|
|
|
Главная --> Справочник терминов Биологическую активность Кетонное расщепление является важной реакцией и в биологическом отношении; раньше мы уже указывали, что окисление жирных кислот (стр. 246) в организме ведет к кетонам через fi-окси- и {3 -кетокарбоновые кислоты и что прогоркание жиров (стр. 270) вызвано действием плесневых грибков, превращающих жирные кислоты в ji-кетокарбоновые кислоты и последние в кетоны. Проблема обеспечения животноводства и птицеводства белком — одна из наиболее острых. Дефицит в белке в значительной мере пополняется за счет увеличения производства кормов, обогащенных полноценными в биологическом отношении добавками и в первую очередь дрожжами. К гидроксильным группам части этих аминокислотных остатков присоединены гликозидными связами углеводные цепи, общее число которых достигает нескольких сотен. Эти цепи содержат 15-20 моносахаридных остатков каждая, имеют высокоразветвленную структуру и построены из остатков N-ацетил-В-глюкозамина, N-аце-тил-В-гал актов амина, D-галактозы, L-фукозы, и в части случаев N-ацетил-В-нейраминовой кислоты. В биологическом отношении максимально функциональны (непосредственно ответственны за групповую специфичность) концевые (внешние) участки полисахаридных цепей, включающие несколько моносахаридных остатков (так называемые детерминанты). Именно здесь расположены все остатки L-фукозы и N-ацетил-В-нейраминовой ки слоты (см. схему). важнейшие в биологическом отношении типы соединений, как полиса- чайно важного в биологическом отношении моносахарида. Кроме того, ценный в биологическом отношении белок, В природе обнаружено свыше 500 жирных кислот. Часть из них широко распространена, хорошо изучена и важна в биологическом отношении. В наибольшем количестве промышленностью выпускаются [2] следующие жирные кислоты: олеиновая, линоле-вая, пальмитиновая, линоленовая, стеариновая, лауриновая, эру-ковая, миристиновая. Другую группу составляют соединения хотя и менее распространенные, но тоже широко известные и легко подвергающиеся метаболическим превращениям, характерным для жирных кислот. Имеются кислоты, содержащиеся в небольшом числе природных источников; биологическая роль этих кислот не выяснена, и они по большей части недостаточно изучены. Несмотря на это многие из них представляют определенный интерес. Большинство недавно обнаруженных кислот имеет необычное сочетание обычных (для соединений этого класса) структурных особенностей; лишь изредка в них обнаруживают новые структурные звенья. Бензохинолины образуют две отчетливо различающиеся группы; в соединениях одного типа бензольное кольцо сконденсировано с бензольной частью молекулы хинолина, а в других — с гетероциклической. Соединения первой группы по методам получения и свойствам напоминают хинолины. Другая группа, в которую входят акридин и фенантридин, представляет больший интерес в химическом и биологическом отношении и это связано с некоторыми специфическими свойствами гетероциклического кольца, зависящими от места, по которому оно сконденсировано с бензольным. Фенантридин является бензо [с]хинолином, изостером фенантрена; его можно рассматривать и как производное хинолина и как производное изохинолина. В большинстве работ, посвященных фенантридину, использована система нумерации, приведенная в формуле I, она же применяется в настоящей главе; следует, однако, отметить, что в The Ring Index и Chemical Abstracts с 1937 г. принята другая система (II). Фенантридин часто изображают формулой III» чтобы подчеркнуть его родство с дифенилом. К моноциклическим 1,4-диазинам относятся ароматические пиразины (I), дигидро- и тетрагидропиразины и полностью насыщенные пиперазины (II). Особый класс пиперазинов представляют дикетопиперазины (III), являющиеся производными важных в биологическом отношении' аминокислот. Бензохинолины образуют две отчетливо различающиеся группы; в соединениях одного типа бензольное кольцо сконденсировано с бензольной частью молекулы хинолина, а в других—с гетероциклической. Соединения первой группы по методам получения и свойствам напоминают хинолины. Другая группа, в которую входят акридин и фенантридин, представляет больший интерес в химическом и биологическом отношении и это связано с некоторыми специфическими свойствами гетероциклического кольца, зависящими от места, по которому оно сконденсировано с бензольным. Фенантридин является бензо [с]хинолином, изостером фенантрена; его можно рассматривать и как производное хинолина и как производное изохинолина. В большинстве работ, посвященных фенантридину, использована система нумерации, приведенная в формуле I, она же применяется в настоящей главе; следует, однако, отметить, что в The Ring Index и Chemical Abstracts с 1937 г. принята другая система (II). Фенантридин часто изображают формулой III» чтобы подчеркнуть его родство с дифенилом. К моноциклическим 1,4-диазинам относятся ароматические пиразины (I), дигидро- и тетрагидропиразины и полностью насыщенные пиперазины (II). Особый класс пиперазинов представляют дикетопиперазины (III), являющиеся производными важных в биологическом отношении' аминокислот. Далее, стероидные гормоны биологически полифункциональны. А очень часто для создания медицинских препаратов или для исследовательских целей необходимо иметь вещество, действие которого строго ограничено определенным комплексом фармакологических особенностей. Однако даже на примере такой ограниченной выборки, как соединения 7—11, легко видеть, что ту или иную биологическую активность нельзя однозначно связать с какой-то одной структурной особенностью молекулы, (жажом, гидроксильная группа в положении 3 имеется и в ;>строне (7), и в экдизоне (10), и в антери-диоло (11), кетогрушш в этом положении — и в тестостероне (8), и в кортизоне (9), алифатический заместитель в положении 17 — и в кортизоне (9), и в экдизопо (10), и is антеридиоле (11) и т. д. Поэтому единственный реальный способ решения проблемы создания стероидных препаратов с заданным комплексом свойств — это синтез многих и многих аналогов, а также производных соединений этого ряда и исследование особенностей их биологического действия. Такого рода исследования обычно относят к разряду «синтез потенциально полезных веществ», суть которого — широкий поиск и отбор в ряду родственных структур с целью в конечном счете найти вещества с требуемыми характеристиками. В одну молекулу полимера может входить одна, две, а иногда три и более повторяющиеся структурные единицы. Некоторые природные полимеры проявляют биологическую активность и называются биополимерами. 2. При взаимодействии с другими хиральными соединениями Энантиомеры реагируют с различными скоростями. Иногда эти скорости могут быть очень близки, так что различие не имеет практического значения; в других случаях скорости могут настолько отличаться, что один энантиомер может прореагировать, а другой за то же время совсем не вступает в реакцию. В этом, в частности, заключается причина того, что многие соединения проявляют биологическую активность, в то время как их энан-тиомеры совершенно неактивны. С ахиральными соединениями Энантиомеры реагируют с одинаковой скоростью. С другой стороны, выяснилось, что носителем биологической активности оказывается не вся белковая молекула, а определенная часть ее. Так, в растительном ферменте папаине, построенном из 180 аминокислотных остатков, можно «отстричь» до двух третей его полипептидной цепи без заметного влияния на биологическую активность. Факты подобного рода позволяют глубже понять природу каталитического действия ферментов, а следовательно, приближают возможности создания синтетических ферментов, с помощью которых можно надеяться упростить получение многих нужных человеку органических веществ, решить важные проблемы медицины и т. д. Примером может служить молекула рибонуклеазы, третичная структура которой фиксируется четырьмя дисульфид-ными мостиками (рис. 66). Если нативную (сохранившую свои природные свойства и, в частности, каталитическую активность) рибонуклеазу обработать мочевиной и меркаптоэта-нолом, то дисульфидные мостики разрываются — происходит денатурация с утратой биологической активности и изменением третичной структуры. После удаления реагентов, вызвавших денатурацию, рибонуклеаза под действием кислорода воздуха снова замыкает свои дисульфидные связи, принимая свойственную ей третичную структуру и вновь приобретая биологическую активность. Затем ацетильную группу омыляли и в конденсацию вводили следующий нуклеотид и т. д. По окончании синтеза заданного олигонуклеотида его дезацетилировали и детритилировали и полученные олигонуклео-тиды соединяли с помощью фермента. Синтез такого большого полину-клеотидного фрагмента, частично воспроизводящего биологическую активность природной ДНК, является одним из крупнейших достижений науки за последние годы. Первый синтез природной ДНК фага был осуществлен биохимическими методами с использованием для синтеза олигодезоксирибонуклеотидов специфического фермента ДНК-полимеразы, а для соединения олигонуклеотидов — полинуклеотидсоединяю-щего фермента. Понятно, что, если возможно четко установить, какой именно структурный фрагмент ответственен за биологическую активность соединения (как, например, сульфаниламидная группа в соединениях 39-42), поиск соединения, способного стать эффективным лекарственным препаратом, резко ускоряется. Однако лишь л очень редких случаях ситуация столь проста и, как правило, зависимость структура — активность имеет гораздо более сложный характер. В качестве примера рассмотрим некоторые данные по биологической активности стероидных соединений. Na+ в 104 раз [33f]. Именно эти свойства ответственны за биологическую активность антибиотика. Дело в том, что для клетки жизненно важно поддерживать на мембране градиент концентраций катионов К* и Na^, что достигается работой так называемого натриевого насоса — встроенного в мембрану молекулярного агрегата, постоянно (с затратой энергии) выводящего ионы Na+ из Гиббереллин — белый или слегка желтоватый кристаллический порошок, плохо растворимый в воде, хорошо — в спирте (СТУ—62). При нагревании гиббереллин быстро разрушается и теряет биологическую активность. Фасуют его в стеклянные банки по 1—3— 5 кг, хранят в темном месте при температуре не выше 10°С в течение не более года. Из гиббереллина готовят исходный (основной) водно-спиртовой раствор (1 г гиббереллина растворяют в 20 мл спирта и доводят водой до объема 1 л), который добавляют в воду, идущую для полива прорастающего в солодовне зерна. Исходный раствор не рекомендуется хранить больше суток. Понятно, что, если возможно четко установить, какой именно структурный фрагмент ответственен за биологическую активность соединения (как, например, сульфаниламидная группа в соединениях 39-42), поиск соединения, способного стать эффективным лекарственным препаратом, резко ускоряется. Однако лишь в очень редких случаях ситуация столь проста и, как правило, зависимость структура — активность имеет гораздо более сложный характер. В качестве примера рассмотрим некоторые данные по биологической активности стероидных соединений. Na+ в 104 раз [33f]. Именно эти свойства ответственны за биологическую активность антибиотика. Дело в том, что для клетки жизненно важно поддерживать на мембране градиент концентраций катионов КЛ и Na"1", что достигается работой так называемого натриевого насоса — встроенного в мембрану молекулярного агрегата, постоянно (с затратой энергии) выводящего ионы Na+ из  Бензоиновой конденсации Бензольных производных Бензолсуль фокислоты Бесцветные игольчатые Баллонные установки Бесцветных пластинок Бесцветная маслянистая Бесцветное кристаллическое Бесцветного препарата |
- |
Навигация