- •Полипептиды и их физиологическая роль
- •Врожденные и приобретенные нарушения аминокислотного обмена у человека
- •Влияние белковой недостаточности
- •Липиды Лекция № 1
- •Биологические функции липидов
- •Лекция № 2
- •Лекция № 3
- •Углеводы
- •Усваиваемые и не усваиваемые углеводы
- •Окисление, катализируемое ферментами
- •Процессы брожения
- •Функции моно-, олиго- и полисахаридов в пищевых продуктах
- •Целлюлоза.
- •Гемицеллюлоза
- •Пектиновые вещества
- •Методы определения углеводов в пищевых продуктах.
- •Вещества вторичного происхождения
- •Роль гликозидов в растении
- •Эфирные масла
- •Роль эфирных масел в растении
- •Получение эфирных масел
- •Использование эфирных масел
- •Политерпены
- •Биосинтез терпенов и терпеноидов
- •Алкалоиды
- •Протоалкалоиды
- •Псевдоалкалоиды (терпеноидные алкалоиды)
- •Биосинтез алкалоидов
- •Функции алкалоидов в растении
- •Минеральные вещества
- •Макроэлементы
- •Микроэлементы
- •Буферные системы организма и пищевые кислоты
- •Протолитический баланс
- •Кислоты, поступающие с пищей
- •Физические и химические свойства воды и льда
- •Структура и свойства молекулы воды
- •Свободная и связанная влага в пищевых продуктах
- •Активность воды
- •Образование водородных связей
- •Активность воды
- •Изотермы сорбции
- •Активность воды и стабильность пищевых продуктов
- •Роль льда в стабильности пищевых продуктов
- •Способы борьбы с вредителями запасов
- •Способы применения пестицидов (инсектицидов)
Политерпены
К политерпенам принадлежат полипренолы, каучук и гутта.
Полипренолы. К ним относятся политерпены, содержащие от 4-5 до 9-10 изопреновых остатков. Например, спирт фитол состоит из четырех остатков изопрена. Фитол входит в состав молекул хлорофилла, этерифицируя один из его карбоксилов. Другой пример - соланезол, который содержит 9 С5-остатков. Он выделен из листьев табака.
фитол
соланезол
Многие полипренолы имеют двойные связи в транс-конфигурации (соланезол). Существует группа полипренолов со смешанными (цис- и транс-) двойными связями. Например, кастопренолы из конского каштана и бетулапренолы из березы серебристой.
В растениях присутствуют важные соединения, в которых цис-полипренолы связаны с хинонами. Это пластохиноны, убихиноны, витамин К1, токоферолы.
Каучук. Это линейный полимер изопрена с двойными связями в цис-положении. В молекуле каучука содержится от 1000 до 5000 C5-oстатков. Длинные молекулы его беспорядочно свернуты и постоянно меняют свою форму, что обуславливает его эластичность.
часть молекулы каучука
Каучук образуется и накапливается в млечниках, ассимилирующих тканях растений 300 родов. Особенно высоким содержанием каучука отличаются тропическое растение гевея и корни сложноцветных кок-сагыза и тау-сагыза (30-40%). В млечном соке каучук находится в виде микроскопических глобул.
Из всех известных каучуконосов только дерево гевея используется для получения каучука в промышленных масштабах. Одно дерево гевеи за год может дать до 3,5кг каучука. Каучук из гевеи добывают, подрезая кору (подсочка). При этом млечный сок (латекс) вытекает из коры, т.к. млечники связаны между собой перемычками.
Каучук находит широкое применение. Вулканизированный (насыщенный серой) он используется для изготовления резины, натуральный - в медицине для изготовления пластырей, горчичников.
Гутта. Она имеет меньшую по сравнению с каучуком молекулярную массу. Количество C5-мономеров в ее молекулах около 100. Гутта имеет транс-конфигурацию.
часть молекулы гуты
Гутта накапливается в млечниках Palaguium gutta или в замкнутых вместилищах (кора корней бересклета, листья эвкомии).
Млечники Palaguium gutta не связаны между собой, поэтому для сбора гутты срубали деревья, что привело к почти полному их исчезновению. В настоящее время гутту получают в небольшом количестве из гваюлы серебристой - пустынного кустарника, произрастающего в Северной Америке.
Из гутты получают гуттаперчу, которая является прекрасным изоляционным материалом и используется, например, для покрытия подводных кабелей.
Биосинтез терпенов и терпеноидов
Исходным соединением при синтезе терпенов служит ацетил - СоА. При образовании С5-изопреноидного соединения происходит конденсация 3 молекул ацетил-СоА с удалением одного углеродного атома в виде СО2.
-CO2
3 C2 С6 C5
Промежуточным С5-соединением при синтезе терпенов является изопентилпирофосфат (ИПФ), который изомеризуется с диметилаллилпирофосфатом (ДМАПФ).
ИПФ ДМАПФ
Из каждого из них может образоваться С5-изопрен.
При конденсации ИПФ и ДМАПФ получаются С10-терпены и терпеноиды, которые являются компонентами эфирных масел:
С5 + С5 C10
С10-терпеноид может конденсироваться с С5-ИПФ с образованием С15-терпенов, которые также входят в состав эфирных масел:
С10 + С5 С15
При биосинтезе всех этих терпенов и терпеноидов С5-изопреноидные остатки связываются «голова к хвосту» (ipipip).
После возникновения С15-терпеноидов дальнейший синтез может идти двумя путями:
1. C15 + С5 С20 - «голова к хвостy»(ipipipip).
Так получаются терпеноидные компоненты смол.
2. C15 + C15 С30 - «хвост к хвосту» (ipipippipipi).
В результате этой реакции образуются стероиды.
С20-терпеноиды далее могут превращаться также двумя путями:
1. С20 + С5 С25 – «голова к хвосту».
Этим путем образуются терпены, входящие в состав смол.
2. С20 + С20 С40 - «хвост к хвосту».
В результате получаются молекулы каротиноидов.
С25-терпеноиды далее присоединяют остатки С5-ИПФ с образованием С30 - компонентов смол и более высокомолекулярных полипренолов и других политерпенов.
С25 + С5 С30 - «голова к хвосту».
С30 + nС5 С30+5 n - политерпены.
С5-изопреноидные остатки во всех реакциях переносят ферменты пренилтрансферазы. В удлинении цепи политерпенов принимают участие два типа ферментов: один из них образует транс-, другой - цис-политерпены.
При синтезе циклических терпенов сначала возникает небольшое число циклических структур, которые затем подвергаются разнообразным вторичным изменениям. Это обеспечивает образование множества известных в настоящее время терпенов и терпеноидов.