ЗНАЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Мы уже говорили о том, что биохимические процессы катализируются ферментами, которые имеют сложную трехмерную структуру и благодаря своим пространственным особенностям обладают способностью специфически связываться только с одним из двух энантиомеров какого-либо вещества. Поэтому биологической активностью обычно обладает лишь один из двух энантиомеров, а второй значительно менее активен или вообще неактивен. Многие лекарственные препараты, витамины, компоненты пищи представляют собой оптически активные вещества.

Ниже показано строение диэтиламида лизергиновой кислоты (нарко тика Звездочками отмечены хиральные центры. Если изменить конфигурацию хотя бы одного из них, вещество потеряет свои галлюциногенные свойства.

Хиральные вещества природного происхождения всегда являются оптически чистыми, поскольку растения и животные вырабатывают лишь один энантиомер, именно тот, который и обладает биологической активностью. В химических синтезах, наоборот, обычно образуется рацемическая смесь, которая, как Вы помните, оптически неактивна.

В детективных романах это различие природных и синтетических веществ иногда используется для доказательства вины убийцы. Если некто был отравлен стрихнином, то, исследовав содержимое желудка покойника, можно установить, был ли стрихнин оптически активным или нет. В первом случае сыщик может предположить, что погибший случайно отравился плодами ядовитого растения. Если же найденный в желудке убитого стрихнин окажется рацемическим, т. е. синтетического происхождения, значит, человек стал жертвой преступления.

Оптическая активность биогенных соединений может использоваться для определения возраста ископаемых растений и животных. Все природные аминокислоты, из которых построены белки, представляют собой -изомеры. После гибели организма эти аминокислоты медленно рацемизуются и по прошествии очень значительного времени превращаются в смесь равных количеств и -изомеров. Этот факт позволяет определить возраст образцов белка. Если известна скорость рацемизации, то, определив относительное содержание и -изомеров, легко вычислить, сколько лет прошло со времени смерти организма. Метод замечателен тем, что Удачно дополняет другие приемы — радиоуглеродный анализ, позволяющий датировать образцы, возраст которых не превышает 30000 лет, и методы, применяемые для датировки минеральных образцов, имеющих возраст около миллиарда лет. Аминокислотный метод эффективен при определении возраста биологических объектов, живших от нескольких

сотен тысяч до нескольких миллионов лет назад. Этот период особенно интересен в связи с тем, что именно на него приходится начало человеческой эволюции.

Более подробно о методах анализа аминокислот пойдет речь в гл. 15

Растения, животные, микроорганизмы, грибы (в том числе и плесень) вырабатывают оптически чистые вещества. В биохимических реакциях образуется лишь один из двух возможных энантиомеров. Обычно только один из двух знантиомеров проявляет значительную биологическую активность, а второй неактивен. Рацемизация оптически активных аминокислот, входящих в состав белков, используется для установления возраста ископаемых растений и животных.

СВОДКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ГЛ. 4

1. Соединения, молекулы которых хиралъны (асимметричны), обладают способностью вращать плоскость поляризации плоскополяризованного света. Это явление называется оптической активностью и обнаруживается экспериментально с помощью поляриметра.

2. Энантиомерами называются стереоизомеры, молекулы которых хиральны и относятся друг к другу как предмет и его зеркальное изображение. Энантиомеры имеют идентичные химические и физические свойства за исключением реакций с другими хиральными веществами, включая ферменты, и способности вращать плоскость поляризации света.

3. Конфигурация хиральных атомов обозначается в зависимости от пространственного расположения заместителей символами R или Более старая система использует обозначения которые связывают конфигурацию соединения с конфигурацией и -изомеров глицеринового альдегида, выбранного в качестве "ключа".

4. Природные (выделенные из растений и животных) хиральные вещества представляют собой индивидуальные энантиомеры. Такие вещества называются оптически чистыми. Биологической активностью, как правило, обладает лишь один энантиомер из двух.

Ключевые слова

(см. скан)

(см. скан)

ВОПРОСЫ ДЛЯ РАЗВИТИЯ НАВЫКОВ

(см. скан)

(см. скан)