20. Понятие о хелатных соединениях. Хелатообразующие лиганды, примеры

Хелатные соединения - комплексные соединения, в которых лигандприсоединен к центральному атому металла посредством двух или большего числа связей. Характернаяособенность хелатных соединений - наличие циклических группировок атомов, включающих атом металла, как, напр., в гемоглобине, хлорофилле. Хелатные соединения используют в химической промышленности, напр. для разделения близких по свойствам металлов, в аналитической химии.

Органические хелатообразующие лиганды     широко используются в аналитической практике как осадители ионов металлов. Растворимость хелатных комплексов этого типа зависит прежде всего от свойств лигандов, заряда, устойчивости и структуры образующегося  комплекса. Предполагается, что в     определении стереохимии значительная роль принадлежит лиганду, являющемуся партнером в образовании координационной связи. Координационное число иона металла по отношению к монодентатным лигандам определяется главным образомразмером лиганда и числом потенциальных донорных атомов. Детальная стереохимия для данного координационного числа в большинстве случаев зависит от требований иона металла (эффекты кристаллического поля) и в изменяющейся степени от стереохимии лиганда, хелатообразующих свойств и природы донорных  атомов, принимающих участие в образовании связи. Группу атомов (молекулу или ион), которая может связываться с одним и тем же     ионом металла несколькими из своих атомов, называют хелатообразующей или полидентатным лигандом. Известны хелатообразующие агенты, координирующиеся двумя, тремя, четырьмя, пятью, шестью и даже восемью донорными атомами чаще всего встречаются агенты с двумя донорными атомами. Такие полидентатные лиганды называют соответственно би-, три-, тетра-, пента- и гексадентатными.

2. Классификация полисахаридов.

Для характеристики полисахаридов важно знать, из каких остатков моносахаридов построена цепь, каким образом они связаны между собой и чем отличается их макроструктура.

Классификация полисахаридов

Существует несколько видов классификации:

- по типу моносахаридов, входящих в полисахарид;

По типу моносахаридов различают гомополисахариды и гетерополисахариды. Гомополисахариды построены из остатков моносахаридов одного типа (амилоза, амилопектин, гликоген, целлюлоза, пектин). Так, построенные из молекул глюкозы полимеры называют глюканами, иногда конкретизируя особенности строения цепи (тип гликозидной связи и номера гидроксильных групп, через которые образованы связи). Например, линейную амилозу называют α-D-(1-4)глюкан, а целлюлозу – β-D-(1-4)глюкан.

Гетерополисахариды содержат остатки двух или большего числа моносахаридов, для которых важна последовательность чередования в молекуле полимера (гиалуроновая кислота, альгиновая кислота, арабиноглюкогалактаны, хондроитинсульфаты, гепарин и др.).

3.5. Биологические функции углеводов

К наиболее важным функциям полисахаридов относятся: энерге­тическая, опорная, защитно-механическая, связующая и структурная.

Энергетическая функция. Ее выполняют резервные гомополисахариды - крахмал и гликоген. При необходимости гликоген быстро расщепляется с образованием легхоусвояемого источника энергии - глю­козы. Крахмал пищи также распадается до глюкозы под действием фер­ментов пищеварительного тракта. За счет окисления углеводов удовле­творяется половина потребностей человека в энергии.

Опорную функцию выполняет целлюлоза в растительных ор­ганизмах и хондроитинсульфаты в костной ткани.

Защитно-механическая - типичная функция гетерополисахаридов. Высокая вязкость и слизеподобная консистенция объясняет их роль защищающего поверхность клеток. Выстилая трущиеся поверхности сосудов, мочеполовых путей, пищеварительного тракта, слизистой носа, трахеи, бронхов, суставов (синовиальная жидкость) и т.д., они предохраняют их от механического повреждения.

Связующая, или структурная, функция - кислые гетерополи­сахариды являются структурным межклеточным веществом, одновремен­но выполняющим функцию биологического цемента (например гиалуроновая кислота). Углеводы - обязательный компонент большинства внут­риклеточных структур, а в растительных организмах - основа клеточных мембран.

Гидроосмотическая и ионрегулирующая функции. Кислые гетерополисахариды, благодаря высокой гидрофильности и отрицатель­ному заряду, способны удерживать большие количества воды и катионов. Например, гиалуроновая кислота связывает воду и катионы, регулируя межклеточное осмотическое давление. Подобно осмометру, эта кислота препятствует излишнему скоплению свободной воды в межклеточном пространстве.

Кофакторная функция. Некоторые гетерополисахариды, та­кие как гепарин и гепарансульфат, действуют как кофакторы ферментов. Гепарин проявляет свойства тех ферментных белков, у которых он игра­ет роль кофактора. Поэтому он осуществляет антисвертывающую функ­цию (задерживает свертывание крови) и антилипемическую (снижает уровень липидов в крови, активируя их расщепление). На практике гепа­рин и сульфатированные синтетические полисахариды (гепариноиды) широко применяют как антикоагулянты и противоатеросклеротические препараты.

Синтетическая функция. Углеводы используются для синтеза соединений других классов: нуклеиновых кислот, нуклеотидных коферментов, липидов, белковых аминокислот, гликопептидов и т.д.

Билет №21

2. Строение гемопротеидов на примере миоглобина.

Структура и функции миоглобина

Миоглобин относят к классу гемсодержащих белков, т.е. он содержит простетическую группу - гем, довольно прочно связанную с белковой частью. Миоглобин относят к глобулярным белкам; он имеет только одну полипептидную цепь.