1. Теоретические основы биоорганической химии

Объектами изучения химической науки являются химические соединения и их взаимопревращения. На конец 2006 года описано приблизительно 18 миллионов индивидуальных химических веществ, из которых около 80% составляют соединения углерода с такими элементами как H,O,N,P,S, галогены.

Уникальная способность атомов углерода образовывать прочные простые и кратные связи не только с перечисленными выше элементами-органогенами, но также друг с другом, создавая при этом длинные линейные и разветвленные цепи, циклы разного размера и сложные каркасные структуры, обеспечивает возможность для существования бесчисленного множества углеродсодержащих соединений. Такие соединения составляют основу организмов растений и животных и по своим свойствам существенно отличаются от свойств соединений других элементов. Поэтому они получили название «органические соединения».

Биоорганическая химия — наука, которая изучает связь между строением органических веществ и их биологическими функциями.

Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, и биорегуляторы (витамины, гормоны, антибиотики, феромоны, сигнальные вещества, биологически активные вещества растительного происхождения, а также синтетические регуляторы биологических процессов (лекарственные препараты, пестициды и др.)).

Биополимеры — классполимеров(высокомолекулярные соединения), встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов:белки,нуклеиновые кислоты,полисахариды.

Биополимеры состоят из одинаковых (или разных) звеньев — мономеров. Мономеры белков —аминокислоты, нуклеиновых кислот —нуклеотиды, полисахаридов —моносахариды.

Высокомолекулярные природные соединения, являются структурной основой всех живых организмов и играют определяющую роль в процессах жизнедеятельности.

2. Липиды

Липиды — большая группа природных органических соединений, широко распространенных среди живых организмов, характеризующихся нерастворимостью в воде, растворимостью в неполярных растворителях (эфире, хлороформе и бензоле) и содержанием высших алкильных радикалов.

Липиды играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Они входят в состав клеточных мембран, влияют на их проницаемость, участвуют в образовании межклеточных контактов и передаче нервного импульса. Жиры являются очень эффективными источниками энергии. В натуральных жирах содержатся жирорастворимые витамины и незаменимые жирные кислоты. Липиды создают термоизоляционные покровы животных и защищают органы и ткани от механических повреждений.

Липиды крайне разнообразны по своему химическому строению и свойствам. В зависимости от способности к гидролизу липиды подразделяют на омыляемые и неомыляемые.

Омыляемые (ацильные) липиды содержат сложноэфирную связь между спиртовой группой и ацилом (остатком жирной кислоты). В результате гидролиза распадаются на несколько (обычно не более четырех) структурных компонентов и при взаимодействии с щелочами образуют соли жирных кислот – мыла.

Неомыляемые липиды (изопреноиды) представляют собой производные изопрена. К ним относятся стеролы, картиноиды, хлорофиллы, жирорастворимые витамины и др. изопреновые соединения.

Липиды делят на простые (содержат два компонента) и сложные (содержат три и более компонента). К простым липидам относят воска, жиры и масла, церамиды, к сложным липидам – фосфолипиды, сфинголипиды и гликолипиды.