an197 (an197) wrote,
an197
an197

Categories:

Антагонизм левых и правых .....в организме..Может в этом проблема...)

Оптически активные вещества — среды, обладающие естественной оптической активностью. Оптическая активность — это способность среды (кристаллов, растворов, паров вещества) вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (света). Метод исследования оптической активности — поляриметрия.
[Spoiler (click to open)]
О. а. в. могут быть положительными (правовращающими при наблюдении навстречу волне) и отрицательными (левовращающими). При этом знак оптич. вращения в общем случае не совпадает со знаком структуры молекулы. Хиральные молекулы, обладающие энантиоморфизмом, могут существовать в двух зеркально симметричных формах - правой и левой . Эти две изомерные формы молекул наз. эпантиомерами или антиподами: они могут переходить одна в другую, будучи разделены потенциальным барьером, высота к-рого определяется внутримолекулярными взаимодействиями и может быть очень различной (время перехода от 10-3 с до неск. лет).  Оптически активные антиподы обозначаются в соответствии со знаком их структуры буквами D и L (лат. Dextro, Laevo - правый и левый); примером могут служить аминокислоты аланин и серин , "+" означает правое вращение, " - " - левое).




К Оптическим активным веществам(о.а.в.) первой группы относится большое количество органич. соединений (ряд к-т и эфиров, сахара, стероидные соединения, сульфиды, селениды и др.). Оптич. активностью обладают мн. комплексные соединения металлов (в особенности переходных Ni, Co), металлоорганические соединения, а также хиральные и холестерические жидкие кристаллы. Особо важна роль О. а. в. в биосфере. Оказывается, что все наиб. важные для живых систем вещества хиральны, причём с определённым для каждого знаком во всей биосфере. Таковы L-аминокислоты, D-caxapa и т. д. Различны и усвояемость и физиологич. действие антиподов: напр., L-caxapa не усваиваются, L-фепилаланин вызывает психич. заболевания в отличие от безвредного D. Оптич. активностью обладают белки, нуклеиновые к-ты ДНК и РНК, хлорофилл, гемоглобин и т. д. Поэтому проблемы изучения О. а. в. играют огромную роль в биофизике, биохимии, медицине и фармакологии.
Во второй группе О. а. в. оптич. активность возникает лишь в кристаллич. состоянии и обусловливается хиральной структурой самого кристалла в целом. Примером О. а. в. с активностью экситонного происхождения является валентный кристалл кварца. Примером оптически активного кристалла может быть кристалл Те.
Получение О. а. в. в "оптически чистом виде", т. е. в виде одного из антиподов, вообще говоря, нетривиально. Синтезирование О. а. в. первой группы в хим. реакциях из простых исходных неактивных обычно сложно, т. к. с равной вероятностью образуются оба изомера и получающийся продукт является рацематом. Для выделения одного из антиподов необходим т. н. асимметрический синтез с применением к--л. хирального реактива или агента (катализатора, примеси, растворителя, "затравки" одного из антиподов), благодаря чему образуется преим. один из антиподов. Известны вещества первой группы, кристаллизующиеся в энантиомерных формах ( Энантиомеры). - винная к-та, бензил, комплексы никеля; однако многие из них образуют рацемич. кристаллы, конгломераты правых и левых кристаллитов, смешанные твёрдые растворы и эвтектики.
О. а. в. второй группы, как правило, - кристаллы (кварц, киноварь, теллур); однако и здесь часто нужны спец. приёмы для получения одного из энантиоморфов.
О. а. в. имеют своеобразные спектры комбинац. рассеяния, рэлеевского рассеяния, дают циркулярно поляризов. люминесценцию, что позволяет исследовать и возбуждённые состояния. О. а. в. в виде кристаллов применяют в оптич. приборах и устройствах для поворота плоскости поляризации, в качестве фазосдвигающих пластинок, в полутеневых устройствах, модулирующих устройствах. В геологии О. а. в. позволяют определить минералы, компоненты нефтей.
Физиологическое и биохимическое действие оптических изомеров часто совершенно различно. Например, белки, синтезированные искусственным путём из D-аминокислот, не усваиваются организмом; бактерии сбраживают лишь один из изомеров, не затрагивая другой; L-никотин в несколько раз ядовитее D-никотина. Удивительный феномен преимущественной роли только одной из форм оптических изомеров в биологических процессах может иметь фундаментальное значение для выяснения путей зарождения и эволюции жизни на Земле.
Многие  биологически  активные  молекулы  обладают хиральностью,причём природные  аминокислоты и сахара   представлены   в   природе  преимущественно в виде    одного    из энантиомеров:аминокислоты  в  основном имеют  L-конфигурацию,а сахара D-конфигурацию
Две    энантиомерные    формы    одной    молекулы  обычно имеют различную биологическую активность. Это связано с тем, что рецепторы, ферменты, антитела и другие элементы организма также обладают хиральностью  и структурное  несоответствие  между  этими
элементами  и  хиральными  молекулами  препятствует их  взаимодействию.  Например,  ферменты,  являющиеся хиральными молекулами, часто проявляют специфическую  реакционную  способность  по  отношению к одному из энантиомеров.Подобные  примеры  характерны  и  для  лекарственных  соединений.  Спиральность  вторичной структуры  белков  или  нуклеиновых кислот вносит свой вклад в оптическую активность
В  организме  реакции  протекают  с  участием  биокатализаторов  –  ферментов.  Ферменты построены  из хиральных  молекул α-аминокислот.  Поэтому  они  могут играть роль хиральных реагентов, чувствительных к хиральности  взаимодействующих  с  ними  субстратов. Таким образом, пространственное строение молекул связано со стереоспецифичностью биохимических процессов.Стереоспецифичность процессов,протекающих в организме, состоит в том, что в реакцию вовлекаются определенные стереоизомеры и результатом реакции являются  также  стереохимически  определенные продукты.Стереоспецифичность  лежит  в  основе  проявления биологического действия одним из энантиомеров, в то  время  как  другой  энантиомер  может  быть  неактивным, а иногда оказывать иное или даже противоположное действие.Многие лекарственные вещества проявляют фармакологический эффект при взаимодействии с рецепторами клетки. Для этого необходимо, чтобы молекула лекарственного вещества имела такую конфигурацию,которая  позволяла  бы наиболее  полно  связываться  с рецептором.Изменение конфигурации на противоположную,как правило,снижает  степень связывания и ослабляет биологическое действие.Например, из двух энантиомеров адреналина наибольшую гормональную  активность  проявляет  левовращающий  адреналин, являющийся (S)-изомером.У правовращающего  энантиомера – (R)-адреналина – ОН-группа  ориентирована  в пространстве  иначе  и  не взаимодействует с рецептором.Этот энантиомер адреналина способен связываться  не с тремя,а только с двумя  точками  рецептора,что приводит к ослаблению фармакологического  действия.Это подтверждается тем  фактом,что пониженная активность (-)-адреналина сравнима с активностью,проявляемой адреналином,содержащим ОН-группу. Аналогичная картина характерна для ряда лекарственных веществ,родственных    по строению адреналину:так,(-)-изопропиладреналин (изадрин) проявляет в 800 раз более сильное бронхорасширяющее  действие,  чем  его  правовращающий  энантиомер.
Лекарственное средство  противоопухолевого  действия – сарколизин –также является левовращающим энантиомером;(+)-сарколизин неактивен.
Tags: Интересно, медицина, противоречие, эволюция..мироздание
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments