HYPERLINK «http://www.ukrreferat.com/» www.ukrreferat.com – лідер
серед рефератних сайтів України!

Реферат на тему:

“Наукові напрями та методи біоорганічної хімії.

Етапи розвитку” ПЛАН

1. Поняття біоорганічної хімії

2. Місце біоорганічної хімії у вирішенні основних проблем

3. Основні завдання біоорганічної хімії

4. Історичні етапи розвитку біоорганічної хімії, головні представники

Використана література

1. Поняття біоорганічної хімії

Біоорганічна хімія, науковий напрямок, який склався на стику ряду
галузей хімії і біології.

Біоорганічна хімія виникла в 2-й половині 20 ст. і розвивається в
тісному зв’язку з молекулярною біологією, біохімією й іншими
біологічними дисциплінами, які одночасно досліджують ряд найважливіших
типів речовин.

Біоорганічна хімія вивчає речовини, які лежать в основі процесів
життєдіяльності, у безпосередньому зв’язку з пізнанням їхньої
біологічної функції.

Основні об’єкти біоорганічної хімії — біополімери (білки і пептиди,
нуклеїнові кислоти і нуклеотиди, ліпіди, полісахариди і т.д.),
перетворення яких складають хімічну сутність біологічних процесів, і
біорегулятори (ферменти, вітаміни, гормони, у тому числі і фітогормони,
і ін., а також синтетичні біологічно активні сполуки, наприклад
лікарські препарати, речовини росту, інсектофунгіциди, гербіциди і
т.д.), які хімічно регулюють обмін речовин.

Біоорганічна хімія займається одержанням цих речовин у хімічно чистому
стані, установленням будівлі, синтезом, з’ясуванням залежностей між
будівлею і біологічними властивостями, вивченням хімічних аспектів
механізму біологічної дії біополімеров, а також природних і синтетичних
біорегуляторів.

Характерна риса біоорганічної хімії — використання всього комплексу
хімічних і фізичних методів індивідуалізації речовин (хроматографічні і
електро-форетичні методи, і ін.) і з’ясування їхньої будови
(ультрафіолетова, інфрачервона, а також спектроскопія, ядерний магнітний
резонанс, електронний і протонний резонанс, хімічна мас-спектрометрія,
рентгеноструктурний аналіз і т.д.).

2. Місце біоорганічної хімії у вирішенні основних проблем

Біоорганічна хімія важлива для подальшого прогресу біології. Без
з’ясування будови і властивостей найважливіших біополімерів і
біорегуляторів не можна пізнати сутність життєвих процесів, а тим більше
знайти шляхи керування такими складними явищами, як розмноження і
передача спадкоємних ознак, нормальний і злоякісний ріст кліток,
імунітет, пам’ять, передача нервового імпульсу і багато чого ін.

У той же час вивчення високоспеціалізованих біологічно активних речовин
і процесів, які протікають з їх участю, може відкрити принципово нові
можливості для розвитку хімії, хімічної технології і техніки.

До проблем, рішення яких зв’язано з дослідженнями в області
біоорганічної хімії, відносяться: створення строго специфічних
високоактивних каталізаторів (на основі вивчення будівлі і механізму дії
ферментів), пряме перетворення хімічної енергії в механічну (на основі
вивчення м’язового скорочення), використання в техніку хімічних
принципів збереження і передачі інформації, здійснюваних у біологічних
системах, принципів саморегулювання багатокомпонентних систем клітки в
першу чергу виборчої проникності біологічних мембран, і багато чого ін.
Перераховані проблеми лежать далеко за межами власне Біоорганічна хімія;
однак вона створює основні передумови для розробки цих проблем,
забезпечуючи головні опорні пункти для розвитку біохімічних досліджень,
що відносяться вже до області молекулярної біології. Широта і важливість
розв’язуваних проблем, розмаїтість методів і тісний зв’язок з іншими
науковими дисциплінами забезпечили швидкий розвиток біоорганічної хімії.

3. Основні завдання біоорганічної хімії, методи дослідження

До основних завдань біоорганічної хімії відносяться:

1. Розробка методів виділення й очищення природних сполук; характерна
риса біоорганічна хімія — використання при цьому специфічні біологічні
функції досліджуваного речовини для контролю стадій очищення (напр.,
контроль чистоти антибіотика ведеться по його антимікробній активності,
гормону — по його впливі на визначений физиол. процес і т.д.).

2. Визначення будівлі і конфігурації досліджуваного соед., для чого
використовують разл. методи, у першу чергу хімічні: гідроліз, окислит.
розщеплення, розщеплення по специфич. фрагментах (напр., по залишках
метіоніну при встановленні будівлі пептидно — білкових у, розщеплення по
1,2-диольним угрупованнях углеводсодержащих у).

Широко використовуються також фізичні та фізико-хімічні методи -ЯМР,
мас-спектрометрія, ЕПР, рентгеноструктурний аналіз, мессбауеровская
спектроскопія й ін. На основі глибокого вивчення механізму широко
використовуваних при вивченні будівлі р-ций і впливу умов на їхній плин
створені і знаходять широке застосування автоматич. пристрою, що
забезпечують швидке рішення стандартних задач, особливо в аналит. хімії
пептидно-білкових у (аналізатори для визначення количеств.
амінокислотної сполуки, секвенатори для з’ясування послідовності
амінокислотних залишків і ін.).

Важливе значення при вивченні будівлі складних біополімеров має
використання ферментів, що особливо специфічно розщеплюють досліджуване
в по строго визначених зв’язках. Такі ферменти мають дуже велике
значення у вивченні пептидно-білкових у (трипсин, протеинази, що
розщеплюють зв’язки по залишках глутаминовой до-ти, пролина й ін.
амінокислотним залишкам), нуклеинових к-т і полінуклеотидов (нуклеази,
рестриктази), углеводсодержащих полімерів (гликозидази, у т.ч.
специфічні — галактозидази, глюкуронидази і т.д.).

D

F

@ i

???????????Для підвищення ефективності застосування хім. і фіз.-хім.
методів вивчення структури аналізу піддають не тільки прир. речовини,
але і їхні похідні, що містять характерні, угруповання, що спеціально
вводяться, і мічені ати, напр. шляхом вирощування продуцента на
середовищі, що містить мічені чи амінокислоти ін. радіоактивні
попередники, до складу к-рих входять тритій, радіоактивний чи вуглець
фосфор. Вірогідність даних, одержуваних при вивченні складних білків,
значно підвищується, якщо це вивчення проводять у комплексі з
дослідженням будівлі відповідних генів.

3. Розробка методів синтезу як самих прир. біологічно важливих у, так і
ряду їхніх аналогів. Для відносно просто побудованих низкомол. соед.
зустрічний синтез дотепер є важливим критерієм правильності встановленої
структури. Для біополімеров порівняння прир. речовини із синтезованим
зразком звичайно не може служити надійним критерієм правильності раніше
визначеної структури. Однак, як і у випадку низкомол. соед., синтез
біополімеров і їхніх аналогів необхідний для рішення след. важливої
задачі біоорганічна хімія — вивчення залежності біол. св-в від будівлі
досліджуваного речовини.

4. Вивчення залежності біол. дії від будівлі. Цей аспект біоорганічна
хімія здобуває усе більше практич. значення. Дуже ефективні методи хім.
і химико-ензиматич. синтезу складних біополімеров (у белково-пептидной
природи, складних полінуклеотидов, включаючи активно функціонуючі гени)
поряд з усе більш совершенствующейся технікою синтезу щодо більш простих
біорегуляторов, а також методи избират. розщеплення біополімеров
дозволяють усе глибше розуміти залежність біол. дії від будівлі
речовини. Використання, що розширюється, високоефективних ЕОМ дає
можливість об’єктивно зіставляти численні дані різних дослідників і
знаходити загальні закономірності. Знайдені частки, а тим більше
загальні закономірності, у свою чергу, стимулюють і полегшують синтез
нових аналогів, що в ряді випадків (напр., при вивченні пептидів, що
впливають на діяльність мозку) дозволяє знаходити практично важливі
синтетич. соед., що перевершують іноді по нек-рим сречовиним прир.
речовини.

5. З’ясування хімізму взаємодії біологічно активного речовини з живою чи
кліткою з її компонентами. Рішення цієї задачі відкриває можливості
створення оптимально активних соед. визначеного типу дії. Перші успіхи в
цьому напрямку вже досягнуті. Зокрема, з’ясований механізм дії соед.,
здатних зв’язувати і переносити в клітці іони металів (напр., калію),
так званих. іонофорів.

4. Історичні етапи розвитку біоорганічної хімії, головні представники

Біоорганічна хімія сформувалася як самостійна область у 2-й ст.. 20 ст.
на стику біохімії й орг. хімії, на основі традиційної хімії прир.
сполук. Її розвиток зв’язаний з іменами Л. Прлінга (відкриття спирали
як одного з головних елеменов пространств. структури поліпептидного
ланцюга в білках), А. Тодда (з’ясування хім. будівлі нуклеотидів і
перший синтез динуклеотида), Ф. Сенгера (розробка методу визначення
амінокислотної послідовності в білках і розшифровка з його допомогою
структури інсуліну), Дю Винь.про (хім. синтез біологічно активного
гормону окситоцина), Д. Бартона і ст. Прелога (конформационний аналіз),
Р. Вудворда (повний хім. синтез мн. складних прир. сполук, у т.ч.
резерпіну, хлорофілу, вітаміну В12) і ін. великих учених.

У колишньому СРСР в становленні біоорганічної хімії величезну роль
зіграли роботи Н.Д. Зелінського, А. Н. Бєлозерського, И. Н. Назарова,
Н.А. Преображенского й ін. Ініціатором досліджень по біоорганічній
хімії в СРСР у нач. 60-х рр. з’явився М. М. Шемякин. Їм, зокрема,
минулому початі роботи але вивченню циклич. депсипептидов, к-рие згодом
одержали широкий розвиток у зв’язку з їхній ф-цией як ионофоров.

Наприкінці 60-х — початку 70-х рр. при синтезі в складної структури
почали застосовувати в кач-ві каталізаторів ферменти (т. наз.
комбінований химико-ензиматич. синтез). Цей підхід був використаний Г.
Кораной для першого синтезу гена. Використання ферментів дозволило
здійснити строго виборче перетворення ряду прир. соед. і одержати з
високим виходом нові біологічно активні похідні пептидів, олигосахаридов
і нуклеинових к-т.

глобуліни, інтерферони), мембранних білків (аденозинтрифосфатази,
бактериородопсин). Велике значення придбали роботи з вивченню будівлі і
механізму дії пептидів — регуляторів нервової діяльності (т. наз.
нейропептиди).

Біоорганічна хімія тісно пов’язана з практичними задачами медицини і
сільського господарства (одержання вітамінів, гормонів, антибіотиків і
інших лек. ср-в, стимуляторів росту рослин і регуляторів поводження
тварин і комах), хім., пищ. і мікробіол. пром-сти. У результаті
сполучення методів біоорганічної хімії і генетичної інженерії стало
можливим практич. рішення проблеми одержання складних біологічно
важливих у белково-пептидной природи, включаючи такі високомолекулярні,
як інсулін людини, інтерферон, гормон росту людини.

Використана література

Дюга Г., Пенні К., Біоорганічна хімія, пров. с англ.. М.. 1983.

Овчинников А. Розвиток органічної хімії в СРСР, М., 1967, с. 509—73:

Чубов А. С., Овчинников Ю. А. Хімічні регулятори біологічних процесів,
М., 1969;

Шемякин М. М., Сучасні проблеми біоорганической хімії, М., 1965;

Похожие записи