Документ_Microsoft_Word (1)

стеринів є холестерол. Холестерол має подвійний зв'язок між 5-м і 6-м

атомами вуглецю, тобто є ненасиченим спиртом. Гідроксильна група при С-3 може бути етерифікована вищою жирною кислотою, при цьому утворюється ефір холестеролу (стерид). Ефіри холестеролу є транспортною (у складі ліпопротеїдів крові) і резервною формами холестеролу. Вони депонуються у цитозолі клітин.

Холестерол

''ОН

Холева кислота

'■Я . . і

Основні функції холестеролу в організмі людини:

•структурна - входить до складу плазматичних мембран. Холестерол знаходяться у гідрофобній частині ліпідного бішару, оскільки вся циклічна частина молекули з боковим ланцюгом - гідрофобна. Гідрофільна ОН-група примикає до гідрофільних «головок» фосфоліпідів. Холестерол знижує плинність мембран і надає їм більшої жорсткості. Разом із фосфоліпідами і білками він забезпечує вибірну проникність мембран клітини, регулює її стан і активність пов'язаних з ними ензимів;

•попередник у синтезі стероїдних гормонів, жовчних кислот, вітаміну Дз.

//Складні ліпіди:

1Фосфоліпіди. Залежно від спирту, який входить до складу фосфоліпіду, їх поділяють на гліцерофосфоліпіди і сфінгофосфоліпіди.

1.1 Гліцерофосфоліпіди - це складні ефіри гліцеролу і жирних кислот, похідні фосфатидної кислоти, етерифікованої аміноспиртами - холіном, етаноламіном, серином.

Залежно від аміноспирту, який входить до складу фосфоліпіду, вони мають назву - фосфатидилхолін (лецетин), фосфатидилетаноламін, фосфатедилсерин.

■ CHj-O-CO-R,

І

CH-O-CO-Rz

О

ІII

СН2 - О - Р - О - холін (етаноламін, серин)

СООН У природних фосфоліпідах у а-положенні знаходяться насичені жирні

кислоти, у р-положенні - ненасичені жирні кислоти. Інозитфосфатиди замість азотистої основи містять 6-атомний циклічний спирт інозитол.

Біологічна роль гліцерофосфоліпідів базується на їх амфіфільних властивостях. У своїй структурі вони містять гідрофільні, полярні «голівки», икі представлені залишками азотової основи і фосфорної кислоти, і гідрофобні неполярні «хвости» (вуглеводневі радикали жирних кислот).

•Завдяки амфіфільності, у водному середовищі фосфоліпіди формують ліпідний бішар мембран, утворюють міцели та ліпосоми.

1.2Сфінгофосфоліпіди - містять аміноспирт сфінгозин, один залишок жирної кислоти, зв'язаний із аміногрупою амідним зв'язком, залишок фосфорної кислоти і азотову основу (частіше холін). Сфінгомієліни - найбільш поширені сфінгофосфоліпіди. Особливо багато їх у нервовій тканині. Молекула

•фіпгомієліну містить полярну «голівку» (позитивно заряджений залишок мниму і негативно заряджений залишок фосфорної кислоти), та два неполярних

■■хпости» (аліфатичний ланцюг сфінгозину і ацильний радикал жирної кислоти).

Структура сфіигомієліну

•Сфінгомієліни як амфіфільні речовини є структурними компонентами мембран.

•Сполуки сфінгозину з жирними кислотами мають назву церамідів.

Структура цераміду

2 Гліколіпіди - широко представлені в тканинах мозку, у невеликій і Ііи.ісості зустрічаються в інших тканинах.

2.1Глікосфінголіпіди - вуглеводні похідні церамідів - є головною формою

ііііколіпідів у клітинах тварин.

Ми відміну від сфінголіпідів, глікосфінголіпіди не містять фосфорної кислоти й азотової основи, але включають один або декілька залишків иуі леиодів. Вуглеводна частина може бути моносахаридом (частіше галактоза), мііііосахаридом (залишки глюкози, галактози, ацетельовані глюкозаміни, і ФИШточаміни та ін.). Частіше всього галактоцераміди містять жирні кислоти із '■І игомами вуглецю - лігноцеринова, нервоиова, церебронова.

2.2 Гангліозиди — утворюються з глікозилцерамідів і додатково містять одну чи декілька молекул сіалової кислоти (частіше нейрамінову), а замість залишку глюкози - складний олігосахарид.

Схема структури найпростішого з гангліозидів гематозиду: Галактоза - Глюкоза - Сфінгозин

N-ацетилиейрамінова кислота

• Гангліозиди знаходяться переважно у сірій речовини мозку, у плазматичних мембранах нервових і гліальних клітин, виконують рецепторні та інші функції.

Лекція №13

.«*>,!•;«!./;,& Біологічно важливі гетероциклічні сполуки. Нуклеотиди та нуклеїнові кислоти.

До гетероциклическим відносяться сполуки, що містять цикли, в яких один або два (декілька) атомів є елементами, відмінними від вуглецю. Гетероциклічні системи різноманітні. Елементи, які беруть участь в утворенні циклу, називають гетероатомами. Відповідно до кількості гетероатомів цикли

поділяють H3.M0H0 -, ди -, трігетероатомнпе кільця.

Гетероцикли можуть містити три, чотири, п'ять і більше атомів. Як і у випадку карбоцікліческіх сполук, найбільш стійкі цикли з п'ятьма і шістьма атомами.

Пяпшчленні із одним гетероатомом

тіофен фуран

Пятичленні із двома гетероатомами

NH О

Шестичленні із одним гетероатомом

пиридин Шестичленні із двома

N'

гетероатомами

Для п'ятичленних циклів типовими с реакції електрофільного заміщення: нітрування, сульфування, галогенування, ацилювання, поєднання з солями ліп іонію. Тому пірол, фуран і тіофен можна вважати ароматичними сполуками.

н

Н

Механізм електрофільного заміщення в п'ятичленних гетероциклів суттєво не нідрізняється від загальноприйнятого механізму заміщення в ароматичних

''і днішнях, який передбачає зміну гібридизації атакується атома вуглецю від sp 2 в sp3 та освіта комплексів, які є проміжними сполуками.

НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ

Нуклеїнові кислоти — це біополімери, які виконують найважливіші біологічні функції - збереження спадкової інформації та її реалізації протягом життя клітини. У більшості організмів функцію збереження спадкової інформації виконує ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота). При поділі клітин дочірні клітини одержують точну копію спадкової інформації. Різні види РНК (рибонуклеїнових кислот) забезпечують реалізацію спадкової інформації в клітині протягом її існування шляхом участі в синтезі специфічних білків, закодованих в структурі ДНК. За хімічною будовою нуклеїнові кислоти є полінуклеотидами, а за хімічним складом характеризуються постійним вмістом фосфору (8 - 10%) і нітрогену (15 - 16% за масою). Мононуклеотиди Мононуклеотиди складаються з трьох компонентів: залишків азотистої основи, пентози та ортофосфорної кислоти. Це найбільш складно побудовані мономери з тих, що утворюють біомолекули. До складу нуклеїнових кислот входять азотисті основи двох типів - пуринові і піримідинові. Нуклеотиди, які не утворюють полімерів, наприклад деякі кофермемти, містять інші нітрогеновмісні гетероцикли, що проявляють основні властивості (наприклад, нікотинамід). Азотисті основи є похідними гетероциклів пурину і піримідину. До складу нуклеїнових кислот входять пуринові основи аденін і гуанін і піримідинові - тимін, цитозин, урацил:

н

іїїртлдан Уравдш Цшоза

Крім них є основи, які рідко зустрічаються, і тому названі мінорними, наприклад:

NH, МИ, ЦД О О

гжшптспі 5-O*

Вони виконують специфічні функції в нуклеїнових кислотах. Азотистим основам властива кето-енольна таутомерія. В складі нуклеотидів вони знаходяться в кетоформі і лише в ній можуть утворювати характерні водневі зв'язки, стабілізуючі полімер, а піримідинові основи і зв'язки з пентозою.

Сполука, утворена азотистою основою і залишком пентози - рибози або дезоксирибози, називається нуклеозидом. Це b-глікозид, в якому пуринова основа утворює зв'язок по атому азоту N9, а піримідинова - N1, наприклад:

он

н» он

по

В залишках пентози атоми карбону позначають номером із штрихом, наприклад, 3/, щоби не плутати нумерацію атомів в пентозі і основі. Мононуклеотиди є фосфатними естерами нуклеозидів - нуклеозидмоно-, диабо трифосфатами:

"О-Р=О

о"

У-АІФ

Номенклатура нуклеозидів і 5/-рибонуклеотидів

Нуюеозид Рибонуклеопшд

Atomucma основа

Прій конденсації двох мононуклеотидів утворюється динуклеотид, причому реалізуються два типи сполучення: а) фосфодиефірний зв'язок, б) пірофосфатний зв'язок:

о о нчікр

цб)

Динуклеотид, утворений за допомогою фосфодиефіриого зв'язку, можна продовжити (наростити) з обох боків з утворенням полінуклеотидного ланцюга. Оскільки напрямок нарошування ланцюга має при біосинтезі велике значення, кінцевий нуклеотидний залишок, що містить фосфат в 5/-положенні називають 5/-КІНЦЄМ молекули, а залишок нуклеотиду, який має вільний гідроксил в 3-му положенні пентози - ЗАкінцем молекули. Приєднання наступного мононуклеотиду до 3/-кінця молекули означає нарощування ланцюга в напрямку 5/®3/. В такому напрямку нарощуються полінуклеотидні

"До динуклеотидів, побудованих за допомогою пірофосфатного зв'язку, належать, наприклад, коферменти НАД+, НАДФ+, ФАД.

певного виду організмів, а отже, може служити видовою характеристикою. Для тварин це співвідношення становить 1,3 - 1,5, рослин - 1,1 — 1,7, і найбільший

Молекули ДНК дуже великі, навіть в порівнянні з іншими біополімерами. Так ДНК з клітини людини містить близько трьох трильйонів азотистих основ. Тому їх структуру доцільно зображати за допомогою поняття про рівні укладки.

Первинна структура ДНК - це послідовність мононуклеотидних залишків у полінуклеотидному ланцюгу. Полінуклеотид можна зобразити схематично, позначивши азотисті основи першими буквами їх українських або міжнародних назв, пентози - прямою лінією, а 3/-5/-фосфодиестерні зв'язки - косими лініями

рентгеноструктурного аналізу і співставлення його результатів з кількісними співвідношеннями, виведеними Е. Чаргаффом. Вторинна структура ДНК представляє собою подвійну спіраль, утворену двома антипаралельними полінуклеотидними ланцюгами. Цю структуру часто порівнюють з гвинтовими сходами, в яких "сходинки" утворені азотистими основами, оберненими назустріч одна іншій всередину, а "обіччя" - це залишки пентози і фосфату, що чергуються (Рис. 4.2.) Напроти аденіну завжди розташовується тимін, а напроти гуаніну - цитозин, що узгоджується з правилами Чаргаффа. Така строга просторова відповідність азотистих основ називається комплементарністю. Обидва ланцюги молекули, в цілому, комплементарні, тобто доповнюють один одного. Завдяки комплементарності всі "сходинки" спіралі мають однакову ширину - її діаметр становить 2,0 нм.. Спіраль стабілізується водневими зв'язками між комплементарними основами: двома між аденіном і тиміном і трьома між

"I

цитозином:

Цитзи-Гужн

Між площинами ароматичних кілец існують також гідрофобні, так звані "стекінг" - взаємодії, завдяки яким пари основ утримуються як стовпчик монет. Спіраль правозакручена, плектономічна, тобто ланцюги не можна роз'єднати, не розкрутивши спіраль. Відомі розміри спіралі: відстань між парами азотистих основ складає 0,34 нм, а на один оберт спіралі, висота якого 3,4 нм, припадає 10 нуклеотидних пар

Третинна структура ДРІК. Розрахунки показують, що подвійна спіраль ДНК з ядра однієї клітини людини займає відстань 1,8 м. Зрозуміло, що в ядрі діаметром 5 мк вона повинна бути укладена дуже компактно у третинну структуру. Така структура у еукаріот утворюється за участю молекул білків. В результаті формується нуклеопротеїд хроматин. Укладка досягається шляхом суперспіралізації і здійснюється в три етапи: Перший, нуклеосомний підрівень нагадує буси, де кожна бусинка - це нуклеосома, яка формується накручуванням подвійної спіралі ззовні, як нитки на котушку, на октамери (поєднання вісьми молекул) білків гістонів. Другий підрівень, супербідний, утворюється завдяки утворенню супервитків діаметром до 30-35 нм. Це своєрідний соленоїд, на один виток якого припадає 6-8 нуклеосом. Ця структура стабілізується за рахунок розташованого вздовж осі фібрили гістонового стрижня. Третій підрівень, - це петлева структура. Соленоїдні структури випетлюються від білкового стрижня хромосоми. В результаті цього лінійні розміри ДНК зменшуються ще у 180 разів.. Таким чином, сама ДНК має біспіральну організацію і досягає вйсококомпактного стану суперспіралі при взаємодії з білками і утворюючи разом з ними хроматин, в якому на білок припадає близько 60%, ДНК - 35%, РНК - 5% за масою.

Список використаних джерел

1.В.О. Калібабчук, Л.І. Грищенко, В.І. Галинська, С.М. Гождзінський, Т.О. Овсянікова, В.А. Самарський. Медична хімія. - Київ. „Тнтермед, 2006, - 460с.

2.В.А. Калибабчук, Л.И. Грищенко, В.И. Галинская, С.М. Гождзинский, Т.А. Овсянникова, В.А. Самарский. Медицинская химия. - Киев, „Медицина", 2008, -311с.

3.А.С. Мороз, Д.Д. Луцевич, Л.П. Яворська. Медична хімія. - Вінниця, „Нова книга", 2006, - 775с.

4.Мороз А.С, Ковальова А.Г. Фізична та колоїдна хімія. - Львів: "Світ", 1994, -

279с.

5.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. Москва "Высшая школа", 1975, - 256с

6.К.И. Евстратова, Н.А. Копина, Е.Е. Малахова: Физическая и колоидная химия. - М: Высшая школа, 1990, - 487с.

7.Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд, А.З. Книжник. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. - Москва, „Высшая школа", 2000, - 560с.

8.Левітін Є.Я., Бризицька A.M., Клюева Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. - Вінниця, „Нова книга", 2003. — 464с.

9.Зеленин К.Н. Химия. -Санкт-Петербург: "Специальная Литература", 1997, -

688с.

10.Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам. - Москва, «Мир», 1980.

11.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф, Биологическая химия. - М.: Медицина, 2007. -

752с.

12.Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача.- Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. - 384 с.

13.Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. - Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. - 744 с.

14.Губський Ю.І. Біологічна хімія - Київ-Вінниця: «НОВА КНИГА», 2009. -

664с.

15.Губський Ю.І. Біоорганічна хімія. - Київ-Вінниця: «НОВА КНИГА», 2007.-

432с.

17.Губський Ю.1., Хмелевський Ю.В., Сударикова Л.Г., Усатенко O.K. Біоорганічна хімія. - К.: Вища шк., 1997. - 285 с.