304- Органическая химия_Черных В.П. и др_Х., 2007 -776с

нУКлеИнОВЫе КИСлОТЫ

711

рис. 36.1. схема участка полинуклеотидной цепи молекулы нуклеиновой кислоты

Пространственная ориентация полинуклеотидных цепей в молекуле называется

вторичной структурой нуклеиновых кислот.

впервые вторичную структуру днк в виде модели из двойной спирали (рис. 36.2) описали американский биохимик джеймс уотсон и английский биохимик фрэнсис крик (1953).

обобщив работы лайнуса Полинга, александра тодда, Эрвина чаргаффа, Мориса уилкинса и других, они пришли к заключению, что молекула днк представляет собой две параллельные правозакрученные спирали (двойная спираль), фиксированные между собой вандерваальсовыми силами притяжения, действующими вдоль спирали между ядрами нуклеиновых оснований (межплоскостное вертикальное взаимодействие). кроме того, вторичная структура стабилизируется водородными связями между остатками нуклеиновых оснований двух параллельных спиралей.

По модели уотсона и крика диаметр спирали 1,8—2,0 нм. каждый виток спирали содержит 10 пар оснований. шаг спирали составляет 3,4 нм.

расстояние между плоскостями оснований по вертикали равно 0,34 нм. Полинуклеотидные цепи двойной спирали расположены в противоположном направлении. на одной нити двойной спирали фосфодиэфирные связи образованы по типу 5 —3 , а на другой — наоборот, по типу 3 —5 .

Между пиримидиновыми и пуриновыми нуклеиновыми основаниями параллельных нитей двойной спирали днк образуются водородные связи: аденин образует связь с тимином, а гуанин — с цитозином. Поэтому их называют комп-

лементарными парами (ат и Gс):

нУКлеИнОВЫе КИСлОТЫ

713

на основе нуклеозидов пиримидина и пурина создан ряд известных фармацевтических препаратов противовирусного (идоксуридин, видарабин, ацикловир), противоопухолевого (цитарабин) и других видов действия.

инозин ( рибоксин) является предшественником атф. играет важную роль в обменных процессах. стимулирует синтез нуклеотидов.

лИПИДЫ

715

37.2. ОМылЯеМые лиПиды

37.2.1 ПрОСТЫе лИПИДЫ

жИрЫ

Жиры являются сложными эфирами глицерина и высших алифатических кислот,

то есть триацилглицеринами, или триглицеридами.

Приоритет в установлении строения жиров принадлежит

французским химикам Мишелю Эжену шеврёлю, который

в 1817 году выяснил состав и структуру некоторых тригли-

церидов, и Пьеру Эжену Марселену бертло, доказавшему в 1854-м строение жиров путем этерификации глицерина высшими жирными кислотами.

триацилглицерины бывают простыми и смешанными: прос-

тые включают остатки одинаковых кислот, смешанные — разных. Природные жиры представляют собой главным образом смешанные триацилглицерины.

По консистенции жиры могут быть твердыми и жидкими. твердые жиры содержат преимущественно остатки насыщенных высших жирных кислот. в состав жидких жиров, обычно называемых маслами, входят в основном остатки ненасыщенных кислот. Жиры животного происхождения, как правило, — твердые вещества, растительные жиры — жидкие. исключения составляют рыбий жир, являющийся жидкостью, и масло какао — твердое вещество (при обычных условиях). в молекулах как растительных, так и животных жиров (за исключением свиного) чаще всего остатки непредельных кислот занимают положение 2.

в состав жиров человеческого организма наиболее часто входят остатки насыщенных (стеариновая, пальмитиновая) и ненасыщенных (арахидоновая, олеиновая, линолевая и линоленовая) высших жирных кислот. насыщенные жирные кислоты поступают в организм с пищей, а также образуются путем биосинтеза. олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты не образуются в организме человека; они поступают только с пищей, поэтому их называют незаменимыми.

тривиальные названия, структурные формулы и некоторые физические константы биологически важных жирных кислот, выделенных из жиров в процессе гидролиза, приведены в табл. 37.1.

номенклатура  и изомерия  жиров.  По систематической номенклатуре IUPAC

родоначальной структурой в молекуле жира является глицерин. ацильные остатки жирных кислот перечисляют в начале названия в алфавитном порядке, если необходимо, употребляют множительные приставки ди- и три-. Тривиальные названия жиров образуют из приставок, построенных из названий соответствующих жирных кислот путем опускания части названия кислоты -иновая кислота и добавления суффикса -ин:

растворять как гидрофильные (вода, спирты и т. п.), так и липофильные (углеводороды, эфиры и т. п.) вещества. кроме того, в отличие от молекул натриевых и калиевых солей низших жирных кислот, молекулы мыла способны к агрегации («слипанию» друг с другом) с образованием сферических структур — мицелл. в водной среде мицеллы мыла имеют строение, схематически показанное на рис. 37.1. в мицелле молекулы мыла сцеплены между собой углеводородными «хвостами», а к воде обращены полярными карбоксилатными группами. из-за участия в образовании множества мицелл молекулы мыла не могут равномерно распределяться среди молекул воды, то есть мыла не способны к образованию истинных водных растворов.

на границе раздела водной и газовой (воздушной) фаз молекулы мыла ориентируются полярными концами «к воде», а гидрофобными — «наружу» (рис. 37.2). При этом они по-

нижают поверхностное натяжение воды, тo еcть

проявляют так называемые поверхностно-актив- ные свойства. По наличию в молекулах карбоксилатных групп мыла относят канионным поверх-

ностно-активным веществам (анионные Пав).

описанные свойства мыл обусловливают

их моющее действие. вода, содержащая мыло, благодаря уменьшению своего поверхностного натяжения, приобретает способность проникать в тончайшие поры на отмываемой поверхности. При наличии на этой поверхности частиц веществ, не смачивающихся водой (жиров, восков, нефтепродуктов и пр.), молекулы мыла сцепляются с гидрофобными частицами загрязнений своими углеводородными «хвос-

тами», образуя вокруг таких частиц плотную

изолирующую пленку (рис. 37.3), вклинивают-

ся между загрязняющей частицей и очищаемой поверхностью и в конечном итоге отрывают эту частицу, переводя ее во взвешенное состояние в толще водной среды.

аналогичный механизм имеет процесс солюбилизации нерастворимых в воде органиче-

ских (в том числе лекарственных) веществ.

более широкое применение мыл в качестве моющих средств ограничено тем, что в «жесткой» воде (с повышенным содержанием ионов Ca2+ и Mg2+) мыла образуют нерастворимые соли кальция и магния, которые выпадают в виде хлопьев, загрязняющих отмываемые поверхности. на образование этих солей расходуется значительное количество мыла. как соли слабых кислот и сильных оснований мыла вследствие гидролиза создают щелочную среду в водных растворах, обусловливающую раздражающее действие мыл на слизистые оболочки. указанные недостатки мыл явились причиной создания широкого ассортимента более дешевых и технологичных синтетических заменителей мыл — детергентов.

детергенты, или синтетические моющие средства, как и мыла, относятся к Пав. их молекулы тоже включают неполярный (гидрофобный) углеводородный фрагмент и полярную (гидрофильную)

часть, представленную анионоидной или катионоидной функциональной группировкой, связанной с ионами натрия или минеральной кислоты соответственно. Полярный конец молекулы детергента может быть также

образован нейтральным остатком многоатомного спирта или полиэфира. в зависимости от строения полярной части молекулы синтетические моющие средства делят на анионные, катионные и нейтральные.

в молекулах анионных детергентов в качестве полярного фрагмента чаще всего содержится бензолсульфонатный остаток. неполярная часть молекулы та-