1. Вступ

Предмет біоорганічної хімії. Поєднання хімічних та біологічних підходів у біоорганічній хімії. Концепція молекулярного моделювання. Використання методів органічної та фізичної хімії для виявлення та опису специфіки молекулярних процесів у живих системах. Особливості хімічного складу та хімічних перетворень у живому організмі. Роль водного середовища для забезпечення структури та перетворення речовин. Принцип метаболізму неполярних речовин: дві фази перетворення: часткове окиснення і кон’югація. Ступінь окиснення елементів у складі організму, окисно-відновні реакції як основне джерело енергії для біологічних процесів.

Необхідність каталізаторів для протікання біологічних процесів. Ензими та рибозими. Роль структурної організації у забезпеченні високоспецифічного та узгодженого каталізу. Низькомолекулярні складові каталізаторів. Кофактори і коферменти. Неферментний каталіз, спричинений токсикантами. Принцип просторової відповідності як універсальний принцип функціонування живого на молекулярному рівні. Органічні макромолекули як носії молекулярної інформації. Молекулярний механізм передачі інформації. Стереохімічні аспекти процесів хімічного перетворення та впізнавання на молекулярному рівні. Ефекти зближення реакційноздатних груп у реакційних центрах ферментів. Спряжені реакції. Комплементарний біфункціональний каталіз. Молекулярна адаптація. Концепція біоізостеричних груп. Інгібітори. Антагоністи Антиметаболіти.

Методи дослідження у біоорганічній хімії: розділення сумішів, аналіз складу та структури біоорганічних речовин. Центрифугування, хроматографія. Електрохімічні методи: електрофорез, амперометричне титрування, полярографія, кондуктометрія, потенціометричне титрування. Оптичні методи: спектрофотометрія у видимій, ультрафіолетовій та інфрачервоній (в області коливальних переходів) області, ЕПP-спектроскопія. Способи введення стабільних іміноксильних радикалів (спінових міток) в біомолекули. Рентгеноструктурний аналіз. Сучасні методи детектування в газовій, рідинній та тонкошаровій хроматографії: мас-, хроматомас- та MALDI-TOF-спектрометрія, ядерний магнітний резонанс (¹Н, ¹³С, ³¹Р), малокутове розсіювання, електрохімічні методи. Природа ПМР-спектрів, їх основні характеристики: хімічний зсув, інтегральна інтенсивність, мультиплетність. Шкали d-зсувів і спектри ПМР окремих класів органічних сполук. Фрагментація молекул органічних речовин під дією електронного удару. Принципи встановлення будови органічних речовин за даними УФ, ІЧ, ПМР і мас-спектрометрії.

Комп’ютерне моделювання молекулярної механіки біомолекул. Природа сил, що стабілізують просторову структуру біополімеру (гідрофобні взаємодії, дисперсійні, диполь-дипольні, заряд-дипольні, електростатичні взаємодії, соляні містки, водневі зв’язки). Поняття про емпіричні функції енергії (силового поля). Потенціал Леннард-Джонса. Мінімізація конформаційної енергії білка. Поняття про метод розрахунку просторової структури білка ab initio, обмеження методу. Методи отримання просторової структури на основі гомології. Поняття про методи оцінки «якості» просторової структури біомолекул.