Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ВЕЩЕСТВА ВТОРИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗМАХ

Наряду с основополагающими классами органических соединений: белками, углеводами, липидами, нуклеиновыми кислотами и витаминами - в живых организмах непрерывно производятся и включаются в обмен различные вещества, условно называемые веществами вторичного происхождения. Одни вещества из этого ряда, например, органические кислоты, образуясь в клетке, не накапливаются, а тотчас же используются в качестве промежуточных продуктов обмена, другие (фенольные соединения, эфирные масла, каучук) нередко накапливаются в больших количествах.

Многие из этих веществ в значительной степени определяют пищевые достоинства продуктов питания, другие выделяются и широко используются в медицине как биологически активные вещества или же в промышленности.

Отдельные вещества и ряды соединений вторичного происхождения, в частности, органические кислоты, гидроароматические соединения фенольного типа в большей или меньшей степени уже рассмотрены в предыдущих главах, что упрощает задачу раскрытия темы в настоящем разделе.

Гликозиды

Гликозиды - это продукты замещения атома водорода в глико- зидном гидроксиле моно- и олигосахаридов на радикал, в ряде случаев - сложного строения, называемый агликоном («не-сахаром»). В зависимости от того, какая форма моносахарида или р) входит в состав гликозида, образуются соответственно а- или /*-гликозид. Заметим, что если гликозид образует глюкоза, то называется он глюкозидом.

Дисахариды формально можно также рассматривать как гликози- ды, но место агликона занимает в молекуле остаток того или иного моносахарида. Поэтому гидролитическое расщепление гликозидов и дисахаридов, а также трисахарида рафинозы, состоящего из звеньев а -галактопиранозы, а -глюкогшранозы и р -фруктофуранозы, осуществляется одними ферментами. Например, фермент а -глюкозидаза гидролизует все а -глюкозиды и дисахариды, построенные по типу а -глюкозидов - мальтозу и трегалозу. А фермент р -глюкозидаза расщепляет глюкозиды и дисахариды, построенные по типу р - глюкозидов, например целлобиозу.

Гликозиды часто имеют горький или сладкий вкус, а в ряде случаев - специфический аромат, что используется в пищевой промышленности.

Как известно, вкусовые ощущения человека возникают в результате взаимодействия молекул вещества с белковой матрицей рецепторов на специальных бугорках языка.

Подобно ферментативным реакциям эти взаимодействия в высокой степени зависят от структурных особенностей молекул воздействующего вещества. Так, а-Я-манноза сладкая, в то время как р-Я-манноза горькая на вкус, хотя отличаются они лишь конфигурацией атома углерода С-1:

p-D-Фруктопираноза слаще ее изомера р-Я-фруктофуранозы.

Сладкими на вкус являются дисахариды: мальтоза, лактоза и гентибиоза. В то же время трисахарид раффиноза - безвкусный.

В растениях найдены очень сладкие вещества из ряда гликозидов. Так, в листьях стсвии (iStevia rebaudiana) обнаружен гликозид дитсрпсна - сте- виозид, рассматриваемый как потенциальный заменитель сахарозы, в 300 раз уступающей ему в сладости и характеризующейся высокой калорийностью. Стевиозид, однако, обладает тем недостатком, что после него во рту сохраняется лакричный привкус.

Терапевтическое действие солодкового корня обусловлено глицирризи- ном, который в чистом виде в 50 раз слаще сахара. Глицирризин является К- и Са-солью гликозида, образованного диглюкоуронидом и полициклической тритсрпсноидной (глицирретиновой) кислотой.

Глюкозид синигрнн, содержащийся в семенах черной горчицы, придает им специфический запах и горький вкус. С наличием глюкозида амигдалина связан специфический вкус и аромат горького миндаля, а также абрикосовых, персиковых и сливовых косточек.

Глюкозид, находящийся в плодах ванили - глюкованилин, подвергается ферментативному гидролизу с образованием ванилина и глюкозы:

В растительном мире часто встречаются цианогснныс гликознды, которые при гидролизе выделяют цианистый водород, который, как известно, токсичен для широкого спектра организмов благодаря тому, что он является ингибитором железосодержащих ферментов цитохромов в окислительной цепи.

Источниками HCN являются семена горького миндаля, а также травы клевер, лядвенец и др.

В листьях и косточках плодов многих растений: абрикосы, яблони, горького миндаля, вишни, сливы, персика, рябины - содержится гликозид амигдалин, который сочетает дисахарид гентиобиозу и агли- кон, представляющий собой продукт присоединения синильной кислоты к бензальдегиду. Агликон соединен с остатком гентиобозы р- глюкозидной связью:

При кислотном гидролизе и под влиянием р -глюкозидазы ферментного препарата эмульсина амигдалин образует две молекулы глюкозы. Под действием ферментов дрожжей от амигдалина отщепляется лишь одна молекула глюкозы.

Семена различных видов горчицы и хрен содержат тиогликозиды синигрин и синальбин, в которых сахар связан с агликонами через серу:

Под действием ферментов, содержащихся с хрене и семенах горчицы, синигрин расщепляется с образованием эфирно-горчичного масла, придающего этим продуктам характерный для них жгучий вкус.

К группе гликозидов, содержащих агликон стероидной природы, принадлежат соланины. Эту группу гликозидов, распространенных в растениях из семейства пасленовых, иначе называют гликоалкалоидами. В картофеле найдено шесть алкалоидов, у которых один и тот же агликон (соланидин) связан с различными остатками сахаров.

Соланин - преобладающий алкалоид клубневого растения Solatium Tuberosum (Solanaceae), где Глю - глюкоза; Рам - рам поза; Гол - галактоза. Ядовит, опасен при чрезмерном накоплении в позеленевших клубнях, которые находились на поверхности почвы или содержались на свету.

Близкими по структуре соланину (S. Tuberosum) являются стероидный алкалоид демиссин, найденный в диком картофеле, а также алкалоид некоторых видов томатов и картофеля - томатин. Вместо характерного для соланина фрагмента трисахарида демиссин и томатин содержат тстрасахарид со звеном ксилозы и нс обладают Д5-двойной связью, что делает их токсичными (пищевыми детергентами) для колорадского жука.

Скрещиванием Solatium Demissum и Solatium Tuberosum были получены новые виды картофеля, нс подвергающиеся нападению колорадского жука. При этом, однако, остаются открытыми вопросы, во- первых, насколько долго сохранится приобретенные трансгенным картофелем антифидантные (несъедобные) для жука свойства, а во- вторых, не проявятся ли некие новые негативные эффекты биологической, в частности, мутагенной или тератогенной, активности картофеля при длительном его употреблении человеком.

Важное значение для производства стероидных гормонов и лекарственных препаратов приобрели Сзт-стероидный алкалоид соласо- дин и С27-стероидный сапогенин диосгенин. Сапогенины представляют собой гликозиды с агликонами стероидной природы.

Для детоксикации растительных клеток важным является гликозили- рование чужеродных соединений и ядовитых метаболитов. Образующиеся при этом гликозиды изолируются в клеточных вакуолях. В качестве агли- конов могут выступать фрагменты алкалоидов (см. соланин), красящих пигментов, например, флавоноидов, полиоксипроизводных многоядерных ароматических углеводородов (дубильных веществ, таннинов), продуктов биохимической модификации ксенобиотиков (чужеродных веществ, поступающих в организм извне) и т.д.

В клетках животного основным путем детоксикации является образование глюкоуронида или этерифицированного сульфата, которые выводятся из организма с мочой.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>