6. Понятие о нуклеозидах и нуклеотидах

Нуклеозиды – соединения, в которых пуриновые или пиримидиновые основания связаны с рибозой (рибонуклеозиды) или дезоксирибозой (дезоксирибонуклеозиды). Нуклеозиды относятся к N-гликозидам: атом С–1^/ рибозы или дезоксирибозы связан с N-9 пуринового или N-1 пиримидинового основания. В состав дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) входят следующие нуклеозиды: дезоксиаденозин, дезоксигуанозин, дезоксицитидин, дезокситимидин, содержащие азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин и тимин. В состав рибонуклеиновых кислот (РНК) входят следующие нуклеозиды: аденозин, гуанозин, цитидин, уридин, содержащие азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин и урацил.

Нуклеозиды можно разделить и идентифицировать методом тонкослойной хроматографии (ТСХ). Они устойчивы к щелочам (подобно гликозидам), но легко гидролизуются кислотами, а также ферментом нуклеозидазой.

Нуклеотиды – это нуклеозиды с присоединенной эфирной связью к остатку рибозы или дезоксирибозы фосфатной группой. В образовании сложноэфирной связи участвует 5^/-углеродный атом пентозы. Подобно нуклеозидам нуклеотиды также подразделяются на рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды. В зависимости от числа остатков фосфорной кислоты нуклеотиды подразделяются на нуклеозид-5^/-монофосфаты, нуклеозид-5^/-дифосфаты и нуклеозид –5^/-трифосфаты:

Нуклеотиды – сильные кислоты, их разделяют методом электрофореза или хроматографией на ионообменных колонках. Они гидролизуются под действием ферментов нуклеаз. Нуклеотиды являются строительными блоками нуклеиновых кислот, выполняют важную роль в энергетическом (фосфорном) обмене, в аккумулировании и переносе энергии, служат коферментами в окислительно-восстановительных ферментах, участвуют в синтезе углеводов, жиров и т.д.

7. Шестичленные кислородсодержащие гетероциклические соединения неароматического характера и их природные производные

Шестичленный цикл, содержащий атом кислорода, может быть представлен в виде пиранов и их производных – пиронов:

По сравнению с самими пиранами и пиронами более известны их восстановленные формы, или производные, сконденсированные с бензольными кольцами. Такие соединения имеют большое химическое, физиологическое и промышленное значение. - и-пироны, сконденсированные с бензольными кольцами, называются соответственно кумарин и хромон.

1. Кумарин (-бензопирон)

Кумарин и его производные широко распространены в природе. Кумарин имеет запах сена, он – пахучее начало цветов донника. В растениях он находится в виде гликозида и запах кумарина появляется лишь при высыхании растений, которое сопровождается гидролизом. В промышленности кумарин получают по реакции Перкина – конденсацией салицилового альдегида с уксусным ангидридом в присутствии ацетата натрия:

Кумарин применяется в качестве отдушки для печенья, лимонадов, мыла и табака, а также компонента фруктовых эссенций. Оксипроизводные кумарина – 7-оксикумарин и 7,8-диоксикумарин также широко распространены в растительном мире.

2. Хромон (-бензопирон)

Скелет хромона лежит в основе группы витаминов Е (токоферолов), необходимых для размножения животных. Известно семь веществ, обладающих действием витаминов Е, близких по структуре и изомерных друг другу (-, -, - и -токоферолов), например, наиболее активный – -токоферол:

Биологическая активность витамина Е проявляется в способности образовывать устойчивые свободные радикалы в результате отделения атома водорода от гидроксильной группы. Эти радикалы могут вступать во взаимодействие со свободными радикалами, образующимися при распаде органических пероксидов и гидропероксидов. Тем самым витамин Е предотвращает окисление ненасыщенных липидов и предохраняет биологические мембраны от разрушения. В качестве антиоксиданта он добавляется в пищевые жировые продукты, предохраняя их от окислительного прогоркания. Из пищевых продуктов витамином Е наиболее богаты растительные масла, содержится он также в масле из пшеничных зародышей.

3. Флавон

Особенно распространены в растительном мире оксипроизводные 2-фенилхромона (флавона):

Они окрашивают в желтый, красный и синий цвет цветки, почки и ягоды. Например, природные оксипроизводные флавона лутеолин и кверцетин – это природные красители, окрашенные в желтый цвет, содержащиеся в желтых цветах:

В растениях они находятся в виде гликозидов. Один из гликозидов кверцетина с дисахаридом, состоящим из рамнозы и глюкозы, называется рутином. Это – одно из веществ, относящихся к группе витаминов Р (бифлаваноидов), при отсутствии которых в пище увеличивается проницаемость кровеносных сосудов, что ведет к «пурпуровой болезни» – множественным точечным кровоизлияниям.

Следует указать на тесную функциональную связь витаминов С (аскорбиновая кислота) и Р (рутин) в окислительно-восстановительных процессах организма, образующих единую систему. Об этом свидетельствует лечебный эффект, оказываемый комплексом аскорбиновой кислоты и бифлаваноидов, названный аскорутином. Основные источники витамина Р для человека – это растительные продукты питания (в частности, овощи и фрукты), в которых также содержится много витамина С.

При восстановлении оксифлавонов можно получить антоцианидины, содержащие оксониевый кислород, входящий в ароматический цикл. так, кверцетин дает при этом цианидин, дальнейшее гидрирование которго приводит к катехину (дубители), содержащемуся в чае и обладающем Р-витаминной активностью.

Антоцианидины – относительно прочные твердые соли, интенсивно окрашенные. В виде гликозидов они являются антоциановыми красителями, окрашивающими цветы, ягоды и овощи (по-гречески антоциан – краска цветов). Все антоцианы – кислотно-основные индикаторы, т.е. их окраска зависит от рН среды. В кислой среде их окраска сдвигается в сторону красной, в щелочной – в сторону синей (или сине-зеленой), в нейтральной она фиолетовая. Так, краситель цианидин окрашивает васильки в синий цвет (щелочная среда в лепестках), а розу – в красный цвет (кислая среда). Другие представители антоцианидинов – пеларгонидин (лежит в основе окраски цветов пеларгонии), дельфинидин (окраска синих цветов дельфиниума, а также красного винограда и вина). Первый содержит в фенильном ядре на один гидроксил меньше, а второй – на один гидрокисл больше, чем цианидин.

На этих трех антоцианидинах построено великое множество оттенков сине-красной гаммы. Отдельные антоциановые красители отличаются тем, что один или два гидроксила в фенильном ядре метилированы, а гликозиды образованы разнообразными сахарами.