background image

Wyk

Wyk

ł

ł

ad 15

ad 15

Aminy aktywne biologicznie - leki sulfamidowe 

Aminy aktywne biologicznie - alkaloidy

Aminy aktywne biologicznie - katecholaminy

Aminokwasy

Zwi

ą

zki heterocykliczne

background image

Sulfonowanie amin aromatycznych

Produkt sulfonowania aniliny otrzymuje si

ę

poprzez 

pra

ż

enie jej soli – wodorosiarczanu anilinowego, w 

temperaturze 180-220°C. G łównym produktem jest izomer 

para, kwas sulfanilowy.

Aminy aktywne biologicznie

http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/sulfonowanie-kwas-sulfanilowy

temp.

background image

Sulfonowanie amin aromatycznych

Kwas sulfanilowy (kwas p-aminobenzenosulfonowy) 

charakteryzuje si

ę

bardzo wysok

ą

temperatur

ą

topnienia (jak 

na zwi

ą

zek aromatyczny, np. anilina -6 °C)  (288°C) oraz 

prawie nie rozpuszcza si

ę

w wodzie (podczas gdy grup

ę

sulfonow

ą

cz

ę

sto wprowadza si

ę

do cz

ą

steczek, aby zwi

ę

kszy

ć

ich rozpuszczalno

ść

w wodzie).

Aminy aktywne biologicznie

http://pl.wikipedia.org/wiki/Kwas_sulfanilowy

background image

Sulfonowanie amin aromatycznych

W cz

ą

steczce kwasu sulfanilowego grupa kwasowa 

przekazuje proton grupie aminowej, sama zyskuje ładunek 

ujemny. Wynika to z tego, 

ż

e grupa –NH

2

jest silniejsz

ą

zasad

ą

ni

ż

grupa SO

3

-

.

p-NH

2

-Ph-SO

3

H --> pNH

3

+

-Ph-SO

3

-

(Zwitterion) 

Aminy aktywne biologicznie

www.meritnation.com

background image

Sulfonowanie amin aromatycznych

Cz

ą

steczka kwasu sulfanilowego jest jonem obojnaczym 

(niem. Zwitterion). Jon ten jest produktem reakcji mi

ę

dzy 

dwiema grupami: kwasow

ą

i zasadow

ą

, które s

ą

fragmentami tej samej cz

ą

steczki.

p-NH

2

-Ph-SO

3

H --> pNH

3

+

-Ph-SO

3

-

(Zwitterion) 

Aminy aktywne biologicznie

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sulfanilic-acid-zwitterion-3D-balls-A.png

background image

Sulfonowanie amin aromatycznych

Wysoka temperatura topnienia i słaba rozpuszczalno

ść

wodzie to charakterystyczne wła

ś

ciwo

ś

ci soli. W roztworze 

zasadowym jon OH

-

odci

ą

ga proton od słabo zasadowej 

grupy NH

2

i powstaje jon p-aminobenzenosulfonianowy (II) 

rozpuszczalny w wodzie.

p-NH

3

+

-Ph-SO

3

-

+ OH

-

--> pNH

2

-Ph-SO

3

-

+ H

2

Aminy aktywne biologicznie

background image

Leki sulfamidowe

Amid kwasu sulfanilowego (sulfanilamid) i niektóre jego 

podstawione pochodne maj

ą

du

ż

e znaczenie w medycynie 

jako leki sulfamidowe (sulfoamidy, sulfamidy) o działaniu 

bakteriostatycznym.

Aminokwasy. 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Sulfonamidy

background image

Leki sulfamidowe

Historycznie rzecz bior

ą

Prontosil był pierwszym 

antybiotykiem w ogóle i protoplast

ą

antybiotyków z rodziny 

sulfonamidów. Lek ten został odkryty w roku 1932 przez 

Gerharda Domagk’a (w laboratoriach firmy Bayer). W roku 1939 

Domagk został uhonorowany Nagrod

ą

Nobla w dziedzinie 

fizjologii i medycyny za odkrycie antybakteryjnych wła

ś

ciwo

ś

ci 

Prontosilu.

Aminy aktywne biologicznie

http://www.newchemistry.eu/2009/01/11/prontosil-antybiotyk/

background image

Leki sulfamidowe

W roku 1935, dr Ernest Fourneau i współpracownicy (w Instytucie 

Pasteura w Pary

ż

u) odkryli, 

ż

e Prontosil (czerwony barwnik azowy) 

jest metabolizowany do sulfanilamidu (para-

aminobenzenosulfonamidu), du

ż

o prostszej, bezbarwnej cz

ą

steczki. 

Dlatego Prontosil jest prolekiem - substancj

ą

nieaktywn

ą

lub słabo 

aktywn

ą

biologicznie, która po przemianach metabolicznych in vivo

przekształca si

ę

w produkty o działaniu farmakologicznym. 

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfanilamide

http://www.newchemistry.eu/2009/01/11/prontosil-antybiotyk/

sulfanilamid

background image

Leki sulfamidowe

Pomi

ę

dzy sulfanilamidem a kwasem p-aminobenzoesowym

(PABA) istnieje du

ż

e podobie

ń

stwo strukturalne. Te oba zwi

ą

zki 

współzawodnicz

ą

w procesie syntezy  kwasu foliowego. Dlatego 

sulfonamidy maj

ą

działanie bakteriostatyczne, hamuj

ą

wzrost i 

podziały bakterii, nie zabijaj

ą

ich. Ludzie, w przeciwie

ń

stwie do 

bakterii, otrzymuj

ą

kwas foliowy w pokarmie. 

Aminy aktywne biologicznie

http://www.life.umd.edu/classroom/bsci424/BSCI223WebSiteFiles/CompetitiveInhibitor.htm

background image

Alkaloidy

Biologicznie aktywne aminy pochodzenia ro

ś

linnego nazywamy alkaloidami 

(nazwa nawi

ą

zuje do ich zasadowego charakteru). Alkaloidy podane 

zwiarz

ę

tom wywołuj

ą

wiele ró

ż

ne fizjologiczne efekty. Wiele toksycznych

alkaloidów podawanych w odpowiednio małych dawkach stanowi skuteczne 

leki na liczne choroby i dolegliwo

ś

ci (np. morfina, kodeina, chinina). 

Aminy aktywne biologicznie

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

background image

Alkaloidy zawieraj

ą

ce pier

ś

cie

ń

pirydynowy

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Heterocyclic_compound

Głównym alkaloidem w li

ś

ciach tytoniu jest nikotyna. W 

niskich dawkach (1–3 mg) wykazuje działanie 

stymuluj

ą

ce, co jest głównym powodem, dla którego 

palenie tytoniu sprawia przyjemno

ść

. W du

ż

ych dawkach 

mo

ż

e powodowa

ć

m.in. depresj

ę

, wymioty, biegunk

ę

Li

ś

cie tytoniu

nikotyna

http://www.ch.ic.ac.uk/rzepa/mim/drugs/html/nicotine.htm

background image

Alkaloidy zawieraj

ą

ce pier

ś

cie

ń

pirydynowy

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Heterocyclic_compound

http://en.wikipedia.org/wiki/Niacin

Nikotyna mo

ż

e zosta

ć

utleniona do kwasu nikotynowego (niacyna, 

witamina B3). W komórkach niacyna jest wprowadzana do 

dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NAD) i fosforanu 

dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADP). NADP i NAD 

s

ą

koenzymami w procesach oksydoredukcyjnych, uczestnicz

ą

procesach transferu elektronów i protonów.

Kwas nikotynowy

background image

Alkaloidy zawieraj

ą

ce pier

ś

cie

ń

piperydynowy

Wielle alkaloidów zawiera pier

ś

cie

ń

piperydynowy. Nale

ż

do nich atropina, wyst

ę

puj

ą

ca w wielu ro

ś

linach rodziny 

psiankowatych (Solanacee), np. w li

ś

ciach i korzeniach

pokrzyku wilczej jagody (Atropa belladonna). Stosowana 

jako lek rozkurczowy i 

ś

rodek rozszerzaj

ą

cy 

ź

renice. 

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Piperidine

http://en.wikipedia.org/wiki/Atropine

http://pl.wikipedia.org/wiki/Pokrzyk_wilcza_jagoda

Pokrzyk wilcza jagoda

background image

Alkaloidy zawieraj

ą

ce pier

ś

cie

ń

piperydynowy

Innym alkaloidem zawieraj

ą

cym pier

ś

cie

ń

piperydynowy jest kokaina 

pozyskiwana z li

ś

ci krasnodrzewu pospolitego (koki) (Erythroxylon coca). 

W małych dawkach jest stymulantem, wpływa dodatnio na poziom 

dopaminy – odpowiedzialnej za o

ś

rodki przyjemno

ś

ci w mózgu. Kokaina 

bardzo silnie uzale

ż

nia psychicznie, powoduj

ą

c zmiany w mózgu. W 

medycynie stosowano kokain

ę

jako lokalny 

ś

rodek znieczulaj

ą

cy.

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Piperidine

http://en.wikipedia.org/wiki/Cocaine

http://pl.wikipedia.org/wiki/Krasnodrzew_pospolity

background image

Alkaloidy zawieraj

ą

ce pier

ś

cie

ń

purynowy

Alkaloidy purynowe wyst

ę

puj

ą

u około 100 gatunków ro

ś

lin, 

najwa

ż

niejsze z nich to kofeina, główny alkaloid kawy 

arabskiej (Coffea arabica), teobromina, główny alkaloid 

nasion kakaowca (Theobroma cacao) i teofilina wyst

ę

puj

ą

ca 

przede wszystkim w li

ś

ciach herbaty (Thea sinensis).   

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Purine

http://en.wikipedia.org/wiki/Caffeine

kofeina

teobromina

http://en.wikipedia.org/wiki/Theobromine

teofilina

http://en.wikipedia.org/wiki/Theophylline

background image

Alkaloidy zawieraj

ą

ce pier

ś

cie

ń

indolowy

Alkaloidy indolowe zawieraj

ą

w cz

ą

steczce azot w układzie 

indolowym. Strychnina- alkaloid z nasion kulczyby wroniego 

oka, posiadaj

ą

cy silne wła

ś

ciwo

ś

ci toksyczne

(LD50=0,16 mg/kg szczur, 1–2 mg/kg ustnie człowiek). 

Wyst

ę

puje w postaci bezbarwnych kryształów o silnie gorzkim 

smaku. Zatrucie skutkuje skurczami mi

ęś

ni i 

ś

mierci

ą

poprzez 

uduszenie.

Aminy aktywne biologicznie

http://en.wikipedia.org/wiki/Indole

http://en.wikipedia.org/wiki/Strychnine

background image

Katecholaminy

Katecholamina (CA) z chemicznego punktu widzenia to 

monoamina, zwi

ą

zek zbudowany z katecholu i reszty 

aminowej. 

Aminy aktywne biologicznie

katechol

http://en.wikipedia.org/wiki/Catecholamine

background image

Katecholaminy

Katecholaminy s

ą

głównymi hormonami układu 

sympatycznego w autonomicznym układzie nerwowym. 

Adrenalina i noradrenalina s

ą

produkowane głównie przez 

rdze

ń

nadnerczy w odpowiedzi na stres i wywołuj

ą

ogólne 

reakcje organizmu, które przygotowuj

ą

ciało do wysiłku 

fizycznego zwi

ą

zanego z walk

ą

lub ucieczk

ą

Aminy aktywne biologicznie

adrenalina 
(epinefryna)

noradrenalina 

(norepinefryna)

http://en.wikipedia.org/wiki/Catecholamine

background image

Katecholaminy

Dopamina jest neuroprzeka

ź

nikiem, syntetyzowanym i 

uwalnianym przez neurony o

ś

rodkowego układu 

nerwowego. Przenosi sygnały w mózgu i tkankach 

obwodowych. Dopamina pełni wa

ż

n

ą

rol

ę

w przebiegu 

niektórych chorób, takich jak choroba Parkinsona, ADHD, 

schizofrenia i w uzale

ż

nieniach. 

Aminy aktywne biologicznie

dopamina

http://en.wikipedia.org/wiki/Dopamine

background image

Biosynteza katecholamin

Biosynteza katecholamin

zaczyna si

ę

od 

fenyloalaniny i/lub tyrozyny 

(aminokwasów) w post-

synaptycznych neuronach, 

o

ś

rodkowym układzie 

nerwowym i w nadnerczach 

(rdze

ń

).

Aminy aktywne biologicznie

http://www.trinity.edu/lespey/biol3449/lectures/lect14/Fig.14.3.jpg

background image

Aminokwasy

W skład białek wszystkich organizmów 

ż

ywych wchodzi 

głównie 20 podstawowych. Aminokwasy zbudowane s

ą

grupy aminowej (-NH

2

) i karboksylowej (-COOH) oraz 

charakterystycznego dla danego aminokwasu ła

ń

cucha 

bocznego (R). 

Aminokwasy 

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alpha-amino-acid-2D-flat.png

background image

Aminokwasy

Aminokwasy ró

ż

ni

ą

si

ę

pomi

ę

dzy sob

ą

struktur

ą

ła

ń

cucha 

bocznego przył

ą

czonego do w

ę

gla 

α

. W zale

ż

no

ś

ci od 

budowy ła

ń

cucha bocznego aminokwasy mog

ą

by

ć

podzielone na 4 grupy: aminokwasy hydrofobowe 

(niepolarne), polarne oboj

ę

tne, kwa

ś

ne i zasadowe. 

Aminokwasy 

http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/s-t/side-chain/

background image

Aminokwasy hydrofobowe (niepolarne)

W przypadku aminokwasów niepolarnych w ich 

wzajemnych oddziaływaniach dominuj

ą

siły Londona i 

efekty hydrofobowe. Nie tworz

ą

wi

ą

za

ń

wodorowych z 

wod

ą

, a ich ła

ń

cuchy boczne s

ą

hydrofobowe.  

Aminokwasy 

Leucyna

Leu, L

Izoleucyna

Ile, I

Walina

Val, V

Alanina

Ala, A

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

background image

Aminokwasy hydrofobowe (niepolarne)

Aminokwasy 

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

fenyloalanina

Phe, F

Tryptofan

Trp, W

background image

Aminokwasy hydrofobowe (niepolarne)

Aminokwasy 

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

Metionina

Met, M

Prolina

Pro, P

Glicyna

Gly, G

background image

Aminokwasy polarne, oboj

ę

tne

Aminokwasy polarne, oboj

ę

tne zawieraj

ą

ła

ń

cuchy 

boczne, które mog

ą

tworzy

ć

wi

ą

zania wodorowe z wod

ą

innymi aminokwasami.  

Aminokwasy 

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

Seryna

Ser, S

Treonina

Thr, T

Tyrozyna

Tyr, Y

background image

Aminokwasy polarne, oboj

ę

tne

Aminokwasy 

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

Asparagina

Asn, N

Glutamina

Gln, Q

Cysteina

Cys, C

background image

Aminokwasy kwa

ś

ne

Aminokwas kwa

ś

ne zawieraj

ą

w ła

ń

cuchu bocznym grup

ę

karboksylow

ą

o ujemnym ładunku w oboj

ę

tnym pH. Mog

ą

tworzy

ć

wi

ą

zania wodorowe z wod

ą

i wchodzi

ć

oddziaływania jonowe.  

Aminokwasy 

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

Kwas asparaginowy

Asp, D

Kwas glutaminowy

Glu, E

background image

Aminokwasy zasadowe

Aminokwasy zasadowe zawieraj

ą

w ła

ń

cuchu bocznym zasad

ę

azotow

ą

(guanidyn

ę

, imidazol lub grup

ę

aminow

ą

) o dodatnim 

ładunku w oboj

ę

tnym pH. Mog

ą

pełni

ć

rol

ę

donorów protonów w 

reakcjach chemicznych i uczestniczy

ć

w oddziaływaniach jonowych.  

Aminokwasy 

http://chemwiki.ucdavis.edu/Biological_Chemistry/Proteins/Amino_Acids/Nomenclatue_of_Amino_acids

Lizyna

Lys, K

Arginina

Arg, R

Histydyna

His, H

background image

Aminokwasy 

background image

Chiralno

ść

aminokwasów

Z wyj

ą

tkiem glicyny wszystkie aminokwasy s

ą

czynne 

optycznie. Prawie wszystkie aminokwasy maj

ą

konfiguracj

ę

(S), a ich budowa przypomina form

ę

L aldehydu 

glicerynowego. Dlatego mówimy  o aminokwasach szeregu L. 

Aminokwasy 

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

background image

Chiralno

ść

aminokwasów

Podczas gdy wszystkie naturalnie wyst

ę

puj

ą

ce cukry nale

żą

do szeregu D, 

wszystkie białka ro

ś

linne i zwierz

ę

ce zawieraj

ą

wył

ą

cznie aminokwasy 

szeregu L. Aminokwasu szeregu D s

ą

wa

ż

ne dla metabolizmu i budowy 

bakterii. Przykładowo, kwas D-glutaminowy i D-alanina wchodz

ą

w skład 

ś

ciany komórkowej niektórych bakterii. 

Aminokwasy 

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-01-properties-of-amino-acids.html

background image

Jon dwubiegunowy (zwitterjon)

Aminokwasy zawieraj

ą

zarówno grup

ę

zasadow

ą

(-NH

2

) jak i kwa

ś

n

ą

(-COOH). Jako stała substancja wyst

ę

puj

ą

w formie tzw. jonu 

dwubiegunowego (obojnaczego, niem. zwitterjon). W roztworach 

wodnych ustala si

ę

równowaga pomi

ę

dzy zwitterjonem, a formami 

anionowymi i kationowymi.  

Aminokwasy 

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

background image

Aminokwasy – punkt izoelektryczny

O tym, jaka forma aminokwasu przewa

ż

a w roztworze, 

decyduje pH roztworu i charakter danego aminokwasu. W 

silnie kwa

ś

nym roztworze (niskie pH) wszystkie aminokwasy 

wyst

ę

puj

ą

w postaci kationów, natomiast w silnie 

zasadowym roztworze (wysokie pH) w postaci anionów.

Aminokwasy 

http://www.mspatty.republika.pl/aminokwasy.html

background image

Aminokwasy – punkt izoelektryczny

Przy po

ś

redniej warto

ś

ci pH, nazywanej punktem 

izoelektrycznym (pI), st

ęż

enie jonu dwubiegunowego 

osi

ą

ga maksimum, st

ęż

enia anionów i kationów s

ą

sobie 

równe. 

Aminokwasy 

http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1287/isoelectric-point-

background image

Aminokwasy – punkt izoelektryczny

Ka

ż

dy aminokwas ma wła

ś

ciwy dla siebie punkt 

izoelektryczny, warto

ść

pH, w którym jego ładunek netto 

jest równy 0. Poni

ż

ej swojego pI aminokwas b

ę

dzie miał

ładunek netto dodatni, powy

ż

ej ujemny.  

Aminokwasy 

http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1287/isoelectric-point-

background image

Aminokwasy – punkt izoelektryczny

Aminokwasy z racji posiadania dwóch grup funkcyjnych, 

aminowej i karboksylowej, s

ą

zwi

ą

zkami amfoterycznymi. 

Amfoteryczno

ść

– zdolno

ść

zwi

ą

zku chemicznego do 

reakcji z kwasami i zarazem zasadami. Inaczej, jest to 

zdolno

ść

zwi

ą

zków chemicznych do bycia w jednych 

reakcjach kwasami, a w innych zasadami. 

Aminokwasy

background image

Aminokwasy – krzywa miareczkowania

Charakter amfoteryczny aminokwasów ujmuje graficznie 

krzywa miareczkowania roztworów aminokwasów mocnymi 

kwasami lub zasadami. Krzywa przedstawia zale

ż

no

ść

warto

ś

ci pH miareczkowanego roztworu od liczby dodanych 

moli kwasu lub zasady.

Aminokwasy

http://homepages.ius.edu/DSPURLOC/C122/amino.htm

background image

Aminokwasy – krzywa miareczkowania

Miareczkowanie roztworu aminokwasu poł

ą

czone z 

jednoczesnym pomiarem pH roztworu pozwala na 

do

ś

wiadczalne wyznaczenie krzywej dysocjacji 

aminokwasu i okre

ś

lenie jego warto

ś

ci pI.

Aminokwasy 

http://homepages.ius.edu/DSPURLOC/C122/amino.htm

background image

Krzywa miareczkowania alaniny

Gdy pH > 10, grupa aminowa jest oboj

ę

tn

ą

zasad

ą

, a grupa 

karboksylowa wyst

ę

puje w formie COO

-

, st

ą

d cz

ą

steczka alaniny netto 

ma ładunek ujemny. W po

ś

rednim pH wzrasta ilo

ść

jonu obojnaczego, a

ż

w punkcie izoelektrycznym wyst

ę

puje tylko jon obojnaczy z ładunkiem 

netto równym 0. W pH< 2 grupa aminowa wyst

ę

puje w formie NH

3

+

grupa karboksylowa w formie COOH, ładunek netto dodatni.  

Aminokwasy

http://chemwiki.ucdavis.edu/Textbook_Maps/Map%3A_Bruice_2nd_%22Essential_Organic_Chemistry%22/16%3A_The_Organic_Chemistry_of_Amino_Acids%2C_Peptides%2C_and_Proteins/16.0
4%3A_The_Isoelectric_Point

background image

Aminokwasy – punkt izoelektryczny

.  

Aminokwasy 

pH = 7

Asp (pI = 3)

Ala (pI = 6.01)  

Arg (pI = 10.1)

Ładunek netto = -1

Ładunek netto = +1 

Ładunek netto = +1

http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1287/isoelectric-point-

background image

Aminokwasy – wi

ą

zanie peptydowe

Wi

ą

zanie peptydowe -

umowna nazwa wi

ą

zania 

amidowego wyst

ę

puj

ą

cego 

mi

ę

dzy aminokwasami 

peptydów i białek. Wi

ą

zanie 

peptydowe ł

ą

czy grup

ę α

-

aminow

ą

jednego 

aminokwasu z grup

ą α

-

karboksylow

ą

drugiego 

aminokwasu.

Aminokwasy 

http://www.blc.arizona.edu/courses/schaffer/182/peptidebond.HTM

background image

Aminokwasy – wi

ą

zanie peptydowe

Wi

ą

zanie peptydowe jest znacznie krótsze ni

ż

w przypadku 

innych poł

ą

cze

ń

w

ę

gla i azotu. Jest to spowodowane 

mezomerycznym charakterem wi

ą

zania peptydowego i 

brakiem swobodnego obrotu wokół wi

ą

zania C-N. 

Aminokwasy 

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

background image

Aminokwasy – wi

ą

zanie peptydowe

Ła

ń

cuch zbudowany z dwóch reszt aminokwasowych

nazywamy dipeptydem, z trezch trójpeptydem. Zgodnie z 

umow

ą

, N-terminaln

ą

(N-ko

ń

cow

ą

) reszt

ę

aminokwasu (tzn. 

ugrupowanie z woln

ą

grup

ą

aminow

ą

) zapisuje si

ę

na 

lewym ko

ń

cu, C-terminaln

ą

(tzn. ugrupowanie z woln

ą

grup

ą

karboksylow

ą

) zapisuje si

ę

na prawym ko

ń

cu 

ła

ń

cucha cz

ą

steczki peptydu. 

Aminokwasy 

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-03-peptides.html

background image

Aminokwasy – peptydy

Ogólny termin peptyd odnosi si

ę

do ła

ń

cucha 

aminokwasów o nieokre

ś

lonej długo

ś

ci. Zazwyczaj 

przyjmuje si

ę

ż

e ła

ń

cuch zbudowany z około 50 

aminokwasów (lub wi

ę

cej) to białko (polipeptyd).  

Aminokwasy 

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-03-peptides.html

background image

Aminokwasy – peptydy

Aby peptydy i białka mogły by

ć

fizjologicznie aktywne, 

istotna jest nie tylko ilo

ść

, ale odpowiednia kolejno

ść

aminokwasów. Bradykinina, nonapeptyd wytwarzany we 

krwi (hormon uczestnicz

ą

cy w reakcjach zapalnych i 

alergicznych) ma nast

ę

puj

ą

c

ą

sekwencj

ę

aminokwasow

ą

:

Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg

Aminokwasy 

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-03-peptides.html

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

background image

Wi

ą

zania dwusiarczkowe

Cystyna – dimer cystein, powstaje, gdy dwie reszty cysteinowe

ulegaj

ą

utlenieniu tworz

ą

c mostek dwusiarczkowy (disulfidowy) 

(-S-S-). Łagodne utlenianie dwóch cz

ą

steczek zawieraj

ą

cych 

ugrupowanie tiolowe (-SH) prowadzi do powstania mostka 

dwusiarczkowego, ł

ą

cz

ą

cego te cz

ą

steczki.

Aminokwasy 

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

background image

Mostek dwusiarczkowy – struktura ludzkiej 

oksytocyny

Oksytocyna jest nonapeptydem zawieraj

ą

cym dwie reszty 

cysteinowe (pozycje 1 i 6) ł

ą

cz

ą

ce cz

ęść

cz

ą

steczki w rodzaj p

ę

tli. 

Aminokwasy 

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

background image

Struktura białek

Drugorz

ę

dowa struktura białek - sposób uło

ż

enia 

ła

ń

cuchów w przestrzeni.

Aminokwasy. 

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-04-proteins.html

α

-helisa

β

-kartka

ę

bek statystyczny

http://pslc.ws/macrog/glossary.htm

background image

Struktura białek

Trzeciorz

ę

dowa struktura białek - wzajemny układ w 

przestrzeni elementów struktury drugorz

ę

dowej.

Aminokwasy. 

Trzeciorz

ę

dowa struktura insuliny

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-04-proteins.html

Trzeciorz

ę

dowa struktura 

reduktazy dihydrofolianowej

http://www.chemguide.co.uk/organicprops/aminoacids/proteinstruct.html

background image

Struktura białek 

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch24.html

Aminokwasy 

Struktura pierwszorz

ę

dowa – liniowo poł

ą

czone aminokwasy. Struktura 

drugorz

ę

dowa – sposób uło

ż

enia ła

ń

cuchów w przestrzeni (

α

-helisa, 

β

-kartka, 

ę

bek statystyczny). Struktura trzeciorz

ę

dowa – wzajemny układ w przestrzeni 

elementów struktury drugorz

ę

dowej. Czwartorz

ę

dowa struktura - wzajemny układ w 

przestrzeni oraz sposób poł

ą

czenia si

ę

podjednostek, czyli osobnych ła

ń

cuchów 

polipeptydowych niepoł

ą

czonych ze sob

ą

kowalencyjnie.

background image

Struktura białek

Cztery rodzaje oddziaływa

ń

stabilizuj

ą

trzeciorz

ę

dow

ą

struktur

ę

białek: (a) wi

ą

zania jonowe, (b) wi

ą

zania wodorowe, (c) mostki 

disiarczkowe, (d) oddziaływania hydrofobowe (siły van der Waalsa).

Aminokwasy. 

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s21-04-proteins.html

background image

Nukleotydy

Kwasy nukleinowe zbudowane s

ą

z poł

ą

czonych ze sob

ą

powtarzaj

ą

cych sie monomerów – nukleotydów. Ka

ż

dy 

nukleotyd zbudowany jest z trzech cz

ęś

ci: cukru – pentozy, 

zasady zawieraj

ą

cej azot oraz grupy fosforanowej. 

Kwasy nukleinowe 

http://www.biologyjunction.com/nucleotide_model_preap.htm

background image

Nukleotydy – cz

ęść

cukrowa

Rybonukleotydy – w skład nukleotydu wchodzi ryboza, rybonukleotydy

buduj

ą

kwas rybonukleinowy (RNA)

Dezoksyrybonukleotydy - w skład nukleotydu wchodzi 2-

dezoksyryboza, dezoksyrybonukleotydy buduj

ą

kwas 

dezoksyrybonukleinowy (DNA)

Kwasy nukleinowe

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s22-01-nucleotides.html

background image

Nukleotydy – zasady azotowe (pirymidyny)

Zasady azotowe wyst

ę

puj

ą

ce w nukleotydach to 

pirymidyny i puryny. Pirymidyny to heterocykliczne aminy 

zawieraj

ą

ce 2 atomy azotu w sze

ś

cioczłonowym 

pier

ś

cieniu – uracyl, tymina i cytozyna.

Kwasy nukleinowe

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s22-01-nucleotides.html

background image

Nukleotydy - zasady azotowe (puryny)

Zasady azotowe wyst

ę

puj

ą

ce w nukleotydach to 

pirymidyny i puryny. Puryny to heterocykliczne aminy 

zbudowane z pier

ś

cienia pirymidynowego poł

ą

czonego z 

pi

ę

cioczłonowym pier

ś

cieniem zawieraj

ą

cym dwa atomy 

azotu - adenina i guanina.

Kwasy nukleinowe

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s22-01-nucleotides.html

background image

Rybonukleozydy

Wi

ą

zanie pomi

ę

dzy C1

rybozy a N1 zasady pirymidynowej 

lub  N9 zasady purynowej ł

ą

czy pentoz

ę

z zasad

ą

azotow

ą

Kwasy nukleinowe

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch23.html

background image

Deoksyrybonukleozydy

Wi

ą

zanie pomi

ę

dzy C1

2-deoksyrybozy a N1 zasady 

pirymidynowej lub  N9 zasady purynowej ł

ą

czy pentoz

ę

zasad

ą

azotow

ą

.

Kwasy nukleinowe

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch23.html

background image

Nukleotydy pirymidynowe i purynowe

Kwasy nukleinowe

Nukleozyd + fosforan = nukleotyd

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s22-01-nucleotides.html

background image

Wi

ą

zanie fosforanowe

Kwasy nukleinowe

Dwa nukleotydy s

ą

poł

ą

czone wi

ą

zaniem 

fosforanowym pomi

ę

dzy 

grup

ą

5'-fosforanow

ą

jednego a  grup

ą

3'-

hydroksylow

ą

drugiego. 

Cz

ą

steczka RNA ma 

zawsze dwa ko

ń

ce: jeden 

ma wolna grup

ę

3'-

hydroksylow

ą

, a drugi 

woln

ą

grup

ę

5'-

fosforanow

ą

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch23.html

background image

Podwójna helisa DNA

Dwie komplementarne nici s

ą

poł

ą

czone wi

ą

zaniami wodorowymi 

pomi

ę

dzy parami zasad. Podwójna ni

ć

tworzy helis

ę

Kwasy nukleinowe

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch23.html

background image

Dzi

ę

kuj

ę

za uwag

ę