Ацетатно-малонатный путь синтеза фенольных соединений широко распространен у грибов, лишайников и микроорганизмов. У растений он является минорным. При синтезе соединений по этому пути ацетил-СоА карбоксилируется с образованием малонилацетил-СоА. Затем происходит каскад аналогичных реакций, в результате наращивается углеродная цепь и возникает поли-β-кетометиленовая цепочка. Циклизация поликетидной цепи приводит к образованию различных фенольных соединений. Таким способом синтезируются флороглюцин и его производные, некоторые антрахиноны. В структуре флавоноидов кольцо В формируется по шикиматному пути (из оксикоричной кислоты), тогда как кольцо А - по ацетатно-малонатному.
В клетке работают два шикиматных пути синтеза флавоноидов - один в пластидах, другой в цитозоле. В этих компартментах находится полный набор изоферментов шикиматного пути, а также ферментов фенольного метаболизма, в том числе ФАЛ и халконсинтазы. Таким образом, в растительной клетке существует две параллельные цепочки синтеза фенольных соединений (аналогично изопреноидам).
•Синтез минорных классов вторичных соединений.
Образование этих веществ также изучено достаточно полно. Для многих
азотсодержащих соединений исходными веществами являются аминокислоты. Например,
синтез цианогенных гликозидов начинается с декарбоксилирования соответствующей
аминокислоты, затем последовательно формируются альдоксим, нитрил и α-гидроксинитрил. На последнем этапе
синтеза образуется цианогенный гликозид за счет гликозилирования α-гидроксинитрила при помощи
УДФ-глюкозы. Синтез обычно осуществляет комплекс ферментов: например, для
дуррина этот комплекс состоит из четырех ферментов. Гены ферментов клонированы.
Трансгенное по двум генам растение арабидопсиса приобрело способность к синтезу
цианогенных гликозидов. Синтез беталаинов начинается от тирозина, который
гидроксилируется и образуется диоксифенилаланин (ДОФА). ДОФА служит источником
для двух фрагментов молекулы бетацианинов - беталамовой кислоты и цикло-ДОФА.
Объединение этих двух соединений приводит к формированию бетацианинов. При
синтезе бетаксантинов беталамовая кислота конденсируется с пролином.
Серосодержащие вторичные метаболиты обычно синтезируются из серосодержащих
аминокислот.
2. Методы исследования
Большое практическое применение имеет броматометрическое определение
фенола. Определение фенола основано на том, что в анализируемый раствор
вводится избыток бромат-бромидной смеси, которая в кислой среде выделяет
свободный бром. Образующийся бром реагирует с фенолом:
С6Н5ОН + ЗВг2 С6Н2Вг3ОН + 3HBr
При добавлении к этому раствору иодида калия избыточный, не
прореагировавший бром окисляет иодид до йода, который титруют стандартным
раствором тиосульфата натрия:
Br2 + 2I = 2Br + I2+ 2S2O = 2I + S4O
Реактивы
. Тиосульфат натрия 0,02 М раствор (или стандартизированный)*
. Бромат-бромидная смесь.
. Серная кислота 1М раствор
. Крахмал, 0,5% раствор
. Иодид калия, KI (к)
Посуда:
. Колба мерная 500 мл
. Колба коническая 250-300 мл
. Мерный цилиндр 20 мл
. Пипетки 20 и 25 мл
. Бюретка 25 мл
Выполнение работы
Бромат-бромидный раствор можно приготовить по навеске: 0,334 г. KBrO3 и 1,2 KBr растворяют в дистиллированной воде и доводят до метки в мерной колбе вместимостью 500 мл, в этом случае концентрация приблизительно равна 0,024 М. Для получения такой же концентрации раствор можно приготовить из фиксанала KBrO3 - KBr 0,1 Н но в этом случае содержимое запаянной ампулы нужно растворить в 4 л дистиллированной воды.
Для анализа отбирают аликвоту (10 мл) раствора, содержащего 0,02-0,4 г/л фенола**, пипеткой в коническую колбу для титрования. Прибавляют 12 мл (пипеткой) бромат-бромидной смеси, 10 мл 1М раствора серной кислоты, закрывают пробкой и оставляют на 30 мин. Затем прибавляют 1 г иодида калия, взвешенного на технических весах, и снова закрывают пробкой. Через 5 мин титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия, прибавляя в конце титрования, когда окраска раствора станет светло-желтой, 2-3 мл раствора крахмала. Титрование продолжают до исчезновения синей окраски раствора. Проводят три титрования и рассчитывают средний объем V1 из сходящихся результатов.
. К вторичным метаболитам относятся антибиотики, алкалоиды, гормоны роста растений и токсины.
2. Биосинтез белка происходит в рибосомах.
3. Фотосинтез происходит в листе, в клетках листа, в хлоропластах, которые содержат зеленый пигмент хлорофилл.
4. Единицей фотосинтеза является квантосома.
. Анаэробная фаза дыхания - последовательность реакций, которая называется гликолиз.
. В процессе гликолиза происходит преобразование молекулы гексозы до двух молекул пировиноградной кислоты:
С6Н12О6→2С3Н4О2 + 2H2.
Этот окислительный процесс может протекать в анаэробных условиях.
В результате выполненной курсовой работы я узнала, что такое вторичные метаболиты, а также особенности вторичных метаболитов, к которым относятся: относительная низкая молекулярная масса (исключением являются, например, высокомолекулярные полиизопреноиды: каучук, гуттаперча, чикль); не обязательное присутствие в каждом организме (некоторые вторичные метаболиты широко распространены, так например многие фенилпропаноиды встречаются практически во всех растениях); как правило, являются биологически-активными веществами; синтезируются из первичных метаболитов.
Указанные признаки не являются обязательными, однако в совокупности достаточно чётко очерчивают круг вторичных метаболитов.
У растений вторичные метаболиты участвуют во взаимодействии растения с окружающей средой, защитных реакциях (например, яды). К ним относятся следующие классы: алкалоиды, изопреноиды, фенольные соединения, минорные соединения (насчитывают 10-12 групп, в частности: небелковые аминокислоты, биогенные амины, цианогенные гликозиды, гликозиды горчичных масел (изотиоцианаты), беталаины, цианолипиды, ацетогенины, ацетиленовые производные, аллицины, ацетофеноны, тиофены, необычные жирные кислоты, и пр.)
синтез
фенольный алкалоиды биохимический
1. «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.
2. Лекарственное сырьё растительного и животного происхождения. Фармакогнозия: учебное пособие/под ред. Г.П.Яковлева. СПб.: СпецЛит, 2006. 845 с.
. Шабарова З. А., Богданов А. А., Золотухин А. С. Химические основы генетической инженерии. - М.: Изд-во МГУ, 2004, 224 с.
4. Чебышев Н.В., Гринева Г.Г., Кобзарь М.В., Гулянков С.И. Биология.М., 2000