17.4. Шестичленные азотсодержащие гетероциклы с двумя гетероатомами

Пиримидин – 6-членный ароматический гетероцикл с двумя атомами азота.

Важную биологическую роль играют гидрокси- и аминопроизводные пиримидина.

Урацил, тимин и цитозин – нуклеиновые основания; входят в состав нуклеозидов, нуклеотидов, нуклеиновых кислот. Существуют в таутомерных оксо- и гидроксиформах, переходы между которыми осуществляются за счет миграции протона между кислородом и азотом кольца.

Урацил по систематической номенклатуре называется 2,4- дигидроксипиримидин, а оксо-форма – 2,4-диоксопиримидин, тимин – 2,4-дигидрокси-5-метилпиримидин, его оксо-форма – 2,4-диоксо-5-метилпиримидин, цитозин – 2-гидрокси-4-амнопиримидин, его оксо-форма – 2-оксо-4-аминопиримидин.

Наиболее стабильными являются оксо-форма для цитозина и диоксо-формы для урацила и тимина. Оксо-формы нуклеиновых оснований образуют прочные межмолекулярные водородные связи.

Ассоциация такого типа играет важную роль в формировании структуры ДНК.

Тиамин (витамин В₁) содержит два гетероцикла – пиримидин и тиазол.

Тиамин является предшественником кофермента кокарбоксилазы, принимающего участие в декарбоксилировании a -кетокислот и синтезе кофермента А.

17.5. Конденсированные гетероциклы

Пурин – ароматическое гетероциклическое соединение, содержащее конденсированные пиримидиновый и имидазольный циклы.

Важную биологическую роль играют гидрокси- и аминопроизводные пурина.

Аденин и гуанин - нуклеиновые основания; входят в состав нуклеозидов, нуклеотидов, в том числе нуклеотидных коферментов, нуклеиновых кислот.

По систематической номенклатуре аденин называется 6-аминопурин, гуанин – 2- амино-6- гидроксипурин.

Гидроксипурины – гипоксантин, ксантин, мочевая кислота – продукты метаболизма пуриновых оснований. Гидроксипурины. 6-гидроксипурин (6-оксопурин) или гипоксантин, а также 2,6-дигидроксипурин (2,6-диоксопурин) или ксантин и 2,6,8-тригидроксипурин (2,б,8-триоксопурин) или мочевая кислота — образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот. Ниже они изображены в лактамной форме, в которой находятся в кристаллическом состоянии.

Мочевая кислота – конечный продукт метаболизма пуриновых соединений в организме. Она выделяется с мочой. Соли мочевой кислоты – ураты – откладываются в суставах при подагре, а также в виде почечных камней. В результате нагревания мочевой кислоты с азотной кислотой с последующим добавлением аммиака к охлажденной реакционной смеси появляется интенсивное фиолетовое окрашивание. Это используется для качественного обнаружения соединений, содержащих пуриновое ядро (мурексидная реакция).

Пуриновые алкалоиды – кофеин, теофиллин, теобромин – метилированные по азоту производные ксантина. Содержатся в чае, кофе, какао-бобах.

Кофеин – эффективное средство, возбуждающее центральную нервную систему и стимулирующее работу сердца. Теофиллин и теобромин менее эффективны, однако обладают сильными мочегонными свойствами.

18. Нуклеиновые кислоты

18.1. Нуклеозиды

Нуклеозиды – это N-гликозиды, образованные нуклеиновыми основаниями (урацилом, тимином, цитозином, аденином и гуанином) и рибозой или дезоксирибозой. Связь между нуклеиновым основанием и углеводным остатком называется гликозидной.

Для обозначения нуклеозидов используются однобуквенные обозначения, входящих в их состав нуклеиновых оснований. Названия нуклеозидов соответствуют названию нуклеинового основания с суффиксами идин у пиримидиновых и озин у пуриновых нуклеозидов. Например:

Цитозин + рибоза цитидин

Цитозин + дезоксирибоза дезоксицитидин

Аденин + рибоза аденозин

Аденин + дезоксирибоза дезоксиаденозин

Исключение – тимидин, а не дезокситимидин, входящий в ДНК. В РНК встречается крайне редко, и тогда название – риботимидин. Нуклеозиды сокращенно обозначают однобуквенным кодом – начальная буква их латинского названия с добавлением префикса d в случае дезоксинуклеозидов.

В природе нуклеозиды встречаются также в свободном состоянии, преимущественно в виде нуклеозидных антибиотиков, которые проявляют противоопухолевую активность. Нуклеозиды-антибиотики имеют некоторые отличия от обычных нуклеозидов в строении либо углеводной части, либо гетероциклического основания, что позволяет им выступать в качестве антиметаболитов, чем и объясняется их антибиотическая активность.