Травень В.Ф. - Органическая химия. В 3 т. Т. 3

Эта реакция протекает во всех живых организмах, как в растительных, так и в животных. Энергия сохраняется в АТФ и используется в дальнейшем во всех процессах, протекающих с расходованием энергии: сокращение мышц, синтез макромолекул, умственная энергия и т. д.

O

Таким образом, биологическое окисление глюкозы идет в несколько стадий, а высвобождаемая при этом энергия консервируется в виде макроэргических соединений. Как уже отмечено, ведущую роль среди этих соединений играет АТФ. Группа реакций, которые в конечном итоге дают АТФ, получила несколько названий: цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты.

Этими реакциями завершается аэробное окисление (т. е. в присутствии кислорода воздуха) органических молекул в живых организмах. Связь между циклом Кребса и другими процессами превращения биологических молекул показана схематически ниже.

Сахара

Глюкоза

Пировиноградная кислота

Из схемы видно, что одна из функций АТФ заключается в переносе фосфатных групп (фосфорилирование). В живых системах экзергонический гидролиз АТФ нередко сопряжен со второй эндергонической реакцией. Энергия, которая высвобождается при гидролизе АТФ, «запускает» эндергонический процесс.

Углеводы являются источником энергии человека в повседневной жизни. В частности, энергию, содержащуюся в гликогене, человек расходует в течение одного дня. Энергия «длительного» хранения содержится в жирах. Запасы жиров у человека таковы, что их энергию человек сможет израсходовать не ранее чем через месяц. При этом следует иметь в виду, что биохимическое расщепление 1 г жира до CO2 и воды дает в 2 раза больше энергии, нежели расщепление 1 г углеводов или 1 г белков.

Однако, так как современный человек не нуждается в длительной консервации энергии, его физиологическую потребность в жирах следует признать невысокой. Это тем более справедливо, поскольку человеческий организм самостоятельно способен синтезировать все насыщенные глицериды и часть ненасыщенных глицеридов. Незаменимыми являются глицериды лишь некоторых ненасыщенных жирных кислот; они должны быть представлены в рационе питания.

Глава 27. АМИНОКИСЛОТЫ,

ПЕПТИДЫ И БЕЛКИ

Термин «протеины» происходит от греческого слова “proteios”, которое означает «первичный». Этим подчеркивается первостепенная значимость протеинов для всех живых организмов. В частности, протеины составляют не менее 50% сухой массы организма человека. В русском языке для обозначения протеинов широко распространен термин «белки».

Функции белков в организме чрезвычайно многообразны. Некоторые из них (например, коллаген) составляют основу костно-мышечных тканей. Другие белки включены в иммунную систему и выполняют защитные функции против инфекций и возбудителей болезней. Наиболее важные белки — ферменты (энзимы), которые катализируют химические реакции, протекающие в организме, и гормоны, регулирующие все биохимические процессы в организме.

Белки являются полимерами, в которых фрагменты α-аминокислот соединены амидными связями. Для построения белков природа использует 20 α-аминокислот. В состав белка может быть включено от 50 до 8000 молекул аминокислот, а молекулярная масса белка может достигать 1 млн.

27.1.КЛАССИФИКАЦИЯ α-АМИНОКИСЛОТ

Все α-аминокислоты имеют следующую общую формулу:

H O

H2N C C OH

R

В основе классификации лежат свойства боковой группы — заместителя R. Этот заместитель может иметь нейтральную, полярную, основную или кислотную природу. Ниже природные α-аминокислоты классифицированы в зависимости от свойств заместителя R. Указаны также структурные формулы α-аминокислот, их полные и сокращенные названия, а также значения их изоэлектрических точек рНi (см. разд. 27.4.1).