А. Ж. Сарсенбекова

Оксазол және тиазол екі түрлі гетероатомдары болатын бес мүшелі гетероциклдарға жатады. Тиазолды цикл витамин В₁ (тиамин) мен кофермент кокарбоксилазаның құрамына енеді. Толық гидрленген тиазол (тиазолидин) пенициллинді антибиотиктердің құрылымдық буыны болып табылады.

Төрт гетероатомды бес мүшелі гетероцикл тетразолдың туындысы коразол медицинада орталық жүйке жүйесінің стимуляторы ретінде қолданылады.

тетразол

1,5-Пентаметилентетразол (коразол)

2.7.2 Бір және екі гетероатомды алты мүшелі гетероциклдар
Бір гетероатомды алты мүшелі гетероциклдардың ішіндегі аса маңыздыларына азотты қосылыстар пиридин, хинолин, изохинолин және акридин жатады.

пиридин

хинолин

изохинолин

акридин

Пиридиннің туындыларының ішінде изомерлі метилпиридиндер – пиколиндердің тотығуы маңызды болып есептеледі. Мысалы, β–пиколин, β–пиридин қышқылына немесе никотин қышқылына айналады:

β–пиколин никотин қышқылы

(витамин РР)

γ–пиколин тотыққанда, туберкулезге қарсы қолданылатын тубазид пен фтивазидті алу үшін пайдаланылатын изоникотин қышқылы түзіледі.

пиридин пиперидин промедол

Пиридиннің маңызды туындыларына коферменттердің құрылымдық элементтері болып табылатын В тобының кейбір витаминдері жатады. Мысалы, пиридоксальфосфат α–амин қышқылдарының түзілуі барысындағы қайтадан аминделу (трасаминделу) реакциясына қатысады. Хинолиннің ядросы кейбір алкалоидтардың және дәрілердің құрамында болады. Мысалы, оның туындысы хинозол антисептикалық зат ретінде қолданылады, ал басқа туындысы 8–гидрокси–5–нитрохинолин (5–НОК) бактерицидтік қасиет көрсетеді.

8–гидроксихинолин 8–гидрокси–5–нитрохинолин

Үшінші бір өкілі 8–гидрокси–7–иод–5–хлорхинолин ішек инфекцияларының микроорганизмдеріне күшті әсер жасайды.

8–гидрокси–7–иод–5–хлорхинолин

Акридиннің кейбір туындылары күшті бактерицидтік әсер жасайды, мысалы, риванол (этакридин) залалсыздандыру үшін қолданылады.

Екі гетероатомды алты мүшелі гетероциклдарға жалпы түрде диазиндер деп аталатын және өзара изомерлер болып табылатын пиридазин, пиримидин, пиразин жатады.

пиридазин (1,2 – диазин)

пиримидин (1,3 – диазин)

пиразин (1,4 –диазин)

Әсіресе, нуклеин қышқылдарының компоненттеріне жататын пиримидиннің гидрокси және аминді туындылары урацил, тимин және цитозин өте маңызды. Оларға лактам–лактимді изомерия тән:

урацил (2,4 – дигидроксипиримидин)

тимин (2,4–дигидрокси–5–метилпиримидин)

цитозин (4–амин–2–гидроксипиримидин)

П

тиамин (витамин В₁)

Тағамның құрамында тиаминнің жетіспеуі Шығыста «бери – бери» деген атпен белгілі ауыр дертке әкеп соқтырады. Бұл витаминнің қажеттілігі оның α–оксоқышқылдардың декарбоксилденуіне және ацетилкофермент А–ның синтезіне қатысатын кокарбоксилаза коферментінің құрамында болуымен түсіндіріледі.

Индол құрамында бензол және пиррол ядролары болатын конденсацияланған гетероциклдарға жатады. Индолдың биологиялық маңызды туындыларына триптофан және оның метаболиттік өзгеру өнімдері жатады. Триптофан немесе α–амин–β–(β′– индолил) пропион қышқылы жануарлар мен өсімдік ағзаларындағы полипептидтердің құрамына енеді.

Триптофан

Триптофанның гидроксилденуі нәтижесінде 5–гидрокситриптофан, ал оның декарбоксилденуі барысында бас миының нейромедиаторларының бірі 5–гидрокситриптамин (серотонин) түзіледі. Оның қалыпты алмасуының бұзылуы шизофренияны туындатады. Серотонин қалыпты жағдайда сірке қышқылына дейін тотығып, несеппен сыртқа шығады.

серотонин

Бициклды гетероциклдардың арасында пуринді және птеринді циклдар кең тараған.

Тіршілік процестеріне қатысатын гидрокси және аминді пуриндердің маңызы жоғары. Мысалы, нуклеин қышқылдарының метаболизмі барысында жанды ағзаларда 6–гидроксипурин (гипоксантин), 2,6–дигидроксипурин (ксантин) және 2,6,8–тригидроксипурин (несеп қышқылы) пайда болады.

гипоксантин

ксантин

несеп қышқылы

Пуринді қосылыстардың соңғы айналу өнімі болып табылатын несеп қышқылы ағзадан тәулігіне 0,5 г – 1,0 г мөлшерінде несеппен бөлінеді. Несеп қышқылының тұздары ураттар деп аталады, олар әртүрлі ауытқулардың барысында, мысалы, подагра дертінде буындарда, сол сияқты бүйрек тастары түрінде ағзада жиналады. Аса маңызды аминді пуриндерге нуклеин қышқылдарының құрамына енетін 6–аминпурин (аденин) және 2–амин–6–гидроксипурин (гуанин) жатады.

аденин

гуанин

Аденин мен гуанинге НNО₂ қышқылымен әсер еткенде, олардың дезаминделуі нәтижесінде сәйкес келетін гипоксантин және ксантин түзіледі. Конденсацияланған бициклды пиримидин және пиразиннен құралған гетероцикл птеридин деп аталады.

птеридин

Гидрокси және аминдіптериндер табиғатта кең тараған, мысалы, 2–амин–6–метил–4–оксоптеридиннің қалдығы фоли қышқылының, ал 2,4–диоксоптеридин жанды ағзалардың өсу факторы болып есептелетін витамин В₂ немесе рибофлавиннің құрамында болады.

Мұндағы: N – азоттық негіздер: тимин, цитозин, аденин, гуанин.

Азоттық негіз бен β–рибофураноза β– 1,3 немесе 1,9 гликозидтік байланыс арқылы жалғасады. Рибонуклеозидтерді атау үшін азоттық негіздің атына, оның табиғатына байланысты, пиримидинді болса –идин, ал пуринді болса –озин жалғауы жалғанады. Мұндай нуклеозидтерге уридин, цитидин, аденозин және гуанозин жатады. Рибонуклеозидтерге жататын нуклеотидтердің құрылысы:



Цитидин Ц (цитозин + рибоза)

β-1′,3–гликозидтік байланыс



Уридин У (урацил + рибоза)

β-1′,3–гликозидтік байланыс






Гуанозин (гуанин + рибоза)

β-1′,9–гликозидтік байланыс



Аденозин (аденин + рибоза)

β-1′,9–гликозидтік байланыс


2.8.2 Дезоксирибонуклеозидтер
Нуклеинді азоттық негіздерден (пуринді немесе пиримидинді) және β–дезоксирибофуранозадан құралған гликозидтерді дезоксирибонуклеозидтер деп аталады.

Азоттық негіздер мен β–2–дезоксирибоза β– 1,3– немесе β– 1,9– гликозидтік байланыс арқылы байланысады. Олардың аттары пиримидиндік азоттық негіздердің аттарына –идин, ал пуриндік азоттық негіздердің аттарына –озин жалғауларын және алдында дезокси– жұрнағын қосып жазу арқылы құрастырылады. Мұндай нуклеозидтерге дезокситимидин, дезоксицитидин, дезоксиаденозин және дезоксигуанозин жатады. Дезоксирибонуклеозидтерге жататын нуклеозидтердің құрылысы мынадай:

Дезокситимидин д.Т.

(2–дезоксирибоза + тимин)

Дезоксицитидин д.Ц.

(2–дезоксирибоза + цитозин)

Дезоксиаденозин д.А.

(2–дезоксирибоза + аденин)

Дезоксигуанозин д.Г.

(2–дезоксирибоза + гуанин)

N–гликозидтерге жататын нуклеозидтер қышқылдық ортада жақсы гидролизденеді де, әлсіз сілтілік ортада тұрақты болады. Олардың ішінде пуринділер оңай, ал пиримидинділер қиындау гидролизденеді. Жасушаларда кәдімгі нуклеозидтерден басқа минорлы нуклеозидтер де кездеседі, мысалы 3–метилуридин, дигидроуридин т.б. Кейбір жасушада кездесетін нуклеозидтердің антибиотикалық қасиеттері болады, олар сол себепті антиметаболиттердің (кордицепин) ролін атқарады.

Пиримидинді немесе нуринді азоттық негізден, көмірсулы компоненттен (рибоза немесе дезоксирибоза) және бір, екі немесе үш молекула фосфор қышқылының қалдықтарынан тұратын күрделі заттар нуклеотидтер деп аталады.

Нуклеотидтер күрделі химиялық қосылыстар, олардың құрамына:

1. 
   Пиримидинді немесе пуринді азоттық негіз;
   
2. 
   көмірсу компоненттері (рибоза немесе 2–дезоксирибоза);
   
3. 
   бір, екі немесе үш молекула фосфор қышқылының қалдықтары кіреді.
   

қышқылының қалдықтары

аденозин-3′–фосфат (3′-АМФ) немесе 3′–аденил қышқылы

Көбінесе нуклеотидтер қысқартылған түрде азоттық негіз бен фосфор қышқылының мөлшерін көрсететін әріптермен аталады. Мысалы, АМФ (аденозинмонофосфат), АДФ (аденозиндифосфат), АТФ (аденозинтрифосфат).

Рибонуклеин қышқылдарын құрайтын рибонуклеотидтерге АМФ, ГМФ, ЦМФ және УМФ жатады. Барлық аталған нуклеотидтер 5′–фосфаттарға жатады. Егер басқа нуклеотидтер болса, оларды атағанда, міндетті түрде, фосфаттық топтың орнын көрсету керек. Мысалы, 3′–АМФ.




АМФ

(аденозин монофосфат, аденозин – 5′ – фосфат,

5′ – аденил қышқылы)





ГМФ

(гуанозин монофосфат, гуанозин – 5^′ фосфат,

5 ^′– гуанил қышқылы)





ЦМФ

(цитидин монофосфат, цитидин – 5′ – фосфат,

5′ – цитидил қышқылы )






УМФ

(уридинмонофосфат, уридин – 5′ – фосфат,

5′ – уридил қышқылы)



2.8.3 Дезоксирибонуклеозидфосфаттар

(дезоксирибонуклеозидтер)
ДНК-ң құрамына кіретін дезоксирибонуклеотидтер:

1. 
   д.АМФ – дезоксиаденозин монофосфат;
   
2. 
   д.ГМФ – дезоксигуанозин монофосфат;
   
3. 
   д.ЦМФ – дезоксицитидин монофосфат;
   
4. 
   д.ЦМФ – дезокситимидин монофосфат.
   

Дезоксирибонуклеин қышқылдарын құрайтын дезоксирибонук-леотидтерге д.АМФ, д.ГМФ, д.ЦМФ және д.ЦМФ жатады. Барлық аталған дезоксирибонуклеотидтер 5′–фосфаттарға жатады. Басқа нуклеотидтер болса, оларды атағанда, міндетті түрде, фосфаттық топтың орны көрсетіледі, мысалы, 3^′–д.АМФ, т.б.

д.АМФ

(дезоксиаденозин монофосфат, дезоксиаденозин–5′–фосфат,

5′–дезоксиаденил қышқылы)

д.ГМФ

(дезоксигуанозин монофосфат, дезоксигуанозин –5^′–фосфат,

5′–дезоксигуанил қышқылы)

д.ЦМФ

(дезоксицитидин монофосфат, дезоксицитидин–5′–фосфат,

5′–дезоксицитидил қышқылы)

ТМФ

(дезокситимидин монофосфат, дезокситимидин–5′–фосфат,

5′–дезокситимидил қышқылы)

Сол сияқты, пентозаның құрамындағы екі гидроксил тобы фосфаттық топ арқылы тұйықталған нуклеотидтер кездеседі, оларды циклдыфосфаттар деп атайды. Жиі кездесетіндерге 3′,5′–аденил қышқылы (ц.АМФ) және 3′,5′–гуанил қышқылы (ц.ГМФ) жатады.

ц.АМФ

3′,5′–аденил қышқылы

ц.ГМФ

3′,5′–гуанил қышқылы

Адениннің тұйық тізбекті туындысы ц.АМФ сан–салалы жасушалық дабылдың қызметін атқарады және көптеген жасушаішілік әртүрлі реакциялардың жылдамдықтарын реттейді.

РНҚ құрамына А, У, Г, Ц, ал ДНҚ құрамына А, Т, Г, Ц азоттық негіздері енеді. РНҚ және ДНҚ полимерлік молекулаларының құрамдарындағы негіздердің реті бойынша жанды жасушаның генетикалық ақпараты сипатталады. Әртүрлі нуклеин қышқылдарының молекулаларындағы Г мен Ц және А мен Т немесе У азоттық негіздерінің ковалентті емес әрекеттесулер әдісі бойынша бірін-бірі «тану» қабілеттері (негіздердің жұптасуы) тұқымқуалаушылық пен эволюция механизмдерінің негізін қалайды.

Рибонуклеотидтер РНҚ молекулаларын түзеді. Жекеленген рибонуклеотидтердің арасындағы байланыс күрделі эфирлік жалғасулар (алдыңғы С–3′ және С–5′ соңғы буынның) арқылы орындалады. Негізгі тізбекте фосфор қышқылы мен рибозаның қалдықтары орналасады, ал азоттық негіздер жоғары химиялық белсенділік көрсететін «бүйірлік» атомдар тобын құрайды.

Дезоксрибонуклеотидтер ДНҚ молекулаларын құрайды. Жекеленген дезоксирибонуклеотидтердің арасындағы байланыс күрделі эфирлік байланыс С– 3′–алдыңғы және С– 5′–кейінгі арқылы жүзеге асады. Негізгі тізбек фосфор қышқылының қалдықтары және дезоксирибозадан құралған, азотты негіздер активтілігі өте жоғары атомдар тобын көрсетеді. Полидезоксирибонуклеотид тізбегінің соңын белгілеу (5′–соңы сол жақта және 5′–соңы оң жақта).