Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

17.E: Органічна хімія вітамінів (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    20671

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Р17.1: Ось шанс перевірити свою здатність розпізнавати реакції, каталізовані ферментами за допомогою трьох коферментів - тіаміндифосфату, піридоксальфосфату та фолату - які ми вивчили в цьому розділі. Для кожної генералізованої реакції уважно подивіться на трансформацію, яка відбувається, і вирішіть, який з трьох коферментів, швидше за все, буде потрібно. Потім намалюйте єдиний механістичний крок, за допомогою якого зв'язок, ідентифікований стрілкою, розривається або утворюється. У випадках, коли вказана подвійна зв'язок, покажіть механістичний крок, в якому утворюється зв'язок s. У кожному конкретному випадку ваш малюнок повинен включати в себе структуру реактивної частини коферменту, і повинен чітко показувати роль, яку він відіграє в каталізації механістичного кроку, який ви малюєте.

    clipboard_e589024ba522d88fa177a4103ae709470.png

    clipboard_e584f705243dae0be06f03bb1957fed36.png

    clipboard_eb7d0ddbf120461b09e187fc8a72f7fd7.png

    clipboard_ee770e51f0eaceaecd837959635374710.png

    clipboard_ee4b6a8b1673f87909172a6335d8bfe19.png

    clipboard_e242150abbacfd33388c9481921e8b63c.png

    P17.2: Останнім етапом біосинтезу амінокислоти триптофану є PLP-залежна конденсація між серином та індолом, показана нижче (EC 4.2.1.20). Механізм реакції включає кроки, знайомі з цієї глави, але також включає тип реакції, який ми вивчали в розділі 14. Запропонуйте механізм.

    clipboard_eea6156d47afb4fd06ee2f8e77e0d2a2f.png

    Р17.3: Намалюйте розумний механізм наступної реакції, ідентифікуючи види, позначені знаками питань. (Біохімія 2012, 51, 3059)

    clipboard_e9588e062f1f85830167562a59b6f2532.png

    P17.4: Запропонуйте механізм реакції нижче, який є частиною анаеробного катаболізму спиртів у деяких видів бактерій. (Хім Біохім 2014, 15, 389)

    clipboard_e67bb83e280a845f53a0eb1ac9d4fdd8e.png

    P17.5: Визначте косубстрат А та запропонуйте механізм реакції, показаної нижче, яка, як повідомлялося, відбувається в термофільній бактерії Thermosporothrix hazakensis. (ХімБіохім 2014 15, 527).

    clipboard_e9019bb76a53eb413a9ee770d4c480f88.png

    Р17.6: Запропонуйте механізм для кожної з реакцій нижче, обов'язково показуючи роль, яку відіграє коензим (потрібно визначити, який коензим потрібен в кожному конкретному випадку).

    clipboard_e4ee9410e3b570f254311b3e18ce40646.png

    clipboard_e0670c93217dfaa594c36395e1332f419.png

    P17.7: Ацетогідроксибутират утворюється в коферментно-залежної реакції між піруватом і 4-вуглецевої сполукою. Що таке ймовірний другий субстрат, коензим та побічний продукт (зазначено нижче зі знаком питання)?

    http://www.sciencedirect.com/science...67593105001043

    clipboard_ecd670c70510e93429a0f102702e5d05c.png

    P17.8: Реакція «конденсації бензоїну» була виявлена в 19 столітті, і врешті-решт призвела до кращого розуміння\(ThDP\)-dependent reactions in the cell. In a traditional benzoin condensation reaction, cyanide ion (instead of ThDP) plays the role of electron acceptor. Enzyme-catalyzed benzoin condensation reactions are also known to occur in some bacteria: Pseudomonas fluorescens, for example, contains an enzyme that catalyzes the synthesis of (R)-benzoin.

    clipboard_e5aa202cb98f25b7a93769af4492c2d01.png

    1. Намалюйте механізм для каталізованої ферментом (\(ThDP\)-залежної) реакції конденсації бензоїну.
    2. Намалюйте механізм реакції конденсації бензоїну, що каталізується ціанідом (неферментативні, основні умови).
    3. Нещодавно повідомлялося, що наступна\(ThDP\) реакція є частиною біосинтетичного шляху для клавуланової кислоти, сполуки, яка пригнічує дію b-лактамаз (b-лактамази - це бактеріальні ферменти, які гідролізують антибіотичні препарати на основі пеніциліну, роблячи їх неефективними). Як це характерно для\(ThDP\) -залежних реакцій, першим етапом є додавання ілідної форми коферменту до субстрату карбонілу. Наступні етапи (по порядку): зневоднення, тавтомеризація, усунення фосфату, кон'югатне додавання аргініну і, нарешті, гідролітичне розщеплення зв'язку коензим-продукт. Намалюйте повний механізм, який відповідає цьому опису.

    clipboard_e9f30a79bf051ffe4d8e30b628f46b9e3.png

    P17.9: Практика з PLP-залежними реакціями:

    1. Запропонуйте механізм цієї реакції, яка є частиною шляху деградації триптофану (EC 3.7.1.3).

    clipboard_e72e69c93aac9b5265407ed95517d1aa5.png

    1. Запропоновано механізм кінцевого етапу шляху біосинтезу треоніну (EC 4.2.3.1).

    clipboard_e3aad6502859130d9ebe6cd468adeb2dc.png

    1. Запропонуйте механізм реакції, каталізованої аспартатом\(\beta \)-decarboxylase (EC 4.1.1.12), which converts aspartate to alanine in a PLP-dependent reaction.
    2. Sphingolipids are a type of membrane lipid found in the membranes of all eukaryotic cells, and are most abundant in the cells of central the central nervous system. Synthesis of sphingolipids involves the PLP-dependent reaction below, catalyzed by serine palmitoyl transferase (EC 2.3.1.50). Propose a mechanism.

    clipboard_eebec457cd15295e90f4a2d087ad8fd30.png

    P17.10: Як ми бачили в цьому розділі, PLP-залежні ферменти зазвичай каталізують реакції за участю амінокислотних субстратів. Тут є виняток,\(\beta \) ПЛП-залежна реакція елімінації в шляху біосинтезу фолатів (EC 4.1.3.38). Запропонуйте механізм для цієї реакції.

    clipboard_ee705fbbe7597dfdc450a61c5b18ea54d.png


    P17.11: Останній крок у шляху деградації амінокислотного гліцину (також відомого як «система розщеплення гліцину») показаний нижче. Запропонуйте ймовірний механізм, враховуючи, що докази свідчать про те, що\(CH_2NH_2^+\) це проміжний.

    clipboard_e65b2263bfff5157e7c85361ceaacd804.png

    P17.12: Як ми бачили в розділі 15, звичайна біохімічна роль\(NAD^+\) is to act as a hydride acceptor in dehydrogenation reactions. An exception is the reaction catalyzed by the histidine degradation pathway enzyme urocanase (EC 4.2.1.49).

    clipboard_eec6d3c57ee538f92454fa2fdacf3fd73.png

    У цій реакції\(NAD^+\) діє як каталітичний, електрон-цинковий коензим - він тимчасово приймає електрони з pi зв'язку в субстраті, в результаті чого утворюється ковалентний\(NAD\) субстрат-аддукт. Це дозволяє ключовий етап ізомеризації відбуватися на субстраті через механізм протонації-депротонації з подальшим додаванням води, розщепленням\(NAD\) субстрат-аддукту для регенерації та\(NAD^+\), нарешті, тавтомеризації продукту. Запропонуйте механізм, який підходить під цей опис, і передбачає проміжний нижче.

    clipboard_edd9e050e488c76e3e41a149cd1fde10a.png

    Проблеми прогнозування шляхів

    P17.13: Запропонуйте багатоступінчастий шлях для кожного з наступних перетворень. Усі передбачають принаймні один крок, що вимагає PLP,\(ThDP\), or folate.

    1. Below is portion of the biosynthesis of a modified membrane lipid in Salmonella and other pathogenic bacteria. The modified membrane confers antibiotic resistance to the bacterium. Biochemistry 2014, 53, 796

    clipboard_ececdf8af2307a06272be14c5f8d6cc01.png

    1. Нижче наведено біосинтетичний шлях для фенетанолу в дріжджах. Фенетанол, який має аромат троянди, зазвичай використовується як аромат - цей шлях був запропонований як потенційний «зелений» ферментативний синтез для заміни традиційного промислового синтезу, який використовує токсичні реагенти.

    clipboard_ee07395bb2a22ab95089f06b7a663e728.png

    1. Нижче наведена неповна схема шляху біосинтезу амінокислоти лізину, починаючи з аспартату. Заповніть відсутні кроки та реагенти/коферменти, щоб завершити діаграму. Суцільна точка та пунктирне коло надаються, щоб допомогти вам простежити два вуглецю від субстрату до продукту.

    clipboard_ec28c7c7f876f616e3047363689bb9944.png

    1. Нижче наведена друга половина шляху деградації триптофану. Заповніть відсутні кроки та реагенти/коферменти, щоб завершити діаграму.

    clipboard_e8ff4bd63082f0c7b357ce2ba0b5de831.png

    1. Нижче наведена неповна схема шляху біосинтезу інозинмонофосфату, попередника нуклеотидів аденозинмонофосфату (\(AMP\)) and guanosine monophosphate (\(GMP\)). Fill in missing steps and reactants/coenzymes to complete the diagram. Note that one enzymatic step is provided (this is a carboxylation reaction of a type that we have not studied).

    clipboard_e927a703ea8de252a4992a25f67e8bc26.png

    1. We begin our study of organic chemistry with a story about a hot pepper eating contest in Wisconsin (see the introduction the Chapter 1), and a compound called capsaicin which causes the 'hot' in hot peppers. As our last problem, let's try to predict some of the key steps in the biosynthesis of capsaicin.

    Phase 1:

    clipboard_e7cca4590de737e501d77c17b65770e49.png

    Phase 2:

    clipboard_eecccc4f68ca29cc18934303da48c95a2.png

    Автори та атрибуція