А. Ж. Сарсенбекова

Альдегидтер мен кетондар аммиакпен әрекеттескенде, циклды қосылыстар да түзілуі мүмкін. Мысалы, А.М.Бутлеров формальдегидті аммиакпен әрекеттестіріп, уротропин (гексаметилентетрамин) алды.

Гексаметилентетрамин (уротропин)

Уротропин несеп жолдарының қабынуын емдеуге қолданылады, оның терапиялық әсері уротропиннің қышқылдық гидролизі нәтижесінде түзілетін формальдегидтің залалсыздандыру қасиетіне негізделген. Уротропин сілтілік ортаға төзімді, сол себепті несеп сілтілік орта көрсеткенде, оның емдік әсері болмайды.

НСN әлсіз электролит болғандықтан, реакция сілтілік ортада жүреді, реакция барысында α – гидроксинитрилдар түзіледі:

Циангидриндер (α–гидроксинитрилдар) ағзаларда ферменттердің көмегімен қайтадан бастапқы заттарға ыдырайды. Сондықтан да циангидринді өсімдік тағамдарын (шиенің, өріктің т.б. дәндері) қабылдау ағза үшін қауіпті болып есептеледі.

Альдегидтер мен кетондар тотықтырғыштармен әртүрлі әрекеттеседі. Альдегидтерді карбон қышқылдарына дейін тотықтыру үшін аммиак ерітіндісіндігі Аg₂О (Толленс реактиві) және Сu (ІІ) гидроксиді (Феллинг реактиві) сияқты жұмсақ тотықтырғыштар қолданылады. Кетондар күшті тотықтырғыштармен тотығады.

Күміс – айна реакциясы альдегид тобына сапалық реакция болып табылады.

Сu(ОН)₂ ерітіндісінің әсерін де альдегидтер үшін сапалық реакция

Альдегид молекулаларының бір мезгілде тотығуы және тотықсыздануы табиғатта жиі кездеседі. Бұл реакция дисмутация немесе диспропорция деп аталады және оны ароматты альдегидтер үшін Канниццаро, ал алифатикалық альдегидтер үшін В.Е.Тищенко бірінші рет анықтаған. Процесс концентрленген сілті ерітіндісінің қатысуымен жүреді және альфа сутегі атомы болмайтын альдегидтерге тән. Реакция барысында бір альдегид молекуласы екінші альдегид молекуласының тотықсыздануы арқылы тотығады. Мысалы:

бензальдегид бензил спирті калий бензоаты

Молеуласының құрамында бір ғана монофункционалдық тобы бар қосылыстар монофункционалдық деп аталады. Егер бірнеше бірдей функицоналдық тобы болса, оларды полифункционалдық деп атайды. Қосылыстың құрамында әр түрлі функционалдық топтар болса, олар гетерофункционалдық заттарға жатады. Көптеген метаболиттерді, дәрілік заттарды осы топқа жатқызуға болады, олар әр түрлі функционалдық топтардан тұрғандықтан биологиялық функицоналарды қамтамасыз ететін ерекше қасиеттерге ие болады.

1. 
   Аминді спирттер
   

Гетерофункионалдық қосылыстардың бір өкілі болып табылады. Олар радикалдың бір сутегі атомы амин тобымен алмасқан спирттердің туынылары. Аминді спирттердің ең қарапайым өкілі этаноламин (коламин):

Этаноламиннің туындысы димедрол аллергияға қарсы және ұйықтатқыш зат ретінде қолданылады:

Холиннің тотығуы нәтижесінде трансметилдену реакцияларына қажетті метил тобының көзі болып табылатын бетаин түзіледі:

холин бетаин

Холиннің күрделі эфирлері, әсіресе нейромедиатр болып есептелетін ацетилхолин маңызды биологиялық роль атқарады:

холин ацетилхолин

Этаноламин мен холин организмде серин амин қышқылынан түзіледі:

декарбоксилдеу метилдеу



Серин Коламин Холин

Серин, коламин және холин фосфолипидтердің құрамына кіреді.

2. 
   Гидроксиқышқылдар
   

Радикалдың бір сутегі атомы гидроксил тобымен алмасқан карбон қышқылдарының туындылары гидроксиқышқылдар деп аталады. ОН-тобының орналасуына байланысты α–, β–, γ–, δ–, ε– т.б қышқылдарға жіктеледі. Мысалы:

CH₃ - CH₂ – CH – COOH α - гидроксимай қышқылы

ОН

CH₃ - CH – CH₂ – COOH β - гидроксимай қышқылы

HO - CH₂ - CH₂ - CH₂ – COOH γ - гидроксимай қышқылы

Қыздырғанда гидроксишқылдар әр түрлі өнімдер түзеді. Мысалы, α- гидроксиқышқылдан циклды лактидтер пайда болады:




лактид

β

γ–, δ–, ε– т.б. гидроксиқышқылдардан тұйық тізбекті күрделі эфирлерге – лактондар түзіледі:

γ–Гидроксимай қышқылы γ–Бутиролактон

γ–Аминомай қышқылы γ–Бутиролактам

Гликоль қышқылы HO–CH₂–COOH

Сүт қышқылы CH₃ –CH(ОH)–COOH

γ–Гидроксимай қышқылы (ГОМҚ) HO–CH₂–CH₂–CH₂ –COOH.

ГОМҚ тұз түрінде ұйықтатқыш зат ретінде, сол сияқты ингаляцияланбайтын наркозда қолданылады. Көп негізді гидрокси-қышқылдардың ішіндегі маныздыларына алма, лимон және шарап қышқылдары жатады.

HOOC–CH(ОH)–CH₂–COOH алма қышқылы

HOOC–CH₂–C(ОH)–(COОH)–CH₂–COOH лимон қышқылы

HOOC–CH(ОH)–CH(ОH)–COOH шарап қышқылы

Алма және лимон қышқылдары үшкарбон қышқылдарының циклына (Кребс циклы) қатысады. Лимон қышқылының тұздары (циттраттар) қанды консервлеу үшін пайдаланылады.

3. 
   Оксоқышқылдар
   

Құрамында карбоксил және карбонил топтары бар қосылыстар оксоқышқылдар деп аталады. Гдиоксил қышқылы ең қарапайым оксоқышқыл болып табылады: HOOC–CHO. Көптеген оксоқышқылдар организмде Кребс циклына қатысады. Оларға пиро-жүзім CH₃–C(ОH)–COOH, қымыздықсірке HOOC–CH₂–C(О)–COОH, α–кетоглутар HOOC–C(О)–CH₂–CH₂–COОH қышқылдары жатады. Организмде майлы қышқылдардың метаболизмі нәтижесінде ацетосірке қышқылы CH₃–C(О)–CH₂–COOH түзіледі.

4. 
   Бензолдың гетерофункциноналдық туындылары
   

Бензолдың гетерофункционалдық туындылары дәрі-дәрмектік заттар алу үшін кеңінен қолданылды. Мысалы: п–аминофенолдың туындылары парацетамол және фенацитин аналгетикалық және дененің ыстығын төмендететін әсер жасайды.

п–аминофенол

С₂H₅OH, H⁺

парацетамол

фенацитин

Сол сияқты аминбензой қышқылының эфирлері анестезин және новокаин жергілікті жансыздандырғыш қасиет көрсетеді.

Новокаин

Анестезин

Сульфанил қышқылы амидтерінің мысалы стрептоцидтің бактерияға қарсы активтілігі өте жоғары. Салицил қышықылының туындылары Na салицилаты, метил салицилат және ацетилсалицил қышқылы (асперин) анальгетикалық, қызуды төмендеткіш және қабынуға қарсы әсер жасайды.

(салол)

Салицил қышықылы

(аспирин)

Na cалицилаты метилсалицилат аспирин туберкулезге қарсы қолданылатын n–аминсалицил қышқылының маңызы зор. Сонымен бірге ішек ауруларында дезинфекциялаушы (залалсыздандырушы) зат ретінде салол қолданылады.

Академик В.И. Вернадскийдің есебі бойынша жер жүзіндегі тірі организмдердің салмағы 10¹⁷ т. тең екен. Ал осы барлық тірі организмдердің негізгі құрамды бөлігі белок. Тіршілік ету процестерін зерттеу жұмыстары олардың өмірінде нуклейн қышқылдарының, белоктардың жаңаруы, күрделілігі, шексіз әр-түрлілігі, маңыздылығының ерекше екендігін көрсетеді.

Ф.Энгельс өзінің «Табиғат диалектикасы» еңбегінде: «Өмір дегеніміз – белокты денелердің қмір сүру тәсілі, яғни организмдегі зат алмасудың қоршаған ортамен тығыз байланысы»,- деп жазды. Басқаша айтқанда белок – барлық тірінің материалдық негізі болса, ал олардың тіршілік ету тәсілі - өмір болып табылады.

Белоктардың «белок» деп аталуы олардың тауық жұмыртқасы белогының қайнап денатурацияланған кез – ақ тығыз массаға айналуынан шыққан. Оның басқаша аты протеин (protos – бірінші, маңызды латын сөзінен алынған). Бұл атты Голландия ғалымы Ж.Мульдер берген.

Белоктардың тірі организмдер үшін алатын орны:

1. 
   Белок – генетикалық ақпаратты жеткізуге қолданылатын молекулалық құрал. Белоктардың маңызды қызметтерінің бірі олар түзу сызықтық РНҚ – дағы генетикалық хабарды үш өлшемдік, яғни кеңістіктік хабарға айналдыратын химиялық материал болып табылады. Ал бұл үш өлшемдік, яғни кеңістіктік хабар тірі организмдердің макромолекулалық, субклеткалық компоненттеріне тән, Міне, белоктардың бір осы қасиеті ғана, олардың қаншалықты маңызды екендігін көрсетеді.
   
2. 
   Белок – күрделі заттардың жай қарапайым заттарға дейін тотығуына қатысатын және жай заттардан күрделі заттардың түзілуіне қатысатын фермент.
   
3. 
   Белок – адам организмін микробтардан, ауру туғызушы агенттерден сақтайтын антидене.
   
4. 
   Актин, миозин сияқты белоктар бірімен – бірі АТФ – тың қатысуымен әрекеттесіп, бұлшықеттерінің жиырылуы сияқты қызмет атқарады.
   
5. 
   Көптеген белоктар /инсулин, глюкагон, гипофиздің тропты гормондары/ сыртқы ортаның әсеріне сәйкес, тірі органимдегі процестерді реттеп отырады.
   
6. 
   Белоктардың бір тобы – гемоглобин, қан плазмасының белоктары альбумин, глобулин тасымалдау қызметін атқарады. Сонымен белоктар тіршілік етудің: ас қорыту, тітіркену, өсу, көбею, қозғалу сияқты барлық құбылыстарына қатысып, тірі организмнің тіршілігінің көзі болып табылады.
   

C – 50 - 55%

N – 15 - 18%

О – 21 - 24%

Н – 6 - 7,50%

S - 0,3 - 2,5%

Бұлардан басқа P (2%=ке тең), Cu, Mn, Fe, Co т.б. элементтер кездеседі. Белоктардың молекулалық салмағы 12 – 13000 – нан /жай белоктарда/ бірнеше миллионға дейін /күрделі белоктарда/ жетеді.

Сондықтан белоктардың молекулалық салмағын анықтау көптеген қиындықтар туғызады. Жай заттардың молекулалық салмағын анықтауға қолданып жүрген классикалық физикалық – химиялық әдістер, белоктардың ерекше қасиеттеріне сәйкес, олардың молекулалық салмағын анықтау үшін жарамсыз болды. Тек қана ХlХ ғасырда ультрацентртифуганың жасалуына сәйкес, ультрацентрифугалық әдіс дами бастады. Осы әдіс арқылы центрден тепкіш күшке байланысты белоктардың тұнбаға түсу жылдамдығының әртүрлілігімен сәйкес, олардың молекулалық салмағын дәл анықтауға мүмкіндік туды. Қазіргі кезде бұдан басқа гельфильтрация, электрофорез әдістері де қолданылады.

1871 жылы Н.Н. Любавин сүт белогы казейынның ас қорыту сөлінің қатысуымен ферменттік гидролиз амин қышқылдарына ыдырайтындығын ашты.

1901-1902 ж. Э. Фишер белоктардың қышқылдың қатысуымен 10-16 сағат ішінде қыздырңанда гидролизге түсетіндігін ашты, міне, осы уақыттан бастап белоктың химиялық құрамын анықтау барысында жуйелі жұмыстар істеліне бастады.

Қазіргі кезде белок ыдырауының сілтінің немесе ферменттің қатысуымен жүретін жолдар да белгілі, Бұл әдістердің әрқайсысынығ өзінің кемшіліктері мен жетістңктері бар. Сондықтан белок құрамын анықтауда осы үш әдіспен алынған нәтижелерді біріктіріп барып қорытынды жасайды.

Белоктың ыдырауынан түзілген амин қышқылдарын хроматография, элекрофорез әдістерімен әрі қарай зерттейді.

Амин қышқылдар белок молекулаларының құрамды болігі. Олар органикалық қышқылдардың аминді қышқылдардың аминді туындылары болып табылады. Мысалы:

СН3 – COOH сірке қышқылы	CH3-CH2-COOH пропион қышқылы
CH3-(CH2)2- COOH май қышқылы	CH3(CH2)3-COOH Валериан қышқылы
Изовалериан қышқылы	CH3– (CH2)4 – COOH капрон қышқылы

Альфа көміртегідегі сутек атомы NH₂- тобымен байланысқан.

Сонымен, барлық белок құрамындағы амин қышқылы альфа амин қышқылы болып табылады. Белок құрамындағы 20–ға жуық амин қышқылдары кездеседі.

R (Радикал)	Амин қышқылдары
1. H −	глицин	Гли -
2. CH3 − 3. (CH3)2CH −	аланин валин	Ала - Вал -
4. (CH3)2CH-CH2−	лейцин	Лей -
5. CH3-CH2-(CH3)CH −	изолейцин	Иле -
6. HO-CH2−	серин	Сер -
7. CH3-CHOH	треонин	Тре -
8. HOOC-CH2 −	аспаргин қышқылы	Асп -
9. HOOC-(CH2)2 −	глутамин қышқылы	Глу -
10. H2N-CO-CH2−	аспаргин	Асн -
11. H2N-CO-(CH2)2−	глутамин	Глн -
12. H2N(CH2)3− CH2−	лизин	Лиз -
13.	аргинин	Арг -
14. H2S-CH2 −	цистейн	Цис -
15. CH3-S-(CH2)2 −	метионин	Мет -
16. C6H6-CH2 −	фенилаланин	Фен -
17. HO-C6H6-CH2 −	тирозин	Тир -
18.	триптофан	Три -
19.	гистидин	Гис -
20.	пролин	Про -

Олар төмендегідей болады:

1. 
   Ациклді, яғни циклді емес амин қышқылдары (14 амин қышқылы). Бұл амин қышқылдарының өзі: а) моноаминді монокарбон қышқылдары (8 амин қышқылы) лей, иле, вал, т.б.) диаминді монокарбон қышқылдары (4 амин қышқылы – орнитин, лизин, аргинин, гидроксилизин); в) моноаминді дикарбон қышқылдары (2 амин қышқылы) аспарагин, глютамин қышқылдары болып бөлінеді.
   
2. 
   Циклді амин қышқылдарына 4 амин қышқылы жатады, бұлар да екі топтан тұрады: а) гомоциклді - 2 амин қышқылы (фенилаланин, тирозин; б) гетероцилді - 2 амин қышқылы (триптофан, гистидин).
   
3. 
   Иминоқышқылдар – 2 (оксипролин, пролин).
   

Барлық табиғи ақ түссіз кристалды заттар, көбінесе дәмсіз, кейбір амин қышқылдарының ащы дәмі бар, тек қана глициннің дәмі тәтті. Амин қышқылдарының судағы ерітінділері нейтралды, әлсіз қышқылдық және әлсіз сілтілік қасиет көрсетеді. Белок құрамындағы барлық α-амин қышқылдары оптикалық активті заттар (глициннен басқасы) және L-қатарына жатады.

Мысалы: L (+) аланин


Ал Д - қатарына жататын амин қышқылдары дәмі тәтті, бірақ ферменнтер стереоталғамдық қасиет көрсететін болғандықтан тірі ағзада да сіңірілмейді.

Мысалы: Д (−) аланин

1. 
   Амин қышқылдары амфотерлік қасиет көрсетеді.
   

Амин қышқылдарының бұл қасиеттері белоктарға да тән. Әрбір амин қышқылының амфион түзетін рН-ы болады.

2. 
   Амин қышқылдары, бір амин қышқылының СООН тобының және екінші амин қышқылының NH₂ тобының есебінен су молекуласын бөліп шығарып, пептидтік байланыс арқылы өзара байланысып, пептид түзеді.
   

Дипептид
Пептидтік байланыстың бар екендігін биурет реакциясы арқылы дәлелдеуге болады.

(CuSO₄ + NaOH + белок) күлгін көк түсті ерітінді. Пептидтік байланыс арқылы бірнеше амин қышқылдары бірімен-бірі байланысып трипептид, тетра-, пента-, ... полипептид түзеді. Белоктың полипептид тізбегі жалпы түрде:


деп көрсетуге болады.

Сонымен белок дегеніміз өзара пептидтік байланыспен байланысқан L-, α- амин қышқылдарынан тұратынан полимер.

Әртүрлі белок құрамындағы амин қышқылдарының түрі де, саны да түрліше болып келуі мүмкін.

Мыс: гемоглобин – 574 ақ, оның 3-цис, 22-лиз

РНК – аза фермент-124 оның 8-цис, 9-лиз

Инсулин (гормон) – 51ақ, оның 6-цис, 1-лиз.

Ал кейбір белоктар құрамындағы амин қышқылдарының саны мен түрі бірдей болуы мүмкін. Бірақ белоктың қасиетін, қызметін, оның ерекшелігін анықтайтын - амин қышқылдарының полипептидтік тізбектегі алатын орны болып есептелінеді, міне белоктардың осы құрылысы, олардың І-ші реттік құрылымы деп аталынады.

Бірдей әріптерден, мазмұны әртүрлі сөздерді құрауға болатыны сияқты, 20-ға жуық амин қышқылдарынан әртүрлі белоктар түзіледі. Белоктардың бірінші реттік құрылымы берік коваленттік байланыс - пептидтік байланыс құрайды.

Белоктардың бірінші реттік құрылысының өзгеруі (амин қышқылдардың орнын өзгертуі) олардың қасиетінің күрт өзгеруіне әкеп соқтырады.

3. 
   
   жүктеу/скачать 3.24 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: