- •ПОВЕДЕНИЕ КИСЛОТ ПРИ НАГРЕВАНИИ
- •БИОЗНАЧЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ
- •БИОЗНАЧЕНИЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ МОНОКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
- •АЦЕТИЛ-КОА – ВАЖНЕЙШИЙ МЕТАБОЛИТ КЛЕТОК
- •БИОЗНАЧЕНИЕ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
- •БИОЗНАЧЕНИЕ ГИДРОКСИ- И ОКСОКИСЛОТ
- •In vivo гидрокси- и оксокислоты с одинаковым скелетом способны взаимопревращаться:
- •ЦИКЛ КРЕБСА (ЦТК) (ЗНАЧЕНИЕ, РЕАКЦИИ)
- •БИОЗНАЧЕНИЕ ИЗОМЕРИИ КИСЛОТ
ПОВЕДЕНИЕ КИСЛОТ ПРИ НАГРЕВАНИИ
Насыщенные карбоновые кислоты термически устойчивы, только их соли декарбоксилируются при нагревании (натриевые соли – образуют алканы RH, кальциевые соли дают кетоны).
Муравьиная кислота разлагается при нагревании с конц.
H2SO4: HCOOH → CO + H2O
Дикарбоновые кислоты при нагревании разлагаются:
-щавелевая, малоновая декарбоксилируются;
-янтарная, глутаровая, малеиновая, фумаровая внутримолеку- лярно дегидратируются, давая циклические ангидриды
Малеиновая кислота изомеризуется в фумаровую.
Гликолевая и молочная кислоты при нагревании
межмолекулярно дегидратируются с образованием димерных лактидов, а затем полилактидов.
Лимонная кислота при нагревании разлагается сложным
образом.
Пировиноградная кислота при нагревании
декарбоксилируется.
Ацетоуксусная кислота декарбоксилируется уже при 25o с образованием ацетона.
OH
H3C CH COOH →
БИОЗНАЧЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ
КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Насыщенные карбоновые кислоты содержатся в пищевых жирах, в организме окисляются в виде КоА-
производных (ацил-КоА) до ацетил-КоА и затем до СО2
и Н2О с кратковременным запасанием энергии в виде АТФ.
Муравьиная кислота – содержится в муравьях, крапиве, др. растениях, образуется в организме в виде фолатного производного, применяется в медицине («муравьиный спирт»)
Уксусная кислота съедобна, применяется для консервирования, в организме образует ацетил-КоА – центральный клеточный метаболит.
Масляная кислота придает запах прогорклому маслу.
Валериановая и изовалериановая кислоты содержатся в корнях валерианы лекарственной.
Карбоновые кислоты входят в состав лекарств.
БИОЗНАЧЕНИЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ МОНОКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Акриловая, метакриловая кислоты и их эфиры (метилметакрилат) в виде полимеров входят в состав стоматологических материалов
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
* |
|
|
|
C |
|
C |
|
|
|
* |
* |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
n |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
H2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
COOCH3 |
||||||||||||||
полиакриловая |
полиметилметакрилат |
|||||||||||||||||||||
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АЦЕТИЛ-КОА – ВАЖНЕЙШИЙ МЕТАБОЛИТ КЛЕТОК
Ацетил-КоА - активированная для метаболических целей форма уксусной кислоты:
●образуется при окислении пировиноградной кислоты (из глюкозы), жирных кислот (в форме ацил-КоА), кетоновых тел, из некоторых аминокислот;
●анаэробно окисляется в цикле Кребса (ЦТК) до СО2 с запасанием энергии в форме субстратов тканевого дыхания
НАДН и ФАДН2, окисляемых далее тканевым дыханием до НАД, ФАД, Н2О с образованием АТФ;
● используется для биосинтеза малонил-КоА, ацил-КоА, жирных кислот, липидов, кетоновых тел, холестерина, ацетилхолина.
CH3CO-SKoA + CO2 + АТФ → HOOC-CH2-CO-SKoA ацетил-КоА
малонил-КоА
→ жирные кислоты
2CH3CO-SKoA → CH3COСH2CO-SKoA |
→ кетоновые тела, |
|
ацетил-КоА |
ацетоацетил-КоА |
холестерин |
БИОЗНАЧЕНИЕ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Щавелевая, янтарная и фумаровая кислоты – метаболиты клеток:
•щавелевая токсична – вызывает образование оксалатных камней в почках, образуется из глицина, аскорбиновой кислоты, содержится в растениях (щавель и др.).
•янтарная и фумаровая – метаболиты ЦТК, используются для получения энергии, входят в состав лекарственных препаратов.
•малеиновая кислота токсична, чужеродное вещество, в природе не встречается.
БИОЗНАЧЕНИЕ ГИДРОКСИ- И ОКСОКИСЛОТ
Ряд гидрокси- и оксокислот – метаболиты клеток, |
||||||||||||||||
используются в пластических и энергетических целях, |
||||||||||||||||
регулируют |
метаболические |
процессы, |
а |
также |
||||||||||||
используются в лечебных целях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Лактат и пируват образуются из глюкозы при гликолизах: |
||||||||||||||||
Окисление лактата в пируват в аэробных условиях |
|
|||||||||||||||
|
|
H |
+ НАД+ |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
+ НАДH/H+ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
H C |
|
C |
COOH |
|
|
H C |
|
|
|
COOH |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лактат |
пируват |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Восстановление пирувата в лактат в анаэробных условиях
При карбоксилировании пирувата in vivo образуется ЩУК (оксалоацетат) – катализатор ЦТК и одно из исходных веществ для биосинтеза глюкозы (глюконеогенез).
Метаболитами ЦТК являются ЩУК, цитрат, изоцитрат, α- кетоглутарат, L-малат.
Из ЩУК и α-кетоглутарата могут образовываться аминокислоты аспарагиновая и глутаминовая кислоты.
In vivo гидрокси- и оксокислоты с одинаковым скелетом способны взаимопревращаться:
L-малат ↔ ЩУК; β-оксибутират ↔ ацетоацетат (кетоновые тела)
(аналогично лактат ↔ пируват).
Фосфоенолпируват – макроэргическое соединение, с АДФ in vivo дает пируват и АТФ (субстратное фосфорилирование)
Кетоновые тела – альтернативное глюкозе и жирным кислотам клеточное питание, вырабатываются печенью из ацетил-КоА в условиях голодания и сахарного диабета
Цитрат – ключевой метаболит ЦТК, его регулятор, используется в биосинтезе жирных кислот, в медицине вместе с сукцинатом как биостимуляторы.
ЦИКЛ КРЕБСА (ЦТК) (ЗНАЧЕНИЕ, РЕАКЦИИ)
ЦТК – центральный путь анаэробного окисления ацетил-КоА с целью получения энергии, интегрирующий пути обмена углеводов (глюкоза), липидов (жирные кислоты и глицерин) и белков (аминокислоты) в единый клеточный метаболизм (обмен веществ).
Важнейшие реакции:
Ацетил-КоА + ЩУК → цитрат Цитрат → аконитат → изоцитрат
Изоцитрат + НАД+ → α-кетоглутарат + НАДН/Н+ + СО2
α-кетоглутарат + НАД+ + HSKoA → сукцинил-SКоА + НАДН/Н+ + СО2
сукцинил-SКоА + ГДФ + Ф → сукцинат + ГТФ + HSKoA (субстратное фосфорилирование) сукцинат + ФАД → фумарат + ФАДН2
фумарат + Н2О → L-малат L-малат + НАД+ → ЩУК + НАДН/Н+
БИОЗНАЧЕНИЕ ИЗОМЕРИИ КИСЛОТ
Важнейшие метаболиты, могущие иметь изомеры, как правило, работают в клетках только в форме одного возможного изомера:
Фумаровая кислота (транс-изомер) – метаболит, а малеиновая (цис-изомер) – ксенобиотик, токсична
Изоцитрат образуется и преобразуется в ЦТК в форме 1 оптического изомера (из 4-х возможных)
В клетках организма образуется и превращается только L- малат, а D-малат – ксенобиотик.