|
|
15 лекция(СРО). Таырып 15. Тірі организмдердегі комплекс осылыстар. Биокоординациялы химия туралы тсінік
Тақырып 15. Тірі организмдердегі комплекс қосылыстар. Биокоординациялық химия туралы түсінік.
Орындаған: Қалибекова Н.Қ
Топ: ХМ-901
Тексерген: Баяхметова Б.Б.
Семей
2022 жыл
Жоспар - Комплексті қосылыстар
- d, s, p – элементтері
- Биохимиялық реакцияларда d – элемент
- Биокоординациялық химия
- Комплексті қосылыстар – кең таралған және әр түрлілігімен сипаттала тын қосылыстар класы.
- Тірі организмдерде биогенді металдардың ақуыздармен, аминқышқылдар- мен, порфириндермен, нуклеин қышқылдарымен, көмірсулармен, макро - циклді қосылыстармен беретін комплексті қосылыстары бар. Өмірлік маңызы бар процестер комплексті қосылыстардың қатысумен жүреді.
- Олардың кейбір өкілдері биохимиялық процестерде маңызды роль атқара-ды. Көптеген дәрілік препараттар құрамында металдар комплекстері бар. Мысалы, инсулин (мырыш комплексі), В12 дәрумені (кобальт комплексі), платинол (платина комплексі) және т.б.
- Құрамы тұрақты және олардың атқаратын функциялары тұрғысынан әр түрлі комплекстерді d-элементтері түзеді. Әсіресе, ауыспалы элементтердің ком -плексті қосылыстары үлкен маңыздылыққа ие. Мысалы, темір, марганец, титан, кобальт, мыс, мырыш және молибден.
- Биогенді s-элементтер (Na, К, Mg, Са) комплекстүзгіш ретінде тек қандай да бір нақты циклді құрылымы бар лигандалармен ғана комплексті қосылыс түзеді.
- р- элементтердің (N, P, S, О) негізгі бөлігі комплекстүзуші бөлшектердің және биолигандалардың белсенді әрекет ететін бөлігі болып табылады. Осы қасиеттерінде олардың биологиялық маңыздылығы жатыр.
Биохимиялық реакцияларда d - элементі - Биохимиялық реакцияларда d-элементтер өздерін металл комплекстүзгіштер ретінде көрсетеді.
- Лигандалар ретінде органикалық сипаттағы биологиялық активті заттар немесе бейорганикалық қышқылдардың аниондары болады. Мында көңіл аударатын жағдай, d- элементтер организмде қалыпты өмірлік жағдайды қамтамасыз ететін биохимиялық процестердің басталуына себепші болады.
- Ақуыз молекулалары d-элементтерімен биобейорганикалық ком - плекстер – кластерлер немесе биокластерлер түзеді.
- Кластерлер – көп ядролы комплексті қосылыстар, олардың молекулярлық құрылымының негізінде өзара байланысқан металл атомдарынан (көбінесе ауыспалы металдар атомдарынан) тұратын көлемді қаңқа (тор) жатыр. Мұндай байланыстың болуы зат құрамының стехиометриялық құрамнан ауытқуына әкеледі, бұл жағдай кластерлі қосылыстардың ерекшелік (айырмашылық) белгісі болып табылады.
Металл ионы (металл-комплекстүзгіш) ақуыздың байланыстырушы топтарындағы электртеріс атомдарымен әрекеттесе отырып, кластердің қуысында орналасады.
Ақуыздың байланыстырушы топтары: гидроксильді (−ОН), сульфгидрильді (−SН), карбоксильді (−СООН) және ақуыздың аминотобы (Н2N−). Кластер қуысына металл ионы ену үшін оның диаметрі қуыс мөлшерімен шамалас болу керек.
Осылайша, табиғат d-элементтер иондарымен белгілі бір өлшемдегі биокластер -лердің түзілуін реттеп отырады.
Көбірек белгілі металферменттер: карбоангидраза, ксантиноксидаза, сукцинат -дегидрогеназа, цитохромдар, рубредоксин. Олар − қуыстарында металл иондарымен байланысқан субстраттардың (субстрат орталығын түзетін биокластерлер. Биокластерлер (ақуызды комплекстер) әр түрлі функция - лар атқарады.
Биокоординациондық химия
Биокоординациондық химия (БКХ) – орталық ион металл (негізінен биометалл) және биолигандалардан (эндо - және экзогенді) тұратын координациялық қосылыстардың биологиялық рольін оқитын координация - лық химия бөлімі. Биокоординациялық қосылыстар өсімдік және жануарлар организмдерінде ең маңызды қызметтерді атқарады. Ферменттердің бір бөлігі ретінде олар оттегінің берілу реакцияларын, тотығу-тотық -сыздану және гидролитикалық процестерді катализдейді, көбінесе биокоординациялық қосылыстар металды құрайтын макромолекулалар болып табылады.
БИОЛИГАНДАЛАР
Биохимиялық процестерге қатысатын салыстырмалы түрде онша көп емес қарапайым молекулалар тобынан тұрады
Олардың көбі өзара әрекеттесіп құрамы біраз күрделі макромолекулалар түзеді. Мұндай макромолекулалардың қасиеттері олардың құрамына кіретін қарапайым молекулалар табиғатына, олардың өзара бір-бірімен байланысу ретіне, сонымен қатар түзілген биополимердің кеңістіктік құрылымына байланысты.
- Организмнің сулы фазасында металл иондарымен байланысқа түсетін қарапайым бейорганикалық аниондар да болады.
Оларға: хлоридтер, сульфаттар, карбонаттар, фосфаттар және т.б. жатады.
- Тірі жүйеге тән маңызды артықшылықтарының) бірі – ол макромолекула - биополимерлердің түзілуі.
1. Полисахаридтер
2. Ақуыздар (протеиндер)
3. Нуклеин қышқылдары.
Биополимерлердің маңызды 3 түрі бар:
БИОЛИГАНДАЛАР
Жасушаның маңызды биополимерлер типі – ол ақуыз.
- Полипептидтер тізбектері кеңістіктік конфигурацияға біріктірілген, ол берілген сол ақуыздың құрылысын анықтайды.
- Барлық аминқышқылдар, пептидтер және ақуыздар − белсенді донор болатын атомдары бар биолиганда - лар, олар әр түрлі металл иондарымен тұрақты координациялық қосылыстар түзе алады.
- Кейбір ақуыздардың құрамында порфин қаңқасын түзетін төрт берік байланысқан пиррольді ядролары болады.
- Биополимерлердің өте маңызды класына нуклеин қышқылдары жатады. Бұл қосылыстар биологиялық ақпараттарды сақтау және беру функцияларын атқарады. Тек нуклеин қыш-қылдарының молекулаларында сол организмге қажетті протеиндердің алуан түрлерін синтездеуге қажетті ақпарат кодталған. Полисахаридтер қарапайым қанттардан, протеиндер аминқышқылдарынан тұратын сияқты, нуклеин қышқылдары нуклеотидтерден тұрады.
- Маңызды нуклеотидке аденозин трифосфор қышқылы (АТФ) жатады.
- Координациялық химия тұрғысынан, АТФ – металл иондарымен координациялана ала - тын көптеген әр түрлі донор бола алатын атомдары бар белсенді лиганда болып табыла-ды. Олар, яғни донор атомдары, азотты негіздегі гетероциклді азоттың атомы, рибоза фрагментіндегі оттегі атомы және фосфатты топтағы оттегі атомы.
- Биолигандалар ретінде организмде бұрыннан болатын немесе организмге сырттан түсетін әр түрлі органикалық молекулалар бола алады: дәрумендер, дәрілік препараттар, сыртқы ортаның уытты заттары және т.б.
БИОМЕТАЛЛ
Биометалдардың ерекше қасиеттері бар, олардың негізгісі – күрделі түзілу қабілеті жоғары. Биометалдар тірі организмнің көптеген биолигандтарымен әртүрлі кешендер түзе отырып өзін «тіршілікті ұйымдастырушы» ретінде көрсетеді.
- Марганец көптеген ферменттердің белсенді орталығының бөлігі болып табылады.
- Аргиназа және холинэстераза ферменттерінің құрамында марганец қанның ұюына қатысады.
- Пероксидаза мен аминофенолоксидазаның бөлігі ретінде молекулалық оттегінің айналуын реттейді.
- Пируват карбоксилаза мен фосфоглюкодисмутазаның бөлігі ретінде көмірсу алмасуына әсер етеді.
- Марганец В тобындағы витаминдердің синтезіне қатысады.
- Гемоглобиннің синтезіне әсер етеді.
Организмде марганец бауырда, бүйректе және ұйқы безінде шоғырланған. Марганецтің шеміршек муко- полисахаридтерін синтездеудегі ерекше рөлі дәлелденді. «Оттегі бөлетін орталығы» бар фермент тің кластерлік фрагментінде аспарагин және глютамин қышқылдарының қалдықтарымен және су молекулаларымен байланысқан координациялық нөмірлері 4, 5 және 6 болатын 4 Mn атомы бар. Бүкіл клас тердегі бір ғана координациялық учаскені гистидиннің донорлық азот атомы алады.
- Тақырыпты бекітуге арналған сұрақтар
- 1. Биометаллдарды атау керек;
- 2. Қандай биолигандаларды білесіз?
- 3. Қандай металы бар ақуыздарды білесіз? Металл бар ферменттерді атап беру керек;
Назарларыңызға рақмет |
|
|
Скачать 478.77 Kb.