Крім а-спіралі може існувати впорядкована р-структкра (за Цайтом):

H — Г

H — N

= О

H — N

сп беї абйебеиГ ее

І йбаейеОГ ее

р-структура характерна для білків опірних тканин - колагену (білок сухожилля, волосся).

У деяких білках можливі переходи від а-спіралі до р-структури і навпаки внаслідок перебудови водневих зв'язків. У багатьох білків зустрічаються а-спіральні ділянки і ділянки з P-структурою.

Третинна структура білків.

Характеризується певною конформацією спіралізованих і лінійних ділянок поліпептидних ланцюгів у просторі. Поліпептидні ланцюги укладаються у структуру, близьку до сферичної. Укладення відбувається через ряд точно визначених станів з утворенням певної конформації молекули білка. Під час деформуиання третинної структури поліпептидні ланцюги укладаються так, щоб максимальна кількість гідрофільних груп залишків амінокислот була розміщена назовні, тобто повернута до водного середовища, а гідрофобні групи розміщуються в середині структури (глобули). На конформацію значний вплив має рН середовища, температура, взаємодія білкових молекул з іншими речовинами.

Успіхи у вивченні білків зумовлені застосуванням рентгеноструктурного методу дослідження.

Четвертинна структура білків.

Вствновлено, що білки, молекули яких побудовані з одного поліпептидного ланцюга, мають лише первинну, вторинну і третинну структури. Четвертинна структура характерна для всіх білків, які складаються з двох, чотирьох і більше кількості індивідуальних поліпептидних ланцюгів з власною третинною структурою. Такі поліпептидні ланцюги називаються протомерами, а білки, побудовані з них - олігомери. Отже, взаємне просторове розміщення протомерів у білковій молекулі і становить четвертинну структуру.

Протомери четвертинної струїсгури можуть бути однакові або різні за амінокислотним складом. Вважається, що білки з молекулярною масою 50000 побудовані з кількох протомерів. Так, гемоглобін є білком з четвертинною структурою, і є побудований з чотирьох протомерів (двох а- і двох р-поліпептидних ланцюгів).

Четвертинна структура білків стабілізується і підтримується за участю нековалентних зв'зків. При дії на білки факторів (органічні розчинники, рН) відбувається розрив зв'язків четвертинної структури і молекула розривається на протомери. Але для більшості білків цей процес оборотний (тобто при усуненні фактора - субодиниці з'днюються).

Тема 35. ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ.

Це органічні речовини, молекули яких являють собою замкнуті ланцюги, до складу яких входять не тільки атоми вуглецю, а й атоми інших елементів (кисень, сірка, вуглець). Від грец. гетерос - різний.

Гетероцикли -трьохатомні, чотирьох-, п'яти та шестиатомні.

HC'

-CH

П'яті/члени/ гетероцикли з одним гетероатомом.

не—CH не—CH

HC CH

HC

CH

HC CH

V

фуран тіофен пірол

В результаті взаємного впливу спряжених подвійних зв'язків і гетероатома, такі гетероцикли нагадують бензол - не проявляють властивостей ненасиченості і мають ароматичні властивості.

Атоми кисню, сірки та азоту утворюють по два-три ковалентних зв'язки з вуглецем і воднем і мають одну-дві неподтені пари електронів:

не — CH не. — :сн не. — :сн

не.

CH

HC. . CH

HC. CH

N/

Такі неподілені електронні пари гетероатомів взаємодіють з л-електронами атомів вуглецю, в результаті чого в п'ятичленних циклах утворюється шестиелектронна хмара - 4я-електрона атомів вуглецю і одна неподілена пара гетероатома. Електронний секстет в гетероциклах подібний до такого в ядрі бензолу, що і обумовлює його ароматичний характер.

Ядра гетероатомів, як і ядро бензолу, плоскі: всі атоми водню також лежать в одній площині ядра, а секстет електронів утворює електронну густину над і під площиною ядра. Таким чином -NH-, —О—, —S— можуть формально замінювати -CH=CH- в будь-якому ароматичному циклі без порушення ароматичності.

В 1936 р. було показано, що ці гетероцикли при температурі 450 0C в присутності каталізатора в результаті дії пари води, аміаку, сірководню можуть взаємно перетворюватись витісненням одного гетероатома іншим:

Група піролу Вперше було знайдено в кам'яновугільній смолі і в кістковому дьогті (суха перегонка кісток):

NH

64

Синтетичне його добувають з янтарної кислоти дією аміаком:

Утворюється із суміші ацетилену і аміаку при пропусканні через розжарені трубки:

2CH

+ NH

NH

CH,—— COOH 2NH, CH0——CONH, fc

I* —.а- 12

CH2——COOH CH2——CONH4

—— CONH2 t CH2——C'

-N^ CH-

2Zn

——^-

-2ZnO

O

NH

Хімічні властивості. , Проявляє слабкі кислоті властивості:

+ KOH (K)

O (калійпірол)

NH

N

K

Калій тут дуже рухливий і заміщається, при нагріванні замісник переходить до а-вуглецевого атома:

N K

CH2I

O-

CH NH

CH,

Пірол легко утворює магнійорганічні сполуки, які вступають в органічні реакції:

N——MgI + CO

CHCl N —— COOMgI ——^--MgICl

N—— COOH

COOH

NH

При відновленні піролу в м'яких умовах (Zn + HCI) утворюється піролін (рідина), а при енергійному (НІ) - піролідин (рідина з гострим аміачним запахом):

C 2Н

HH

2H r^

NH

піролін піролідин

Хлорофіл - зелена фарбуюча речовина рослин, що бере участь у фотосинтезі.

Гемоглобін - речовина, Ідо надає крові червоного забарвлення і є переносником кисню з органів дихання. Містить барвник гемін.

В основі лежить система з чотирьох азотовмісних п'ятичленних гетероциклів.

IS

CH

-сн.

CH Mg C VX V11^

CH

з т - 9 " "Ч^ ^снз

(CHg)2 CH —— C^

ро ?.

OCH,

=о

сн =сн2

хлорофіл

гемоглобін

Тема 36. БІЦИКЛІЧНІ АЗОТОВМІСНІ ГЕТЕРОЦИКЛИ.

У багатьох сполуках ядро піролу зустрічається у випадку конденсованої системи, що складається з ядер піролу і бензолу. Така система - індол або бензопірол (вперше добутий з

індиго):

Міститься у висококиплячих фракціях кам'яновугільної смоли. Синтетичний спосіб добування:

70O0C

'2C

Індол - безбарвна тверда кристалічна речовина з неприємним запахом екскрементів. В малих концентраціях має приємний запах жасмину (міститься в його оливі),тому його використовують у виробництві духів.

Його похідні мають біологічне значення. Гетероауксин (В-індоліл-оцтова кислота) міститься в рослинах (мало), але стимулює їх ріст, особливо кореня. Його утворюють дріжджі, плісняві гриби,

—ООСН

,—оосн

Гетероауксин В-індоліл масляна кислота Триптофан (В-індолілаланін) можна розглядати як аланін в молекулі йкого є залишок індолу

GH — OGOH

66

Це амінокислота і утворюється при