Тема 10: Биологически активные гетероциклы. Нуклеиновые кислоты.

Дайте краткий ответ на теоретические вопросы:

1. Нуклеозид моно- и полифосфаты: АМФ, АДФ, АТФ, ГТФ. Особенности строения этих нуклеотидов, позволяющих им выполнять функции макроэргических соединений и внеклеточных биорегуляторов.

ГТФ

 

АТФ

2. Гидролиз пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

 

Пуриновые и пиримидиновые основания также или распадаются далее до конеч- ных продуктов или используются повторно для синтеза нуклеотидов. В клетке существует интенсивно обмениваемый пул рибонуклеотидов и РНК. Молекулы ДНК и пул дезокси- рибонуклеотидов обменивается значительно медленнее. Тканевые пурины и пиримидины, которые не попадают в пути повторного исполь- зования, обычно распадаются и продукты их распада выделяются. Используется лишь очень небольшое количество пищевых пуринов, а основная масса поступивших с пищей пуринов распадается. Катаболизм пуринов и пиримидинов не сопровождается значитель- ным высвобождением энергии в сравнении с обменом аминокислот, однако некоторые продукты распада выполняют определенные физиологические функции, например, конеч- ный продукт катаболизма пуринов у человека мочевая кислота, может служить антиок- сидантом, продукт катаболизма пиримидина, β– аланин используется в синтезе активных пептидов мозга и мышц. Парэнтеральное введение нуклеотидов и нуклеозидов нашло применение в исследовательской практике. Меченый 3Н –тимидин включается в синтези- руемую ДНК без изменений и используется для введения метки в ДНК различных биоло- гических оъектов. Катаболизм пуриновых нуклеотидов Конечный продукт катаболизма пурина у человека - мочевая кислота. У других Рис. 8-9. Реакции распада мочевой кислоты млекопитающих имеется фермент уратоксидаза которая превращает мочевую кислоту

 

 

Решите задачи:

1. Напишите уравнения реакции:

фосфорилирования: цитидина, д- аденозина;

Задача №2

В контрольно-аналитическую лабораторию на анализ поступили три препарата: никотинамид, никодин (N-оксиметиламид никотиновой кислоты) и кордиамин (N,N-диэтиламид никотиновой кислоты). В лаборатории имеются водные растворы NaOH и HCl, аммиачный раствор гидроксида серебра и магнитная мешалка с подогревом. Требуется идентифицировать эти препараты.

Вопросы:

1. Какое название по международной номенклатуре имеет соединение, производными которого являются указанные препараты?

2. Как выглядят структурные формулы указанных соединений?

3. Обладает ли атом азота в пиридиновом кольце кислотно-основными свойствами?

Основные свойства гетероциклических соединений обусловлены неподеленной парой электронов гетероатома, способной присоединять протон. Такими свойствами обладает пиридиновый атом азота, у которого n-электроны находятся на sp2-гибридной орбитали и не вступают в сопряжение. Пиридин является основанием и с сильными кислотами образует пиридиниевые соли, подобные аммониевым солям.

Аналогично основные свойства проявляют и другие гетероциклы, содержащие пиридиновый атом азота. Так, имидазол и пиразол образуют соли с минеральными кислотами за счет пиридинового атома азота.

Пиррольный атом азота в молекулах имидазола, пиразола и, естественно, самого пиррола не склонен связывать протон, так как его неподеленная пара электронов является частью ароматического секстета. В результате пиррол практически лишен основных свойств.

В то же время пиррольный атом азота может служить центром кислотности. Пиррол ведет себя, как слабая NH-кислота, поэтому протон будет отщепляться только при действии очень сильных оснований, например амида натрия NaNH2 или гидрида натрия NaH. За счет пиррольного атома азота в реакциях со щелочными металлами также образуются соли, которые легко гидролизуются.

Таким образом, имидазол и пиразол могут проявлять как основные, так и кислотные свойства, т. е. являются амфотерными соединениями.

Гетероциклы, содержащие пиридиновый атом азота, проявляют и нуклеофильные свойства, т. е. способность атаковать атом углерода, несущий частичный положительный заряд (электрофильный центр). Так, взаимодействие пиридина с галогеноалканами приводит к образованию алкилпиридиниевых солей.