Ізомерія
Ізомерами називаються речовини однакового складу (тобто мають однакову сумарну формулу), але володіють різними фізичними і хімічними властивостями. Якщо ізомери розрізняються порядком зв’язку атомів, говорять про структурний ізомерії, (наприклад, цитрат і ізоцитрат, Г). Причиною інших форм ізомерії є різне розташування заступників при подвійному зв’язку (А, Б) або наявність в молекулі хіральних центру (В).
А. цис-транс-Ізомери
Обертання навколо подвійного зв’язку неможливо (див. С. 12); тому заступники при атомах, пов’язаних подвійним зв’язком, можуть приймати дві можливі орієнтації. Так, в фумаровой кислоті, проміжному з’єднанні цитратного циклу (див. С. 138), карбоксильні групи розташовуються по різні сторони від площини подвійних зв’язків (транс-розташування). У ізомери, малеиновой кислоті, що не зустрічається в обміні речовин, карбоксильні групи розташовані по одну сторону від площини (цис-положення). цис-транс-Ізомери розрізняються по фізичних і хімічних властивостях, наприклад вони мають різні температури плавлення і константи дисоціації (рКа). Перехід від одного ізомеру до іншого можливий лише за допомогою хімічних реакцій.
Цис-транс-Изомерия важлива в метаболізмі ліпідів. Так, заступники при подвійних зв’язках в природних жирних кислотах (див. С. 54) завжди знаходяться в цис-положенні. Навпаки, ненасичені інтермедіати при β-окисленні займають транс-положення. Ця обставина ускладнює розщеплення ненасичених жирних кислот (див. С. 168). У механізмі зорового сприйняття ключовий реакцією є світлозалежна цис-транс-ізомеризація ретиналь (див. С. 346).
Б. конформер
Ізомери, що утворюються за рахунок вільного обертання навколо простих зв’язків, носять назву конформеров. Невеликі молекули можуть брати в розчині безліч конформацій. У представлених конформер бурштинова кислота має таке ж розташування атомів, як в фумаровой або малеїнової кислотах. Можливо існування обох форм, причому конформація 1 через сильний відштовхування двох СООН-груп є кращою і тому зустрічається частіше. Макромолекули, такі, як білки і нуклеїнові кислоти, мають цілком певні конформаций, стабілізовані завдяки внутрімолекулярних взаємодій (див. С. 80).
В. Оптичні ізомери
Ще один вид ізомерії виникає в тому випадку, коли в молекулі є хіральний центр або молекула в цілому є хіральної. Хіральність (від грец. Cheir – рука) служить причиною утворення структур, які не можна поєднати, оскільки вони є дзеркальними зображеннями один одного (дзеркальна ізомерія). Найбільш часта причина хіральних властивостей – присутність асиметричного атома вуглецю, тобто атома з чотирма різними заступниками. У цьому випадку утворюються дві форми (енантіомери) з різною конфігурацією. Найчастіше енантіомери носять назву L – і D-форми. Для вказівки абсолютної конфігурації асиметричного атома користуються R / S-номенклатурою (див. Підручник з хімії).
Енантіомери мають дуже близькі хімічні властивості. Основна відмінність між ними полягає в тому, що вони обертають площину поляризованого світла в протилежних напрямках (оптична активність, див. С. 42, 64). Це справедливо і щодо молочної кислоти. Правообертальна L-молочна кислота зустрічається в м’язах і крові тварин, а продукуються мікроорганізмами D-форма може бути виявлена, наприклад, в молочних продуктах (див. С. 150). Сполуки, що мають хіральні центри, часто зображують з допомогою фішеровським проекцій (див. С. 64).
Г. Реакція, що каталізується аконітаза
Як правило, ферментативні реакції протікають стереоспецифічні. У разі хіральних субстратів ферменти використовують тільки один з енантіомерів, а кінцевий продукт реакції найчастіше також буває стерически однорідний. Аконітаза (аконітат-гідратаза) каталізує перетворення цитрату в структурний ізомер ізоцитрат (див. С. 138). Хоча лимонна кислота не відноситься кхіральним з’єднанням, в даному випадку в якості кінцевого продукту реакції утворюється тільки одна з чотирьох можливих ізомерних форм, 2R, 3S-ізолімонная кислота. Удавана асиметрія молекули цитрату пов’язана з тим, що проміжний продукт реакції, ненасичена трикарбонових аконітовая кислота, вступає в реакцію тільки в цис-формі. транс-аконітову кислота зустрічається в деяких рослинах.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)