Sloučeniny se sírou v molekule Merkaptany, sulfidy a disulfidy

Transkript

1 Sloučeniny se sírou v molekule Merkaptany, sulfidy a disulfidy sloučeniny odvozené od sirovodíku merkaptany R SH sulfidy R S R disulfidy R S S R sloučeniny odvozené od kyseliny sírové a jiných kyslíkatých sloučenin síry síranové estery sulfonové kyseliny reakce sulfhydrilových skupin oxidoredukční 2 R SH R S S R + 2 H + tvorba merkaptidů 2 R SH + Me2+ R S Me S R tvorba anhydridů R SH + HOOC R R S (C=O) R oxidace na sulfony R SH R SO 3 H cystein a methionin sirné aminokyseliny; hlavní zdroj síry pro organismus cysteinamin vzniká dekarboxylací cysteinu; je součástí koenzymu A má krátkodobý radioprotektivní účinek kyselina lipoová koenzym účastnící se redoxních přeměn taurin v játrech konjuguje kyselinu cholovou; vzniká oxidací cysteinu H 2 N-CH 2 CH 2 -SO 3 H yperit zpuchýřující BOL; těžká nekróza tkání vzniká až po hodinách po kontaktu Cl CH 2 2 CH 2 S CH 2 CH 2 Cl

2 Sloučeniny se sírou v molekule Deriváty arylsulfonových kyselin chloraminy bílé prášky slabě rozpustné ve vodě ve vlhku se rozkládají a uvolňují kyselinu chlornou, desinfekční činidlo odvozené od amidů Benzensulfonové nebo p-toluensulfonové kyseliny sulfonamidy odvozeny od p-aminobenzensulfonové kyseliny p-aminobenzensulfonamid nahrazují vitamin mikroorganismů kyselinu p-aminobenzoovou sacharin jedná se o imid o-sulfobenzoové kyseliny 3

3 Dusíkaté deriváty Aminy jsou odvozeny od amoniaku náhradou vodíků různými skupinami vznikají primární, sekundární a terciární aminy; vznikají také kvarterní base R NH 2 + H + R NH 3 + aminoderiváty poskytují řadu chemických reakcí amidy, peptidy Fyziologicky významné aminy hormony a neurotransmitery acetylcholin v cholinergním nervstvu při nervosvalovém přenosu 4

4 Dusíkaté deriváty Fyziologicky významné aminy katecholaminy jako transmitéry adrenergních neuronů postgangliového sympatiku (např. inervace hladkých svalů) dopamin, noradrenalin působí jako neurotransmitéry adrenalin hormon dřeně nadledvin, cirkulací v krvi ovlivňuje cílové receptory Parkinsonova choroba porucha tvorby dopaminu, snížený počet nervových buněk; porucha koordinace svalových kontrakcí; léčba podáváním DOPA sympatolytika brzdí působení katecholaminů sympatomimetika mají podobný účinek jako katecholaminy serotonin vzniká přeměnami tryptofanu; je neurotransmitérem v části CNS a vegetativního nervového systému; v CNS antagonizuje působení katecholaminů; podobný LSD inaktivován deaminací a oxidací na 5-hydroxyindoloctovou kyselinu v epifýze vzniká ze serotoninu hormon melatonin regulace diurnálních rytmů 5

5 Dusíkaté deriváty Fyziologicky významné aminy inhibiční neurotransmitéry snižují schopnost neuronů reagovat na předávaný impuls vážou se na postsynaptickou membránu a otevírají zvláštní chloridový kanál, čímž dochází k hyperpolarizaci a ionty Na + jsou odpuzovány od povrchu membrány a nemohou se přiblížit k ústí svého otevřeného kanálu GABA (γ aminomáselná kyselina) vzniká z kyseliny glutamové existuje mnoho látek interagujících s GABA receptorem (alkohol, barbituráty, benzodiazepin, meprobamat, valeriánské kapky, ) glycin působí převážně v míše a mezimozku na glycinové receptory se váže strychnin další neurotransmitéry jsou např. neuropeptidy substance P peptid z 11 AMK působí jako excitační np. při vnímání bolesti endorfiny tlumí vnímání bolesti, fyziologický účinek má jen část molekuly aminokonce, tzv. enkefalin 6

6 Dusíkaté deriváty Nitroderiváty a nitráty odvozeny od kys. dusičné a kys. dusité; všechny jsou jedovaté při přímé vazbě dusíku na uhlík nitroderiváty R NO 2 a nitrosoderiváty R NO při vazbě prostřednictvím kyslíku nitráty R O NO 2 a nitrity R O NO nitrobenzen kapalina s intenzivní hořkomandlovou vůní vstřebává se i nepoškozenou pokožkou -> způsobuje často otravy neurotoxický, chronické otravy vedou k anémii kyselina pikrová (TNF) žlutý prášek mírně rozpustný ve vodě; neobyčejně hořká chuť při otravách dochází k poškození ledvin provázené proteinurií soli kys. pikrové (pikráty) jsou výbušné trinitrotoluen (TNT) silná výbušnina označovaná tritol síla ostatních výbušnin se uvádí v tritolových ekvivalentech (např. hirošimská bomba explodovala se silou 15 kilotun TNT) chloramfenikol širokospektré antibiotikum 7

7 Dusíkaté deriváty Oxid dusnatý jako signální molekula vzniká v endotelu cév léčivo sildenafil inhibuje PDE5 8

8 Heterocykly cyklické organické sloučeniny v jejichž kruhu je jeden nebo více atomů uhlíku nahrazeno jiným atomem, nejčastěji kyslíkem, dusíkem nebo sírou cyklus obsahuje většinou pět nebo šest atomů, časté jsou kombinace Pyrrol a jeho deriváty pyrrol, pyrrolin, pyrrolidin, prolin významným derivátem je porfobilinogen, prekurzor tetrapyrrolových struktur spojením čtyř porfobilinogenů methylenovými můstky vznikají porfyrinogeny, jejich oxidací vznikají porfyriny hem hemoglobin, myoglobin, cytochromy odbouráváním vznikají žlučová barviva ŽB biliverdin, bilirubin, urobilinogen, urobilin 9

9 Heterocykly Indolové deriváty strukturu indolu nedokážeme vytvořit, z potravy jako AMK tryptofan derivátem indolu jsou serotonin a melatonin serotonin je degradován na 5-hydroxyindoloctovou kyselinu a vyloučen močí bakteriálním štěpením tryptofanu v tlustém střevě vzniká nepříjemně páchnoucí indol a skatol indol se oxiduje na indoxyl a po konjugaci se sírany přechází do moči jako malé množství močového indikánu (zvýšení signalizuje hnilobné procesy) při degradaci vzniká řada metabolitů, např. žlutá xanthurenová kyselina dávající charakteristické zbarvení moči indolový základ má také řada barviv modré indigo a tyrský purpur také tělní pigmenty melaniny, jsou založené na indol-5,6-chinonu 10

10 Heterocykly Imidazol je součástí AMK histidinu, který umíme vytvořit dekarboxylací vzniká tkáňový hormon histamin histidin se částečně degraduje na kyselinu urokanovou, která je součástí potu a výrazně absorbuje ultrafialové paprsky a chrání proti slunečnímu záření Pyrazol je isomerem imidazolu, v těle se neuplatňuje je základem mnoha léčiv jako antipyretikum a analgetikum, používá se při terapii kloubních a žilních zánětů Thiazol je součástí molekuly thiaminu (vitamin B 1 ) nedostatek thiaminu způsobuje těžké záněty nervů (nemoc beri beri) 11

11 Heterocykly Pyridin šestičlenný aromatický heterocyklus s jedním atomem dusíku; biologicky důležitý je součástí pyridinových koenzymů (NAD +, NADP) kyselinu nikotinovou a její amid umíme vytvořit jen v malé míře z tryptofanu a musíme je tedy přijímat potravou pyridoxin (vitamin B 6 ) Pyrimidin a purin základ heterocyklických bazí nukleových kyselin budou probírány u NK Pterin je základem struktury kyseliny listové (vitamin B 9 ) 12

12 Heterocykly Isoalloxazin je součástí riboflavinu (vitamin B 2 ) využívaného na tvorbu koenzymů FAD a FMN Další heterocykly furan pyran chinolin isochinolin 1,4-diazepin pyrazin fenothiazin thiazin akridin 13

13 Sacharidy biologicky významná skupina látek odvozená od hydroxyaldehydů a hydroxyketonů jeden z hlavních zdrojů energie a základ mnoha biologických struktur monosacharidy základní sloučeniny, jejich spojením vznikají ostatní oligosacharidy vznikají spojením několika monosacharidů; významné disacharidy polysacharidy vysokomolekulární látky složené z mnoha monosacharidů Monosacharidy podle funkční skupiny aldosy x ketosy podle počtu uhlíků triosy, tetrosy, pentosy, hexosy, sedoheptosy sladká chuť díky více hydroxylovým skupinám mají různý počet asymetrických uhlíků, existuje mnoho stereoisomerů triosy aldotriosa glyceraldehyd a ketotriosa dihydroxyaceton dále aldosy erythrosa(4c), ribosa (5C), 2-deoxyribosa (5C), glukosa (6C), galaktosa (6C) a ketosy xylulosa (5C), fruktosa (6C), sedoheptulosa (7C) 14

14 Sacharidy Cyklické struktury monosacharidů většina sacharidů existuje ve formě cyklických poloacetálů rozlišujeme pětičlenné furanosy a šestičlenné pyranosy Fischerova projekce Hawortův vzorec konformační vzorec D-glukosy α-d-glukopyranosy α-d-glukopyranosy α-d-fruktofuranosa β-d-fruktofuranosa 15

15 Sacharidy Nejvýznamnější monosacharidy glukosa nejběžnější monosacharid ve všech organismech; univerzální živina její metabolismus poskytuje energii pro většinu životních dějů koncentrace v séru je 3,6 5,6 mmol/l játra jsou na ni schopna přeskupit fruktosu, galaktosu, laktát a některé AMK používá se k nitrožilní výživě fruktosa v přírodě méně běžná; větší množství v medu fosforylované deriváty jsou důležité intermediální stupně glykolýzy galaktosa stavební složka mléčného cukru laktosy v těle využita až po přeskupení na glukosu existují dědičné poruchy její přeměny ohrožující život kojenců ribosa a 2-deoxyribosa jako součást nukleotidů a nukleových kyselin vznikají v organismu přeměnou z glukosy 16

16 Sacharidy Deriváty monosacharidů fosforylace na příslušné estery fruktosa-6-fosfát, ribosa-5-fosfát oxidací glukosy a galaktosy na šestém uhlíku kyselina glukuronová a galakturonová oxidací glukosy na prvním uhlíku kyselina glukonová náhradou hydroxylu aminosk. vznikají aminoderiváty glukosamin, galaktosamin na aminoskupinu je často navázán zbytek kyseliny octové N-acetylglukosamin a N-acetylgalaktosamin jsou součástí některých polysacharidů Kyselina L-askorbová (vitamin C) v přírodě rozšířena, zdrojem hlavně ovoce a zelenina většina živočichů ji dokáže syntezovat, pro člověka je nenahraditelným vitaminem uplatňuje se při řadě metabolických pochodů, např. je nezbytná pro syntézu kolagenu nedostatek způsobuje skorbut (kurděje); denní potřeba mg vitamin rozpustný ve vodě -> přebytek se vyloučí močí 17

17 Sacharidy Disacharidy laktosa součást výživy savců při kojení; lidské mléko obsahuje 7% tohoto sacharidu je složena z galaktosy a glukosy; vstřebává se až po hydrolýze na monosacharidy ve zralém věku někdy zažívací potíže po konzumaci mléka sacharosa nejrozšířenější cukr; průmyslově vyráběn z cukrové třtiny a cukrové řepy výborné sladidlo s velkým výživným významem je složena z glukosy a fruktosy; nevykrystalizovaná část se nazývá melasa 18

18 Sacharidy Polysacharidy představují největší podíl sacharidů v přírodě; sestaveny i z tisíců zákl. jednotek řetězce jsou lineární, ale někdy se určitým způsobem i větví dělí se na zásobní a strukturní škrob nejdůležitější rostlinný zásobní polysacharid; je základem výživy lidstvy obsažen v obilninách, rýži, kukuřici, bramborech a mnoha dalších plodinách skládá se ze dvou složek amylosy a amylopektinu, obě jsou sestaveny z glukosy 19