Związki heterocykliczne w codziennym życiu

Transkrypt

1 Związki heterocykliczne w codziennym życiu a podstawie: J. A. Joule, K. Mills eterocyclic chemistry at a glace 2nd ed., Wiley Rolski Chemia środków leczniczych wyd. III, PZWL

2 eterocykliczne α-amino kwasy Egzogenne α-amino kwasy i produkty ich dekarboksylacji Egzogenne dostarczane w diecie imidazol () C 2 2 istydyna C 2 2 istamina Główny czynnik wywołujący reakcje alergiczne - wzmaga przepuszczalność naczyń krwionośnych, prowadząc do obrzęków i wysypek indol () C 2 2 Tryptofan [] C 2 erotonina 2 europrzekaźnik zaburzenia w jego produkcji mogą mieć związek z zapadaniem na niektóre choroby psychiczne. Środki obniżające poziom serotoniny działanie uspokajające w stanach pobudzenia psychicznego. Środki podwyższające poziom serotoniny działanie pobudzające w stanach zmniejszonej pobudliwości psychicznej. latonina Produkowana przez szyszynke, bierze udział w regulacji cyklu dziennego; uplement diety w zaburzeniach cyklu dziennego, np. w wyniku zmiany strefy czasowej. 2

3 eterocykliczne α-amino kwasy pirolidyna C 2 Prolina C 2 ydroksyprolina Główny składnik kolagenu, białka biorącego w udział w konstrukcji tkanek. 3

4 eterocykliczne α-amino kwasy ydroliza (trawienie) białek przez chymotrypsynę - rola pierścienia imidazolowego w histydynie Chymotrypsyna enzym trawienny ssaków wydzielany przez trzustkę imidazol jako kwas imidazol jako zasada seryna- trawione (hydroliza wiązania amidowego) imidazol jako zasada imidazol jako kwas seryna- tetraedryczny produkt wiązanie amidowe zostało rozerwane seryna- 2 wiązanie estrowe zostanie zhydrolizowane przy udziale 2 i reszty imidazolowej enzymu 4

5 eterocykliczne witaminy pteryn a 2 Kwas foliowy (witamina M, 1938) C 2 C 2 iezbędny do syntezy kwasów nukleinowych w organizmie. iedobór zaburzenia czynności krwiotwórczej szpiku kostnego. 2 2 C 3 C 2 totreksat Lek pr zeciwbi ałaczkow y C 2 2 C 3 2 C 3 C 3 Trymetoprym Lek przeciwbaktery jny 2 Ksantopteryna żółt y pigment owadów C 2 Biotyna (witamina ) C 2 2 Biocytyna - połączenie w komórkach z L-lizyną Występowanie żółtko jaj, mleko, wątróbka, ryż. iedobór zapalenie skóry, łojotok, zapalenie błon śluzowych, zahamowanie wzrostu. 5

6 eterocykliczne witaminy 2 Tiamina (witamina B1) C 2 C 2 Ryboflavina (witamina B2) 2 iacyna (nikotynamid, witamina B3) Piryd oksyna (witamina B6) P 2 Co C 2 Cyjanokobalamina (witamina B 2 ) (1948 r) 2 C C 2 C 2 toksatyna C 2 6

7 eterocykliczne witaminy - koenzymy Koenzymy niewe składniki białek niezbędne dla ich aktywności. Dinukleotyd flawinoadeninowy (FAD) przenośnik elektronów w procesach utleniania-redukcji; redukcja wiązania C=C i utleniania wiązania C-C miejsce redukujące C 2 2 C P miejsce redukujące P e C 2 2 C P P 2 Dinukleotyd flawinoadeninowy (FAD) Forma zredukowana (FAD 2 ) 7

8 eterocykliczne witaminy - koenzymy 2 R P P 2 P 3 2 R 2 Fosforan dinukleotydu nikotynamido-adeninowego (ADP + ) ADP + - akceptor elektronów w biosyntezach utleniających 2 ( + + 2e ) 2 R R ADP + ADP 2 R ADP - donor elektronów w biosyntezach redukujących R1 R2 + 2 R 1 R R R ADP ADP + 8

9 eterocykliczne witaminy - koenzymy Rola pirydoksyny w enzymatycznej dekarboksylacji aminokwasów P 3 2 Fosforan pirydoksyny (witaminy B 6 ) [] C P 3 2 Fosforan pirydoksalu w postaci soli R C 2 2 R Dekar boksylacj a amino kwasu P C 2 R + P 3 2 R + R P R P 3 2 9

10 eterocykliczne witaminy - koenzymy Rola pirofosforanu tiaminy w dekarboksylacji kwasu pirogronowego 2 R 2 P P R R 1 addycja ylidu do kwasu pirogronowego R 1 R 2 R 1 - C 2 utworzenie enaminy - + R 1 R 2 β -protonowanie fragmentu enaminowego R 1 R

11 Barwniki życia 2 C Fe 2 C em 2 C Fe C 2 Fragment utlenowananej hemoglobiny Mg C C 2 C Chlorofil a Tworzenie układu tetrapirolowego 1 R 2 C 2 2 C 2 Porfobilinogen - 3 enzym-x R 1 R 2 enzym-x R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 itd enzym-x R 1 enzym-x R 1 R 2 R 2 11

12 Kwasy nukleinowe Kwas deoksyrybonukleinowy (DA) magazyn informacji genetycznej Kwas rybonukleinowy (RA) dostawca informacji genetycznej Fragment DA P P P zasada nukleinowa P zasada nukleinowa zasada nukleinowa Fragment RA P P P zasada nukleinowa P zasada nukleinowa zasada nukleinowa zasada nukleinowa Adenina (Ade) Guanina (Gua) Cytozyna (Cyt) Tymina (Thy) Uracyl (Ura) Wystepuje w: DA, RA DA, RA DA, RA DA RA zasada nukleinowa

13 Kwasy nukleinowe ddziaływania między zasadami nukleinowymi w DA i RA (parowanie zasad nukleinowych) tworzenie komplementarnych nici kwasu nukleinowego wiązanie wodorowe wiązanie wodorowe para Ade-Thy p ara G ua-cyt odczytuje sekwencję aminokwasów w białku kodowanym przez dany gen transportuje odpowiednie aminokwasy do rra syntezuje wg sekwencji odczytanej przez mra DA mra tra rra odczytanie informacji genetycznej przekazanie informacji genetycznej informacyjne RA (ang. messenger RA) transportujące RA (ang. transfer RA) rybosomowy RA (ang. ribosomal RA) 13

14 chanizm działania wybranego leku meprazol inhibitor pompy protonowej enzym -enzym teraz enzym jest zdeaktywowany 14

15 chanizm działania wybranego leku Temozolamid lek przeciwnowotworory 2 Temozolamid (T emodar) 2 2, p > 7 - C kation metylodiazoniowy ( czynnik alkilujący zasady nukleinowe w DA) 15

16 Insektycydy - fipronil F 3 C C 2 Cl Cl CF 3 C C 2 Et C + Ar C C C 2 Et Ar aq 3, 0 C C Ar C Ar + + C Ar 2 C Ar CF 3 Cl F 3 C C 2 Ar 16

17 Toksyny ergotamina spor ysz (ang. ergot) mesylan dihydroergotaminy lek przeciwmigr enowy (Migranal) maksymalnie 3 mg/dzień lub 6 mg/tydzień!!! Wydawana wyłącznie z przepisu lekarza, leczenie musi być ściśle kontrolowane. C diwicyna bób (ang. fava beam) aflatoksyna B 1 grzyby z gatunku Aspergillus 2 C Cl ochratoksyna A grzyby z gatunku Aspergillus 4 muskaryna Amanita muscaria 17

18 Kucharzenie a chemia związków heterocyklicznych Produkty rozkładu cukrów i tłuszczu podczas pieczenia lub smażenia C C C C C Główne składniki karmelu 4-hydroksy-2,5-dimetylodihydrofuran-3(2)-on 4-hydroksy-2,5-dimetylodihydrofuran-3(2)-on C 5-(hydroksymetylo)furfural (tworzony podczas karmelizacji cukru) Aromaty powstające podczas pieczenia lub opiekania pieczywa 1-(3-hydroksyfuran-2-ylo)etanon (izomaltol) (tworzony w reakcji Maillarda) 3-hydroksy-2-metylo-4-piran-4-on (maltol) (tworzony w reakcji Maillarda) Aromaty naturalne I syntetyczne Et Wystepowanie zielony gr oszek kawa kawa ziemniaki chleb syntetyk syntetyk Dodatek do: popcornu wyrobów o smaku truskawkowym cukru trzcinowego sztucznego syropu klonowego 18

19 Kucharzenie a chemia związków heterocyklicznych Powstawanie 5-(hydroksy)furfuralu podczas karmelizacji cukru C 2 tautomeria keto-enolowa C 2-2 C - 2 C 2 C C 2-2 cyklizacja C 5-(hydroksymetylo)furfural D-glukoza Powstawanie maltolu i izomaltolu w reakcji Maillarda C 2 R 2-2 amino-enol R C 2 tautomeria R C 2 R tautomeria - R 2 C 2 D-glukoza C 2 tautomeria C 2 19 isomaltol maltol