Стереохимия биохимических процессов

Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе. [c.127]

Изучение переходного состояния имеет важнейшее значение не только для органической химии. Все биохимические процессы фермент — субстратного взаимодействия также протекают через активированный комплекс. Специфичность биохимических процессов обусловлена не тем, что субстрат и фермент строго соответствуют друг другу как ключ и замок, такое соответствие приводило бы лишь к комплексообразованию с минимумом энергии для системы. Как показал Кошланд, подобное соответствие является индуцированным, оно возникает в момент взаимодействия фермента и субстрата и сопровождается деформациями молекул. Так, гидролиз гликозидной связи лизоцимом сопровождается изменением конформации пиранозы в полу-кресло только такая конформация соответствует стереохимии реакционного центра фермента. [c.164]

Примерно такой же исторический путь прошла и стереохимия. Зародившись на основе наблюдений над своеобразными свойствами некоторых природных веществ (винной кислоты и др.), стереохимия затем в значительной мере обратилась к изучению синтетических моделей и лишь после этого смогла вновь поставить перед собой задачу изучения стереохимии природных веществ. Поскольку в биохимии приходится, как правило, иметь дело с наиболее сложными органическими веществами, к рассмотрению вопроса о влиянии пространственных факторов на биохимические процессы мы можем приступить лишь вооруженные всеми знаниями, приобретенными при изучении предыдущих глав. Этим обстоятельством и определяется положение данной главы в конце книги. [c.573]

До недавнего времени большинство природных фенольных соединений подробно исследовали лишь химики и почти не изучали биохимики. Трудоемкие работы по установлению структуры, стереохимии и биогенеза сложных фенолов проводили химики-органики. Однако в последнее десятилетие достигнут определенный прогресс в области биохимического изучения этого химически разнообразного класса природных соединений, а также исследования их роли в процессах жизнедеятельности животных и растений. [c.8]

Возможно, что существенны и ритмы смены одних явлений другими, и известная сложная их гармония. На этом примере можно прийти к выводу, что в химии кроме пространственной стереохимии существенна и хронохимия, т. е. тонкая регулировка во времени тех элементарных актов, которые составляют основу протекания реакций это важно в особенности при их сопряжении, т. е. при воздействии одной реакции на другую. Многие сопряженные реакции, идущие в растворах, были открыты в 1903 г. Н. А. Шиловым [Ц, изучавшим окислительные процессы не на биохимических реакциях. В частности, Н. А. Шиловым было изучено взаимодействие [c.327]

Бензольный аналог пиридина, связанный с ферментом так же, как пиридиновый аналог, мог бы совершить поворот своей плоскости, но неподеленная пара электронов сделалась бы обобществленной и за счет ее образовалась бы связь — С — Н, До сих пор все происходит с точки зрения стереохимии аналогично с реакцией пиридина и у азота как будто нет преимущества перед углеродом в биохимическом смысле. Однако обратная реакция окисления, т. е. возврат пары электронов в кольцо, невозможна, так как они попали, как в западню, осуществив прочную связь углерода с водородом. Атом азота дсшускает наличие неподеленной пары электронов и не препятствует обратному возвращению этой пары в кольцо при обратном процессе окисления. [c.365]

Особенно большая стереоспецифичность наблюдается при превращениях, происходящих под действием ферментов, играющих в этих процессах роль крайне активных асимметрических катализаторов. Подробнееоб этом сказано в главе XIII, посвященной биохимическим аспектам стереохимии. [c.443]