химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

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

Н2—О— Р—О—сн2

II II II II

ОН NHCOR' ОН СНОН ОН NHCOR' ОН СНОН

I I

СН2ОН СН2ОР(ОН)2

II

о

Аналогичные изменения в содержании сфингомиелинов происходят в процессе развития организма. Сфингомиелин появляется как в мозге в

22*

339

целом, так и в миелине, где его больше всего, лишь к началу процесса миелинизации, а затем его количество начинает быстро расти.

При сопоставлении данных возрастных изменений жирнокислотного состава сфинго-миелинов мозга обнаружена интересная закономерность. Перед миелинизацией в сфингомиелинах белого и серого веществ головного мозга преобладает стеариновая кислота. В ходе миелинизации ее доля уменьшается за счет увеличения количества кислот С22—Сгв, особенно нервоновой. При изучении структуры миелина с помощью рентгеноструктурного анализа было высказано предположение, что устойчивость миелиновой мембраны в значительной степени зависит от наличия в сфинголипидах насыщенных или мононенасыщенных цепей максимальной длины.

Содержание сфингомиелинов в плазме крови довольно высоко (8— 15% от общего содержания липидов). В плазме содержатся молекулы сфингомиелинов, в состав которых входят в основном пальмитиновая кислота (до 64%) и сфингозиновые основания очень пестрого состава, в том числе с нечетным числом атомов углерода в цепи (от С44 до Ci9). Из структурных элементов крови наиболее подробно были изучены эритроциты. Было установлено, что содержание сфингомиелинов в эритроцитах велико (до 30—40% от общего количества липидов), здесь они являются почти единственными представителями сфинголипидов. Интересно, что иногда в эритроцитах практически отсутствует лецитин. Недавно установлено, что между сфингомиелинами плазмы и эритроцитов существует обмен, в котором участвует до 75% сфингомиелинов эритроцитов.

Индивидуальные сфинголипиды природной структуры, а также их пространственные изомеры и различные меченые производные, необходимые для детального изучения биологической роли сфинголипидов, в достаточных количествах могут быть получены синтетическим путем.

Важным моментом в синтезе сфинголипидов является получение производных церамидов — N-ацилированных сфингозиновых оснований. Классическим соединением такого рода стал З-О-бензоилцерамид [224, 251, 252]:

RCH—СН—СН2ОН -»- RCH—СН—СН2ОН ->- RCH—СН—СН2ОТг -*¦

II II II

ОН NH2 ОН NHCOR' ОН NHCOR

->¦ RCH— СН—СН2ОТг -*¦ RCH—СН—СН2ОН+

CeH5COO NHCOR' C6H5COO NHCOR'

З-О-бензоилцерамид

+ RCH—СН—СНОН

I I С„Н6СОО NCOR'

I

сосвн6

н н

R = С15Н31, C=CC15H3i, C=CCi3H27; R' = С15Н3х, С17Н35 I I

н н

В последнее время разработан способ введения тритильной и бензо-ильной групп последовательно, без выделения, в одном и том же растворителе, а затем тритильная защита удаляется в кислой среде [253]. Благодаря надежному хроматографическому методу контроля удается провести синтез направленно и избежать образования значительных количеств побочного Ы-ацил-Ы-бензоилпроизводного [254].

340

З-О-Бензоилцерамид, как и все амидоспирты, в присутствии хлоран-гидридов кислот образует производные оксазолинов, поэтому при его фосфорилировании возможно образование подобных соединений.

Для синтеза сфингофосфолипидов в качестве фосфорилирующего агента часто используют р-хлор(бром)этилфосфорилдихлорид [255— 261]. В оптимальных температурных условиях (—10ч—15 °С) выход составляет около 80% [262]; в этих условиях практически не происходит замыкания оксазолинового цикла. После проведения фосфорилирования далее можно перейти как к сфингомиелинам, так и к сфингоэтанолами-ну. Сфингомиелин получают нагреванием фосфата с триметиламином. В синтезе сфингоэтаноламина для замены галогена на аминогруппу используют бис (диметилметоксисилил) амид калия [263] или бензиламин [260]. Этими методами были получены как производные дигидроряда, так и ряда сфингенина:

О II

RCH—СНСН2ОН + С12РО(СН2)2С1 -*-

I I

С6Н5СОО NHCOR

О

RCH—СНСН2—О—Р—0(СН2)2С1 С6НБСОО NHCOR' С1

о°с

-*• RCH-HC-CH2

CeHsCOO /О

I НаО CR'

° 1. N(GH3)3 °

II 2. ClftONa II +

RCH—СНСН2—О—Р—0(СН2)2С1 -»- RCH—СНСН2—О—Р—0(CH2)2N(CH3)3

C6HeCOO NHCOR' ОН ОН NHCOR' СГ

сфингомиелин *

1. KN[Si(OCH3)(CH3)2]2

I 2. СН3ОН

О

II +

RCH—СНСН2—О— Р—0(CH2)2NH3

II .1

ОН NHCOR О"

сфингоэтанол амии

Сфингофосфолипиды — кристаллические бесцветные вещества, плавящиеся в интервале 170—220 "С. В ИК-спектрах сфингофосфолипидов присутствуют полосы поглощения, характерные для амидной группировки (1640 и 1540 см—1), транс-двойной связи (980 см-1) и фосфатной группы (1200—'1050 см-'). Природные сфингофосфолипиды D-эрытро-конфигурации, а также синтетические оптически деятельные образцы, полученные на базе /^эрытро-оснований, обладают положительными значениями удельного вращения [а] в.

Гликосфинголипиды

Гликосфинголипиды — это сложные липиды, липофильная часть молекулы которых — церамид, соединена р-гликозидной связью с полярным углеводным остатком [264]. Они встречаются в составе наружных мембран клетки, а также в крови и чрезвычайно важны в явлениях межклеточной адгезии, обладают иммунологическими свойствами, а также играют важную роль в таких явлениях, как злокачественный рост клеток.

341

Среди гликосфинголипидов различают несколько классов соединений: цереброзиды, сульфатиды, церамидолигогексозиды, глобозиды, гемато-зиды, ганглиозиды.

Цереброзиды. Эта группа липидов впервые была обнаружена в составе мозга, в связи с чем и получила свое название. Цереброзиды не содержат фосфорной кислоты и при гидролизе дают сфингозиновое основание, жирную кислоту и гексозу (галактозу, реже глюкозу) в соотношении 1:1:1. При частичном гидролизе цереброзидов был получен пси-хозин — 4-сфингенилгалактозид:

СН2ОН

но /|—<\о—сн2—сн—сн—сн=снс13н27

он

nh2 он

он

Установлено, что цереброзиды являются 1-0-(р-Д-галактопирано-зил)-2-Ы-ацил-4-сфингенинами. Наиболее изученными представителями цереброзидов являются выделенные из мозга церазин, френозин, нервон и оксинервон, содержащие соответственно лигноцериновую, цереброно-вую, нервоновую и оксинервоновую кислоты:

сн2он

но j-ov о—сн2—сн—сн—сн=снс13н27

nh он

он сос23н47

церазин

сн2он

НО J-оч о—сн2—сн—сн—сн=снс13н27

nh он

I

он со—сн—с22н45

он

френозин

сн2он

НО I-о о—сн2— сн— сн—сн=снс13н27

NH ОН

СО-(СН2)13-СН=СН-(СН2)7-СН3

нервон

сн2он

но \-о о—сн2—сн—сн—CH=CHCi3H27

*\9Н nh он

qh со— сн— (сн2)12— сн=сн—(сн2)7—CHg,

он

оксинервон

342

Из селезенки был выделен глюкоцереброзид, содержащий вместо галактозы глюкозу:

СН2ОН

J—о о—сн2—СН—сн—сн=снс13н27

|\°Н у* NH ОН

но 1 Г I

со—с23н47

он

Среди минорных компонентов цереброзидов мозга обнаружены цере-брозиды, содержащие сфинганин, замещенный в положении 3 [265]:

НО

СН2ОН

¦ О о-сн2-сн-сн-с15н31

ОН л NH OR

ОН

COCi5H3i

R= СН—СН—Ci4H29, СОСвНзьС^Нзз

Сульфатиды. В отличие от цереброзидов, которые являются нейтральными гликолипидами, сульфатиды обладают ярко выраженным кислым характером. При их гидролизе кроме сфингозинового основания, жирной кислоты и гексозы образуется также серная кислота. Установлено, что сульфатиды — сульфаты цереброзидов — содержат остаток серной кислоты в положении 3 остатка галактозы, например:

НО

СН2ОН

3 О—СН2—СН—СН—СН=СН-(СН2)12—СН3 У" NH ОН

со— СН—Ci6H33

он

он

Из-за наличия сильной кислотной группировки сульфатиды легко образуют соли. В последнее время считают, что этим солям должна принадлежать важная роль в процессе ионного транспорта через мембраны.

Церамидолигогексозиды — гликосфинголипиды, углеводная часть молекулы которых является олигосахаридом, содержащим 2, 3 и более остатков нейтральных гликопираноз. Наиболее изученным соединением такого рода является цитолипин Н, который был выделен из эпидермо-идной карциномы человека и представляет собой смесь р-лактозидов различных церамидов:

СН2ОН СН2ОН но J—°ч рч J—о О—СН2-СН-СН-СН=СН-С13Н27

ОН

он

I

N11 ОН СО С15Н31

343

Глобозиды содержат в углеводной части молекулы олигосахарид, в состав которого наряду с нейтральными моносахаридами входит амино-сахар. Например, в эритроцитах человека присутствует N-ацетилгалак-тозаминил-(1 —*- 6)-галактозил(1 —*~ 4)-галактозил-(1 —*- 4)-глюко-зил- (1—»-1) -М-лигноцерил-4-сфингенин.

Гематозиды наряду с гексозами в углеводной части молекул содержат по крайней мере I моль сиаловой (нейраминовой) кислоты:

СН2ОН

НО-

НО-

О СООН

ОН

CH3COHN I Г он

N-ацетилиейрами-иовая кислот?

Их выделяют из эритроцитов и из мозга.

Ганглиозиды — наиболее сложные гликосфинголипиды, в углеводной части молекулы которых содержатся гликопиранозы, аминосахара и сиаловая кислота. В наибольшем количестве такие гликосфинголипиды находятся в коре головного мозга. Они существенно различаются между собой по составу и строению. Все ганглиозиды содержат, как правило, стеариновую кислоту, однако сфингозиновое основание может варьироваться. Для ганглиозидов коры головного мозга характерно наличие длинноцепных оснований состава С2о — 4-эйкозасфингенина и эйкоза-сфинганина, а также сфинганина и 4-сфингенина. Ганглиозиды могут содержать 1, 2, 3 и более остатков нейраминовой (сиаловой) кислоты, различают моносиало- (GM), дисиало- (Gd), трисиалоганглиозиды (GT) и т. д. В качестве примера можно привести формулу моносиалоганглио-зида, выделенного из мозга:

сн2он СН2ОН

СН9ОН СН2ОН

-Q )—Ч r-o-R

NHCOCH3

НООС

3

он

NHCOCH3

R= сн2-сн—сн-сн=снс13н27

C,5H31CONH ОН

—ОН —ОН СН2ОН

Молекулярная масса ганглиозидов колеблется в пределах 1500—3000. При установлении структуры ганглиозидов использованы приемы, типичные для химии гетерополисахаридов: периодатное окисление, мети-

344

лирование с последующим гидролизом, гидролиз специфичными нейр-аминидазами.

Важным моментом при изучении гликосфинголипидов является синтез отдельных представителей этого класса соединений или их фрагментов.

Синтез ряда цереброзидов был осуществлен [248] путем конденсации З-О-бензоилцерамида с 2,3,4,6-тетра-0-ацетил-а-?>-галактозилбромидом в присутствии цианида ртути и последующего снятия ацильных защит метилатом натрия по методу Земплена:

СН2ОАс АсО J-О

RCH=CH-CH—СН—СН,ОН \/ V, He(CN)2

II +

С6Н5СОО NHCOR

Bi

ОАс

СН2ОАс

АсО J-О г—О—СН2 —СН—СН— CH=CHR

1<ОАс)| ОАС

CH3ONa

R'C.ONH ОСОС6Н5 *~

СН2ОН

НО J-О г-О—СН2—СН—СН—CH=CHR

/ I I R'CONH ОСОС6Н5

ОН

Цианид ртути, по-видимому, является специфическим катализатором гликозилирования в ряду гликосфинголипидов [225]. При использовании обычных катализаторов реакции Кенигса — Кнорра (карбонат серебра или окись серебра) во всех случаях выделяемые вещества были смесью а- и р-аномеров [224, 266].

Осуществлен также синтез З-О-сульфата дигидроцереброзида. С этой целью 4,6-0-этилиден-1,2-0-изопропилиден-а-Д-галактоза была превращена в бензиловый эфир, затем удалили ацетальные защиты и после исчерпывающего ацетилирования сняли бензильную защиту гидрогено-лизом. Полученный на следующей стадии неустойчивый бромид без выделения ввели в конденсацию с З-О-бензоилцерамидом в присутствии цианида ртути. Обработка образовавшегося защищенного цереброзида S03 в пиридине дала 3-сульфат цереброзида:

уО-СН2 • 1. н+ СН2ОАс CHsOAc

„ 2.Ас20 ___I . I „

T—fo Т—[ с

Ч

он

ОАС 1 | Вг

ОАС ОАс

345

СН»ОАС

О г-О—CH2--CH-CHR

R'CONH OCOC6H5

1. S03,C5H5N г. CH3ONa

OAC

CHoOH

HO

—О—CHc—CH—CHR

, I I

R CONH OH

OH

Аналогичным методом был получен 6-О-сульфат цереброзида.

Кроме того, синтезированы психозин [252] и 1-0-лактозил-4-сфинге-нин [267]—продукты частичного гидролиза цереброзидов и цитолипи-на Н. Оба соединения содержат свободную неацилированную аминогруппу. В ходе синтеза для ее защиты была использована дихлорацетильная группировка, удаляемая гидролизом в присутствии Ва(ОН)2. Получен также З-О-алкилцереброзид [268]. Осуществлен синтез фрагментов по-лисахарйдной части молекулы ганглиозидов [269]. Однако более сложные гликосфинголипиды, особенно ганглиозиды, пока синтетически не получены.

БИОСИНТЕЗ И КАТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ БИОСИНТЕЗ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ кислот

В организмах различного происхождения обнаружены ферментные системы, осуществляющие полный синтез высших жирных кислот с помощью многократно повторяющейся конденсации двууглеродных фрагментов (синтез de novo). Подобный путь биосинтеза жирных кислот наблюдается в цитоплазме (немитохондриальные системы) и в митохондриях. Немитохондриальная ферментная система значительно более активна, и она в основном и ответственна за биосинтез de novo высших жирных кислот. Кроме того, в митохондриях и микросомальных фракциях обнаружены ферментные системы удлинения цепи жирных кислот.

Биосинтез de novo жирных кислот. Биосинтез насыщенных жирных кислот в большей степени изучен в бактериальных организмах, например Е. Coli; полагают, что в растительных и животных организмах общие принципы биосинтеза жирных кислот аналогичны [270].

Основным строительным блоком для синтеза высших жирных кислот служит ацетил-S-KoA, который образуется в митохондриях в результате р-окисления высших жирных кислот, а также при окислительном декарб-оксилировании пирувата, возникающего из глюкозы в процессе гликолиза. Как указывалось, основным участком биосинтеза высших жирных кислот является цитоплазма, куда и должен поступать ацетил-S-KoA. Однако митохондриальная мембрана непроницаема для ацетил-S-KoA, в связи с чем он должен подвергаться различным преобразованиям в транспортабельную форму, в которой может диффундировать через ми-тохондриальную мембрану. Для этого в распоряжении клетки, по-видимому, имеется несколько возможностей, причем трудно сказать, какая из

346

них реализуется в большей степени. Возможные механизмы, обеспечивающие перенос ацетильной группы через митохондриальную мембрану, приведены ниже:

v (сн3)зйсн2сн-сн2сосг

ОСОСН3

Митохо ндри альная мембрана "

Глюкоза гликолиз > Пируват

Карнитин Ацетилкарнитин

КоА^ЗН — CH3CO-SK0A

Внутримитохондриальная область

Оксалоацетат

Цитрат

Внемитохоидриальная система биосинтеза de novo жирных кислот

Пируват

' Ацетат ^ N

ацетил-

карнитин

Карнитин;

Ко ASH

Митохондриальная система биосинтеза de novo жирных кислот

CH3COSK0A Цитрат

По одному механизму ацетил-S-KoA переводится в ацетат с участием фермента ацетил-КоА-синтетазы:

CH3COSK0A + АМФ + ФФИ <—СН3СООН + KoASH + АТФ

Ацетат диффундирует в цитоплазму, где вновь превращается в аце-тил-S-KoA.

Другая возможность для проникновения митохондриального аце-тил-S-KoA в цитоплазму состоит в том, что он реагирует с оксалоацета-том с образованием цитрата:

НООС—СО—СНгСООН + CH3COSK0A + АДФ-Mg + Фи -<—»• ОН

НООС—С—СН2СООН + KoASH + АТФ-Mg I

СООН

Цитрат далее транспортируется через митохондриальную мембрану в цитоплазму, где под действием фермента цитрат-синтетазы превращается в ацетил-S-KoA и оксалоацетат, который снова включается в образование цитрата в митохондриях. Полагают, что данный процесс обеспечивает перенос основного количества ацетил-S-KoA в цитоплазму, где он является субстратом дл

страница 48
< 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
сухая штукатурка
Самое выгодное предложение в KNS - Epson L1800 цена - у нас всегда дешево!
цвет наружной рекламы в магазин обуви
сетка кладочная 5 5

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
(29.05.2017)