Понятие о промышленном микробиологическом синтезе

Представители отдельных групп полипептидов.

Липиды

Жирорастворимые витамины: групп D (D₂ эргокальциферол и D₃ холекальциферол), A (А₁ ретинол), E (α-, β- и γ-токоферолы), K (производные 2-метил-1,4-нафтохинона) и Q (убихиноны).

а) Линейные полипептиды из аминокислот L-ряда, соединенных α-амидной связью и обладающие гормональной активностью:

- инсулин (51 аминокислотный остаток), продуцируемый поджелудочной железой и регулирующий метаболизм углеводов, жиров и белков,

- вырабатываемые в задней доле гипофиза вазопрессин (9 аминокислот), действующий как диуретик и сосудосуживающее, и окситоцин (9 аминокислот), стимулирующий сокращение гладкой мускулатуры.

Модификация нейрогипофизных гормонов путем варьирования аминокислотного состава (на примере [4-Thr]-окситоцина).

б) Линейные пентапептиды обладающие наркотическим действием: лейцин-энкефалин и метионин-энкефалин.

с) Нейротоксины на примере основных компонентов яда пчелы:

мелиттина (26 аминокислотных остатков), MCD-пептида (22 аминокислоты) и апамина (18 аминокислот).

в) Циклические пептиды на примере циклического гексапептида – феррихрома: цикла с тремя остатками орнитина ацилированных и гидроксилированных по δ-аминогруппе (с помощью этих функционализированных остатков происходит комплексообразование с ионом трехвалентного железа).

г) Депсипептиды – циклопептиды с регулярно чередующимися пептидными и сложноэфирными связями (валиномицин – как переносчик ионов K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и нерегулярные депсипептиды – актиномицины как ингибиторы ДНК-зависимого синтеза РНК.

5.4.8. Протоалкалоиды: эфедрин, колхамин, колхицин, мускарин (основной структурный признак – наличие экзоциклической аминогруппы).

5.5. Список вопросов для контроля СРС:

1.Методы получения и химические свойства гидроксикислот на примере 2-гидрокси-пропановой (молочной) кислоты. Отношение 2-,3- и 4-гидроксикислот к нагреванию.

2.В условиях кислотно-основного катализа рассмотрите механизм фиксации диоксида углерода 1,5-дифосфатом рибулозы с последующим расщеплением кетокарбоновой кислоты на 3-фосфаты глицериновой кислоты.

3.Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем миристиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором все три гидроксильные группы глицерина этерифицированы миристиновой кислотой?

4.Производные оксокислот на примере ацетоуксусного эфира. Синтезы карбоновых кислот и кетонов на его основе.

5.Покажите механизм восстановления 3-фосфата Д-глицериновой кислоты до 3-фосфата Д-глицеринового альдегида с последующей его изомеризацией до фосфата дигидрокси-ацетона. Проведите перекрестную конденсацию между карбонильными соединениями с образованием 1,6-дифосфата Д-фруктозы.

6.Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором все три гидроксильные группы глицерина этерифицированы пальмитиновой кислотой?

7.Методы получения и химические свойства аминокислот на примере аланина (2-амино-пропановой кислоты).

8.Получить из пировиноградной кислоты Ацетил-S-СоА и использовать его для синтеза

0 0

СН₃-(С-СН₂)₇-С-S-СоА. В условиях щелочного катализа покажите возможные пути циклизации полученного соединения.

9. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором все три гидроксильные группы глицерина этерифицированы стеариновой кислотой?

10. Получить трипептид глицин-аланин-валин.

11. Получить из пировиноградной кислоты Ацетил-S-СоА и использовать его для синтеза

0 0

СН₃-(С-СН₂)₅-С-S-СоА. В условиях щелочного катализа покажите возможные пути циклизации полученного соединения.

12. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН) и миристиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором две гидроксильные группы глицерина этерифицированы стеариновой кислотой, а одна - миристиновой?

13. Методы получения и химические свойства гидроксикислот на примере 3-гидрокси-пропановой кислоты. Отношение 2-,3- и 4-гидроксикислот к нагреванию.

14. В образовании нуклеозидов (N-гликозидов Д-рибозы и 2-дезокси-Д-рибозы) участвуют 5 азотсодержащих гетероциклов: аденин, гуанин, урацил, тимин, цитозин. Представьте пары азотистых агликонов осуществляющих наиболее прочное связывание между собой посредством водородных связей.

15. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН) и миристиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором две гидроксильные группы глицерина этерифицированы миристиновой кислотой, а одна - стеариновой?

16. Методы получения и свойства оксокислот на примере пировиноградной кислоты.

17. Реакции окисления-восстановления биоорганических соединений осуществляется за счет коферментов оксидоредуктаз, которые могут существовать в двух сопряженных формах: окисленной и восстановленной. Приведите восстановленную форму для никотинамидаденин-динуклеотидфосфата: НАДФ⁺ ↔ НАДФ(Н).

18. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и миристиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором две гидроксильные группы глицерина этерифицированы миристиновой кислотой, а одна - пальмитиговой?

19. Получить трипептид лейцин-изолейцин-фенилаланин.

20. Рассмотрите таутомерные формы урацила, тимина и цитозина (прототропная изомерия). В какой таутомерной форме атом азота будет проявлять наибольшую нуклеофильность. На примере урацила покажите механизм нуклеофильного замещения полуацетального гидроксила при образовании N-гликозида (кислотно-основной катализ).

21. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором две гидроксильные группы глицерина этерифицированы стеариновой кислотой, а одна - пальмитиговой?

22. Получить трипептид глицин-валин-изолейцин.

23. Рассмотрите таутомерные формы урацила, тимина и цитозина (прототропная изомерия). В какой таутомерной форме атом азота будет проявлять наибольшую нуклеофильность. На примере тимина покажите механизм нуклеофильного замещения полуацетального гидроксила при образовании N-гликозида (кислотно-основной катализ).

24. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором одна гидроксильные группы глицерина этерифицированы стеариновой кислотой, а две - пальмитиговой?

25. Методы получения и химические свойства гидроксикислот на примере 2-гидрокси-пропановой (молочной) кислоты. Отношение 2-,3- и 4-гидроксикислот к нагреванию.

26. Рассмотрите таутомерные формы урацила, тимина и цитозина (прототропная изомерия). В какой таутомерной форме атом азота будет проявлять наибольшую нуклеофильность. На примере цитозина покажите механизм нуклеофильного замещения полуацетального гидроксила при образовании N-гликозида (кислотно-основной катализ).

27. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и мирисциновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором одна гидроксильные группы глицерина этерифицированы пальмитиновой кислотой, а две - мирисциновой?

28. Производные оксокислот на примере ацетоуксусного эфира. Синтезы карбоновых кислот и кетонов на его основе.

29. Реакции окисления-восстановления биоорганических соединений осуществляется за счет коферментов оксидоредуктаз, которые могут существовать в двух сопряженных формах: окисленной и восстановленной. Приведите восстановленную форму для флавинадениндинуклеотида: ФАДФ ↔ ФАД(2Н)

30. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем миристиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько г Д-глюкозы надо использовать для синтеза 500г липида, в котором все три гидроксильные группы глицерина этерифицированы миристиновой кислотой?

31. Получить трипептид фенилаланин-лейцин-аланин.

32. Покажите фрагмент РНК состоящий из двух нуклеотидов имеющих в качестве агликонов аденин и урацил, причем связь между моносахавридными звеньями осуществляется за счет образования сложных эфиров ортофосфорной кислоты и спиртовых гидроксилов у С₃ и С₅ моносахаридных звеньев.

33. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН). Сколько г Д-глюкозы надо использовать для синтеза 300 г липида, в котором все три гидроксильные группы глицерина этерифициро-ваны пальмитиновой кислотой?

34. Методы получения и химические свойства гидроксикислот на примере 2-гидрокси-пропановой (молочной) кислоты. Отношение 2-,3- и 4-гидроксикислот к нагреванию.

35. Покажите фрагмент ДНК состоящий из двух нуклеотидов имеющих в качестве агликонов гуанин и тимин, причем связь между моносахаридными звеньями осуществляется за счет образования сложных эфиров ортофосфорной кислоты и спиртовых гидроксилов у С₃ и С₅ моносахаридных звеньев.

36. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН). Сколько г Д-глюкозы надо использовать для синтеза 400 г липида, в котором все три гидроксильные группы глицерина этерифициро-ваны стеариновой кислотой?

37. Производные оксокислот на примере ацетоуксусного эфира. Синтезы карбоновых кислот и кетонов на его основе.

38. Аденозинтрифосфат(АТФ) является поставщиком химической энергии для биохимических процессов, так как содержит одну или две ангидридные групп –Р(О)-О-Р(О)-. При гидролизе такой групп разрывается макроэнергетическая связь и образуется аденозиндифосфат (АДФ) или аденозинмонофосфат (АМФ). Приведите схему гидролиза АТФ до АДФ.

39. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и мирисциновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором одна гидроксильные группы глицерина этерифицированы пальмитиновой кислотой, а две - мирисциновой?

40. Методы получения и химические свойства аминокислот на примере 2-амино-пропановой кислоты.

41. Аденозинтрифосфат(АТФ) является поставщиком химической энергии для биохимических процессов, так как содержит одну или две ангидридные групп –Р(О)-О-Р(О)-. Атом фосфора в этой группировке может подвергаться нуклеофильной атаке. При этом образуется аденозиндифосфат (АДФ) или аденозинмонофосфат (АМФ) и соответствующее фосфорилированное производное. Приведите схему взаимодействия этанола с АТФ.

42. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,5 моля липида, в котором две гидроксильные группы глицерина этерифицированы стеариновой кислотой, а одна - пальмитиновой?

43. Получение и химические свойства пировиноградной кислоты (2-кетопропановой).

44. В цикле Кальвина (фотосинтез, стадии 2 и 3) 3-фосфоглицериновая кислота перед восстановлением до 3-фосфоглицеринового альдегида, подвергается фосфорилированию с помощью АТФ по карбоксильной группе. Предложите механизм этих превращений.

45. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и стеариновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₆-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,3 моля липида, в котором две гидроксильные группы глицерина этерифицированы стеариновой кислотой, а одна - пальмитиговой?

46. Методы получения и химические свойства гидроксикислот на примере мевалоновой кислоты (НОСН₂-СН₂-С(ОН)(СН₃)-СН₂-СООН).

47. Покажите фрагмент РНК состоящий из двух нуклеотидов имеющих в качестве агликонов аденин и урацил, причем связь между моносахавридными звеньями осуществляется за счет образования сложных эфиров ортофосфорной кислоты и спиртовых гидроксилов у С₃ и С₅ моносахаридных звеньев.

48. Получить из Д-глюкозы пировиноградную кислоту и использовать ее для синтеза Ацетил-S-СоА и в дальнейшем пальмитиновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₄-СООН) и мирисциновой кислоты (СН₃-(СН₂)₁₂-СООН). Сколько молей Д-глюкозы надо использовать для синтеза 0,4 моля липида, в котором одна гидроксильные группы глицерина этерифицированы пальмитиновой кислотой, а две - мирисциновой?

6. Учебно – методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература:

а) основная литература

1. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений: учеб. пособие. - Казань, 2001. – 376 с.

2. Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого: учебник для вузов.- 2-е изд. – СПб: Химиздат, 2001. – 784 с.

3. Травень В.Ф. Органическая химия: учебник для вузов. В 2-х т. М.: Академкнига, 2006.

б) дополнительная литература

1. Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений: В 2-х томах: пер. с англ.- М.: Мир, 1 том, 1986. -393 с., 2 том, 1986. -312 с.

2. Граник В.Г. Основы медицинской химии: учеб. пособие.- М.: Вузовская книга, 2001. -384 с.

в) методические указания

1. Моносахариды. Химические свойства: метод указания/ сост.: Л.А.Тамм, В.Н.Чистоклетов, Ю.Г.Тришин, И.А.Степанов. – СПб.: Изд-во СПбГТУРП, 1988.

2. Ди- и полисахариды. Строение. Химические свойства: метод указания/ сост.: Л.А.Тамм, В.Н.Чистоклетов, Ю.Г.Тришин, А.Ю.Платонов, Г.С.Акимова – СПб.: Изд-во СПбГТУРП, 1990.

3. Углеводы: метод указания к лабораторным работам и СРС/ сост.: Л.А.Тамм, В.Н.Чистоклетов, Ю.Г.Тришин, И.А.Степанов – СПб.: Изд-во СПбГТУРП, 1988.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины::

Изучение дисциплины поддерживается необходимыми наглядными пособиями: периодическая система элементов Д.И.Менделеева, моделями молекул (стержневыми и Стюарта-Бриглеба), пособиями в электронном виде, дающими представления о механизмах реакций, наличием сборников контрольных заданий и компьютерных обучающих и контролирующих программ:

1. Organic chemistry on-line 2.0. Paul R. Young.

2. Organic chemistry 3.0. K. Peter, C. Vollhardt, Neil. E. Schore

Дата добавления: 2015-06-30