олигосахариды................. 47

Полисахариды.................. 59

Биосинтез и катаболизм углеводов............ 64

Белковые составляющие углевод-белковых комплексов........ 72

Углевод-белковые комплексы...... 72

Методы выделения углевод-белковых комплексов........ 74

Определение размера и формы молекул углевод-белковых соединений . . 75

Установление структуры углеводных составляющих углевод-белковых

комплексов.................. 76

Типы связей между углеводами и белками в углевод-белковых комплексах 84

Отдельные представители углевод-белковых комплексов...... 85

Литература............... 98

ii. ХРОМОПРОТЕИДЫ . .... ... 1С0

Порфирины.............¦ . . 101

Изомерия в ряду порфиринов........... 101

Восстановленные формы порфиринов........... 102

Физико-химические свойства порфиринов........ . 103

Методы выделения и разделения порфиринов......... 111

Синтез порфиринов ............... 112

Гемоглобин и миоглобин............... 125

Гемоглобин.................. 125

Миоглобин............ ......139

Биосинтез и катаболизм гемоглобина ........ . 142

Цитохромы................... 150

5

Цитохромы группы А............... 151

Цитохромы группы В................ '55

Цитохромы группы С............... '58

Цитохромы группы D................. '65

Хлорофиллы................... '65

Хлорофилл а................. '6?

Биосинтез хлорофиллов............... "9

Ретинилиденпротеиды................. '80

Литература................... '**

III. ЛИПИДЫ И ЛИПОПРОТЕИДЫ ........... '85

Классификация липидов................ '85

Выделение липидов................. '86

Фракционирование нейтральных липидов.......... '87

Фракционирование фосфолипидов............ 188

Структурные компоненты липидов.............. 191

Высшие жирные кислоты............... 191

Высшие жирные спирты и альдегиды........... 215

Полиолы................... 216

Углеводы................... 218

Аминоспирты и аминокислоты............. 218

Неорганические кислоты .... .......... 219

Стереохимия и номенклатура липидов............ 219

Нейтральные липиды................. 225

Природные глицериды............... 225

Нейтральные липиды с простой эфирной связью........ 249

Нейтральные диольиые липиды............. 257

Эфиры холестерина................ 258

Гликолипиды.................. 259

Фосфолипиды.................... 264

Типы природных фосфолипидов............. 264

Свойства фосфолипидов............... 266

Методы установления структуры фосфолипидов........ 270

Общие принципы синтеза фосфолипидов.......... 273

Отдельные классы фосфолипидов............. 279

Сфинголипиды................... 324

Сфингозиновые основания.............. 324

Природные сфинголипиды.............. 338

Биосинтез и катаболизм липидов.............. 346

Биосинтез высших жирных кислот............ 346

Катаболизм жирных кислот.............. 351

Биосинтез и катаболизм нейтральных липидов..... . 352

Биосинтез и катаболизм фосфолипидов........... 356

-6

Биосинтез и катаболизм липидов с проьгой эфирной связью .... 362

Биосинтез н катаболизм сфинголипидов ........... 364

Липопротеиды и их биологическая роль............ 368

Липопротеиды плазмы............... 369

Мембранные структуры............... 373

Протеолипиды.................. 379

Биологическое значение липидов............. 380

Литература................... 382

IV. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ ,............... 391

Общие сведения.................. 391

Пищеварение и резорбция............... 393

Локализация процессов промежуточного обмена в клетках . . 397

Цикл лимонной кислоты............... 399

Дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование...... 402

Некоторые вопросы молекулярной биоэнергетики........ 406

Принципы химической термодинамики в приложении к биологическим

системам................... 409

Высокоэнергетические соединения...... ..... 413

Энергетические механизмы живой клетки.......... 418

Использование энергии биологическими системами........ 429

Регуляция метаболизма в клетке.............. 432

Литература................... 439

Предметный указатель.............. 441

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современный этап развития естественных наук характеризуется взаимопроникновением их друг в друга, обменом идей и методов исследования. Особенно тесные контакты наблюдаются у биологии и химии. Изучение биологических процессов на молекулярном уровне с широким привлечением физико-химических методов исследования способствовало резкому прогрессу в познании основ жизнедеятельности и ознаменовалось 'крупнейшими открытиями. В настоящее время исследователи подошли к решению проблемы, связанной с выяснением сущности таких процессов, как дыхание, зрение, мышление и т. д. Важнейшая роль в этих процессах принадлежит сложным белкам, содержащим помимо белка соединения других классов биологически активных веществ.

В первой части книги, вышедшей в 1970 г., изложены сведения по химии и биологической роли белков, ферментов, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов. Во второй части рассматриваются сложные белки, содержащие углеводы, порфирины и липиды. Приведены краткие сведения по обмену веществ, что позволило показать участие рассмотренных соединений в общем метаболизме веществ в клетке, затронуты также некоторые вопросы биоэнергетики и регуляции обмена веществ.

Мы надеемся, что настоящее учебное пособие даст необходимую основу для более углубленного изучения отдельных классов сложных белков.

Работа над книгой была начата по инициативе и при непосредственном участии профессора Николая Алексеевича Преображенского, а закончена после его смерти.

Коллектив авторов приносит глубокую благодарность за обсуждение и ценные советы при подготовке рукописи чл.-корр. АН СССР М. А. Прокофьеву, чл.-корр. АН СССР Н. К. Кочеткову, чл.-корр. АН СССР Л. Д. Бергельсону, чл.-корр. АН СССР В. П. Скулачеву, проф. В. М. Степанову, докт. биол. наук А. А. Ясайтису, канд. хим. наук Б. А. Дмитриеву, а также канд. хим. наук. Н. Б. Тарусовой и канд. хим. наук О. Н. Толкачеву за участие в работе на отдельных этапах подготовки рукописи.

I. УГЛЕВОД-БЕЛКОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Среди структурных компонентов клетки широко представлены биополимеры, содержащие в своем составе углеводы и белки. Они выделяются в особый класс .сложных белков, специфика свойств которых определяется наличием углеводной составляющей. Для них характерно образование растворов высокой вязкости в физиологических буферных смесях, причем некоторые соединения даже при низкой -концентрации дают плотные гели, обладающие большим сродством к белкам и липидам.

Углевод-белковые комплексы достаточно разнообразны по структуре и функциям. Они встречаются во всех тканях организма человека и животных, в растениях, водорослях и бактериях. В составе стенок клеток они образуют биологически активные поверхности, которые соединяют клетки друг с другом. Эти вещества образуют жидкую фазу соединительной ткани, обеспечивают работу транспортной и защитной систем организма. Углеводсодержащим полимерам отведена существенная роль в энергетическом балансе «летки.

Первые попытки выделения соединений данного класса из пшеничных зерен описаны Берцелиусом в 1822 г. Вполне естественно, что в то время не могла идти речь о выделении индивидуальных веществ. Значительное число исследований относится к изучению веществ слизистых выделений животных и человека, которые были названы муцинами (от mucus — слизь) и, как это было показано значительно позднее, представляли собой углевод-белковые комплексы. Аналогичные соединения выделены из соединительной ткани, в частности из хряща, и описаны как мукопротеины. К этому периоду исследований относится и надежная идентификация в их составе углеводных остатков. Далее были открыты группоспецифическне вещества крови: вместе с ними прочно вошел термин гликопротеины. Вскоре началось химическое изучение этих соединений.

Выделение индивидуальных углевод-белковых (комплексов сопряжено с большими трудностями. Этим объясняется тот факт, что даже для наиболее хорошо изученных представителей данного класса соединений многие детали их структуры полностью не выяснены, а также отсутствие четкой классификации углевод-белковых комплексов.

В структуре любого углевод-белкового комплекса представлены две части: углеводная и белковая. Удельный вес каждой из них за--висит от характера углевод-белкового комплекса. Так, в полисахарид-белковых комплексах больший удельный вес приходится на углеводную часть и соединение проявляет свойства, присущие углеводам. Напротив, в гликопротеинах выше вклад белковой части и для них характерны реакции, свойственные белкам. Химическое строение как углеводных, так и белковых компонентов комплексов и способы соединения компонентов в молекуле комплекса весьма разнообразны.

9

УГЛЕВОДЫ КАК СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ УГЛЕВОД-БЕЛКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ

Углеводы представляют собой полиоксикарбонильные соединения. В соответствии с 'Классификацией углеводов различают моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды [1—5] обычно содержат от 3 до 9 атомов углерода, причем наиболее распространены пентозы и гексозы. По характеру карбонильной функции они делятся на альдозы и кетозы.

К моносахаридам относятся также соединения, возникающие в результате замены одной из гидроксильных групп на атом водорода (дезоксисахара), аминогруппу (аминосахара), соединения, содержащие карбоксильную группу (уроновые кислоты), и лолифункциональные соединения (сиаловые кислоты):

СООН

СНО

I

(СНОН)„

I

СНаОН

альдозы

СНгОН

I

СО

I

(СНОН)„_!

I

СН2ОН

кетозы

СНО

I

сн2 I

(СНОН)„_!

I

снгон

дезоксисахара

СНО

I

сшн2 I

(СНОН),,-!

I

сн2он

аминосахара

СНО (СНОН)„

I

СООН

уроновые кислоты

СО

I

сн2 I

снон

CHNHAc I

(СНОН)9

I

СН2ОН

сиаловые кислоты

Олигосахариды включают от 2 до 10 монооахаридных остатков, соединенных гликозидными связями. Полисахариды являются полимерными соединениями, построенными из определенным образом связанных монооахаридных остатков. Различают гомополисахариды, состоящие из однородных мономеров, и гетерополисахариды, содержащие различные мономеры.

Углеводные компоненты углевод-белковых комплексов, как правило, представлены олиго- или полисахаридами. В их составе обнаружен сравнительно небольшой набор моносахаридов: альдогекеозы, аминосахара, уроновые и сиаловые кислоты.

МОНОСАХАРИДЫ

Строение, конфигурация, конформация

Строение моносахаридов. Наиболее типичные моносахариды отвечают составу СпНгпОп и являются полиоксикарбонильными соединениями. В самом простом случае углеродная цепь содержит три атома. Таким образом, для альдоз ряд начинается с глицеринового альдегида, а для кетоз — с диокеиацетона (схемы 1 и 2).

10

Схема 1. Альдозы D-ряда

СНО Н-С-ОН Н— С—ОН

I

Н-С-ОН

I

Н—С—ОН

I

СН2ОН D-аллоза X

СНО

I

НО-С-Н

I

Н-С—ОН

I

Н—С-ОН

I

Н-С-ОН

I

СН2ОН D-альтроза

СНО Н-С—ОН

Н—с—он

Н—С—он

CH2OH 0-рибоза

СНО Н-С-ОН

I

НО-С-Н Н-С-ОН Н-С—он

I

СН2ОН D-глюкоза

СНО

I

Н-С-ОН

I

Н-С-ОН

I

СН2ОН 0-эритроэа

СНО

I

НО-С-Н

I

НО-С-Н Н-С-ОН

I

Н-С-ОН

I

СН2ОН

0-манноза

СНО НО-С-Н Н-С-ОН

н—с—он

СН2ОН D-арабиноза

t

СНО

I

Н-С-ОН

I

Н—с—ОН

I

НО-С-Н Н-С—ОН

I

СН2ОН 0-гулоэа

СНО

I

НО-С-Н

I

Н-С-ОН

I

НО-С-Н

I

Н-С—ОН

I

СН2ОН 0-идоза

СНО

¦н-с-он-

\

\

СНО Н-С-ОН

I

НО—С-Н

I

Н—с—он

I

сн2он

О-ксилоза

СНО

I

Н—С-ОН

I

НО-С-Н

I

НО-С-Н

I

Н-С-ОН

СН2ОН D-галактоэа

СНО

I

НО-С-Н

I

НО—С-Н НО-С-Н

I

Н—С-ОН

I

СН2ОН О-талоза

СНО

НО—С—Н

Н-С-ОН

СН2ОН О-треоза

СНО НО-С-Н НО-С-Н

I

н—с—он

I

сн2он

О-ликсоэа

t

снгон

Л-глицериноеыЯ альдегид

Схема 2. Кетозы D-ряда

СН2ОН I

с=о

Н-?-

он

но

СНгОН

I

с=о

н—с—он н—с—он

СН2ОН

D-псикоза

с-

I

Н-С—ОН

I

н—с—он

СН2|

2он

В-фруктоза

сн2он

I

с=о

I

Н-С—он

I

н—с—он I

сн2он

Д-эршл ро-пентулоза (рибулоза)

СН2ОН

I

с=о I

. н-с-он

I

но-с-н I

н-с—он сн2он

D-сорбоза

сн2о

страница 1
< 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

Скачать книгу "Химия биологически активных природных соединений" (6.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
фонд помощи детям москва
Рекомендуем приобрести офисную технику в КНС моноблок компьютер - онлайн кредит во всех городах России.
производство мебели из металла
тонкие композитные короба

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.06.2017)