Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
ch,
CH., Н 4- KoA'-
—сосн,
нооссн.
(1 + Ко.\ь
—СО -> НООССНХО сн.сох I
1
CH,
KoASCOCH,
CH ,СОСН, ->
нооссн,ссн,сох ноосснхо I
он
восстановление
снч
-co.,
сн,сосн3
I
снхо
i
ноосснхо
-COj
ноосснхснхнхн
он
ыесз.юиивая кислота
I
V
сн,
снхоснхосн3
ацегилацетон
СН3
I
СНХОСН,СОСН,СОСН3
днацсгилаци гон
ноосснхснхнхн + нсн—сснхнхн + нсн
"I II II
он соон он соон он
сн,
I
сснхн2он ...
СН3
I
СН3 сн3
I . 1
HOOCCHXCHXHXH-ССНХНХН-CCHj—CHjr-OH
I II II он соон он соон он
I -COa, -Н,0
где KoAS = K03H3HM_A X = OH, Н или KoAS
CH
1
CH
сна
CH3C---CHCHsdl-l2C -CHCHSCH2C=CH—CHS...
Биогенез алкалоидов
1137
Если биохимические опыты проводятся с мевалоновой кислотой, меченной по с2, то атомы С* обнаруживаются у изопреноида (например сквалена) в положениях, указанных в приведенной выше формуле.
Стероиды также могут быть синтезированы живой клеткой из ацетата. Это было доказано методом меченых атомов на дрожжах (Зан-дерхоф п Томас; 1937 г.) и на животных клетках (Блох и Риттеиберг; 1942 г.). Последующие исследования показали, что такие синтезы стероидов, вероятно, могут протекать с образованием сквалена в качестве промежуточного продукта; это, впрочем, не означает, что не существует также других путей. При циклизации сквалена в стероид должна происходить миграция одной или нескольких метильных групп. Так, например, при биосинтезе ланостерина мстпльная группа* отмеченная звездочкой, в результате миграции может появиться" в положении 13.
СН,
Н„С
\
СН,
СН, СП 1
СН, сн3 СН {' с—-
с II Ч 1 СНз сен.
1 СН 1! СН 1 СН2
\ чсн.
/ \
СН3 СН3
ланосте-.иш
Биогенез алкалоидов. Фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования в этой области были выполнены главным образом Робинсоном и Шёпфом. Трактовка механизма биосинтеза сложных алкалоидов часто сопряжена с большими трудностями; с другой стороны, образование в природе многих алкалоидов простого строения может быть объяснено относительно легко и достоверно. Так, например, алкалоиды гигрин и куекгигрин молено рассматривать как соединения, построенные из одного ацетонового и одного или двух пир-ролидиновых структурных элементов. Аналогичным образом можно разложить на оба этих структурных элемента углеродно-азотный скелет тропановых алкалоидов.
Ч/ 5 I
сн,
сн,сосн.
I
сн3
—:—сн,сосн2-;
сн.
I
СН3
куекгигрин
—со—
скелет тропановых злкалоиаов
Амппппя компонента этих оснований может возникать либо из Гметпламппомасляпого альдегида (1), либо из соответствующего нор-
72 Зак. 605. П. Каррер
1138
Гл. 75. Биогенез природных веществ
соединения или его эквивалента —А'-пирролипа (И); эти соединения, в свою очередь, могут легко образоваться пз различных аминокислот белка (аргинина III, орннтнна IV) пли из продуктов их превращений (например, из глутамнпового полуальдегпда V):
СНо-СНз I " I
сн, CHU
\
NH
I
сн3
н»с-
-СН,
Н2С сн
сн,\нс^
(СН2)а
I
CHNH,
I
соон
m
.NH XNH,
CHoNH, I
(CH2)a
I
CHNHa I
COOH IV
CHO
I
(CH2)a
CHNH, I
COOH V
Роль ацетонового структурного элемента в синтезе перечисленных алкалоидов могут играть, например, ацетоуксуспая и ацетонднкарбоно-вая кислоты или аналогичные им вещества, образующие С3-цепь. Такой механизм биосинтеза гигрина и родственных алкалоидов тем более вероятен, что гигрин удалось искусственно получить in vitro в физиологических условиях (т. с. в приблизительно центральної! среде н при низкой температуре) из т-метпламппомасляного альдегида п ацетонднкар-боновой кислоты (стр. 1060).
Другим простым примером синтезов in vivo является образование лупиновых алкалоидов лупиннна и спартеина, а также алкалоида ци-тизина. Можно предполагать, что эти вещества образуются из 8-амино-валерианового альдегида, ацетондикарбоновой кислоты (или ее эквивалента, ацетоуксусной кислоты) и формальдегида (в образовании цити-зина, кроме того, принимает участие аммиак).
нсно
сн, сн2—соон / \ / ч сн, сно со
СН2ОН
СН, NH, СН,
\" / Ч/ Ч
СН, НСНО СООН
лупинии
сн,
/ "ч .
СН2 СНО СН2 NH,
\н/ *
СООН
]
сн,
ч
,нсно.
со
I
сн,- нсно-
/' ч нсно соон
Ч\'Н,
соон
спартенн
Алкилирование окисление и восстановление в биосинтезах
Длкилирование, окисление и восстановление в биосинтезах. Часто в процессе биосинтеза происходит метилирование с последующим введением или удалением атомов кислорода, гидрирование и дегидрирование и т. д. Известную биохимическую реакцию представляет собой гИДроксилированне фенолов в орто- или пара-положение. Часто происходит также введение кислорода в аллильные и бензильные положения в результате самоокисления. Третичные амины могут превращаться ь аминоспнрты через Г\[-окнси:
Гх,М—СН,--¦> Р^Х-СН,---у ЙА'-С.Н—
; I
О он
Отщепление кислорода возможно, например, следующим путем: кСОСН,СООН ^± Р?НОНСН,СООН <2Г ясн -^СНСООН <± ксн,сн,соон
В качестве промежуточных продуктов при этом образуются спирты п ненасыщенные соединения.
Многочисленные процессы биохимического метилирования осуществляются при помощи различных доноров метильных групп, например холина, метионина и других. Метильные группы могут быть введены как к атомам азота, так и к атомам кислорода и углерода. Так, например, биосинтез микофеноловой кислоты, по Берчу, протекает следую^ щим образом.
