heterocyklické sloučeniny

Heterocyklické sloučeniny

Názvosloví

Deriváty pyrroluporfin – základ cyklických tetrapyrrolů

biosyntéza v těle přes porfobilinogen

porfyriny – substituenty v β polohách

hem – chelát s kationty Fe2+

bilirubin – odbouráváním hemu

chlorofyl

Deriváty pyrrolidinu

Deriváty indolu

Deriváty imidazolu

Deriváty pyridinu

nikotinová kyselina

vitamin B6

Deriváty pyrimidinu

Deriváty purinuadenin, guanin – báze v nukleových kyselinách

při odbourávání nukleotidů vzniká hypoxantin a xantin

močová kyselina – přirozený antioxidant

Deriváty pteridinupteridin, tetrahydrobiopterin

listová kyselina – esenciální faktor (chudokrevnost)

Deriváty benzopteridinuriboflavin (vitamin B2)

kofaktor FAD

Diazepin

psychofarmaka

Kyslíkaté heterocykly

tokoferol (vitamin E)

tetrahydrokannabinol (THC), rutin (Ascorutin)

Deriváty kumarinu

Sirné heterocyklybiotin – karboxylační reakce

lipoová kyselina – kofaktor při dekarboxylacích 2-oxokyselin

thiamin – derivát thiazolu (vitamin B1)

peniciliny – β laktamový kruh

Sacharidy

Rozdělení sacharidů

sacharidy – monosacharidy – aldosy – aldotetrosy

– aldopentosy ...

– ketosy – ketotetrosy

– ketopentosy ...

– oligosacharidy – disacharidy

(2 – 10) – trisacharidy ...

– polysacharidy

Chirální uhlíky

CH2 – *CH – *CH – *CH – *CH – CH = O

OH OH OH OH OH

počet optických izomerů = 2n

počet aldohexos = 24 = 16

Fischerova projekce – 2 řady (D a L)

základem glyceraldehyd

CH2OH

CHO

HOH

CH2OH

CHO

OHH

CH2OH

OHH

CHO

CH2OH

HOH

CHO

D-glyceraldehyd

L-glyceraldehyd

enantiomery = optické antipodyracemát = směs optických antipodů 1 : 1

CH2OH

OHH

CHO

HOH

CHO

CH2OH

H OH

OHH

CHO

CH2OH

H OH

OHH

CH2OH

H OH

CHO

OHH

OHH

CH2OH

H OH

CHO

HOH

HOH

CH2OH

H OH

CHO

OHH

HOH

CH2OH

H OH

CHO

HOH

OHH

CH2OH

H OH

OHH

CHO

OHH

OHH

CH2OH

H OH

OHH

CHO

HOH

OHH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

OHH

OHH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

HOH

HOH

CH2OH

H OH

OHH

CHO

OHH

HOH

CH2OH

H OH

OHH

CHO

HOH

HOH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

OHH

HOH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

HOH

D-glyceraldehyd

D-erythrosa D-threosa

D-ribosa D-arabinosa D-xylosa D-lyxosa

D-allosa D-altrosa D-glukosa D-mannosa D-gulosa D-idosa D-galaktosa D-talosa

OHH

CH2OH

H OH

CO

OHH

CH2OH

OHH

CH2OH

H OH

CO

HOH

CH2OH

HOH

CH2OH

H OH

CO

OHH

CH2OH

HOH

CH2OH

H OH

CO

HOH

CH2OH

CO

CH2OH

OHH

CH2OH

H OH

CO

CH2OH

HOH

CH2OH

H OH

CO

CH2OH

CH2OH

H OH

D-psikosa D-fruktosa D-sorbosa D-tagatosa

D-ribulosa D-xylulosa

D-erythrulosa

Fischerův vzorec Tollensův vzorec

OHH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

OHH

OHH

CH2OH

H

HOH

OHH

H

OH

O

H

CH2OH

H OH

HOH

OHH

HOH

O

D-glukosa D-glukopyranosa D-glukofuranosa

OHH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

OHH

OHH

OH

HOCH2 H

HOH

CHO

OHH O

CH2OH

HH

OH

H

OH H

OH

H,OH

dolùnahoru

1

1

D-glukopyranosa

Fischerův vzorec Haworthův vzorec

OHH

CH2OH

H OH

HOH

CHO

OHH

H

HOH

CHO

OHH

OH

HOCH2

H

OH

O

CH2OH

HHO

H

H

OH H

OH

H,OH

dolùnahoru

1

1

D-glukofuranosa

Fischerův vzorec Haworthův vzorec

O

CH2OH

HH

OH

H

OH H

OH

OCH2OH

H

H

OH

H

OH H

OHOH

H

OH

H

-D-glukopyranosa -L-glukopyranosa

anomerymutarotace

konformace monosacharidů

Významné monosacharidyD-ribosa

2-deoxy-D-ribosa

OCH2

H

OH

H

OH

HOH

HOH

OCH2

H

OH

H

H

HOH

HOH

-D-ribofuranosa D-2-deoxyribosa

D-glukosa –nejrozšířenější v přírodě

D-mannosa

D-galaktosa – součást laktosy

D-fruktosa (ovocný cukr)

Reakce monosacharidůreagují jako alkoholy, aldehydy (ketony), poloacetaly

Esterifikace

nejdůležitější estery s kyselinou fosforečnou

Oxidace

D-glukuronová kyselina

D-galakturonová kyselina

Redukce

D-glucitol

D-manitol

D- ribitol

Deoxycukry

2-deoxy-2-ribosa

L-fukosa (6-deoxy-L-galaktosa)

Aminocukry

glukosamin

N-acetylglukosamin

Glykosidy

cyklické, vznikají reakcí poloacetálového hydroxylu

Disacharidy

redukující – mají volný poloacetálový (anomerní) hydroxyl

neredukující – nemají volný poloacetálový (anomerní) hydroxyl

Neredukující disacharidy

sacharosa

Redukující disacharidy

maltosa

celobinosa

laktosa

Polysacharidy

homopolysacharidy

heteropolysacharidy

škrob (amylosa + amylopektin)

glykogen (živočišný škrob)

celulosa

Heteropolysacharidy

glykosaminoglykany (sacharidová složka proteoglykanů) hyaluronová kyselina (glukuronová kyselina + N-acetylglukosamin)

heparin (glukosamin-N-sulfát + glukuronová kyselina + L-iduronová kyselina)

Agar (agarosa + agaropektin)

v mořských řasách, gely využívané v mikrobiologii

Vláknina (směs polysacharidů + doprovodných látek)

nerozpustná, rozpustná

Nukleosidy a nukleotidy

nukleosidy – dusíkatá báze a sacharid spojen N-glykosidickou vazbou

nukleotity – na nukleosid navázaná kyselina fosforečná

Nukleosidy

purinové báze – adenin, guanin

pyrimidinové báze – uracil, cytosin, thymin

Nukleotidy

anhydridové vazby mají velký obsah energie – makroergní sloučeniny

Nukleotidové koenzymy (NAD+, NADP+, FMN, FAD)

koenzym A

Nukleové kyseliny

(polynukleotidy)

Deoxyribonukleové kyseliny (DNA)

Ribonukleové kyseliny (RNA)

Mediátorové RNA (mRNA)- nesou z jádra přepis genetické informace, slouží jako předloha pro syntézu proteinů

Ribosomové RNA (rRNA) – v buňkách nejrozšířenější

Transferové RNA (tRNA) – přenos aminokyselin

Aminokyseliny

R CH

NH2

COOH

V polypeptidech výhradně konfigurace L

Podle polarity postranního řetězce se aminokyseliny dělí na čtyři skupiny:

Aminokyseliny s nepolárním postranním řetězcem

(Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Phe, Pro, Trp, Met)

Glycin – v kolagenu

Alanin – vzniká transaminací z pyruvátu

Valin, leucin, isoleucin - pro živočichy esenciální

Fenylalanin, tryptofan - pro živočichy esenciální

Prolin – v kolagenu

Methionin - pro živočichy esenciální, transmethylace

Aminokyseliny s polárním postranním řetězcem

(Ser, Thr, Asn, Gln, Tyr, Cys)

Threonin – pro živočichy esenciální

Asparagin, glutamin – donory aminoskupiny

Tyrosin – vzniká hydroxylací fenylalaninu

Cystein – tvoří disulfidové můstky v bílkovinách

Bazické aminokyseliny(Lys, Arg, His)

Lysin - pro živočichy esenciální

Arginin – velmi bazický

Histidin – bazický, dekarboxylací vzniká histamin

Kyselé aminokyseliny(Asp, Glu)

Vlastnosti a přeměny aminokyselin

dekarboxylace

R CH

NH2

COOH R CH2

NH2

- CO2

Transaminace a deaminace

Ionizace

Izoelektrický bod