Organické sloučeniny obsahující dusík a síru Alice Skoumalová

Dusíkaté sloučeniny Typy vazeb v dusíkatých sloučeninách: 2

Nitroderiváty: R-NO2 Substituce vodíku nitroskupinou (NO2) Vznik nitrací aromatických uhlovodíků (HNO3) Příklad: chloramfenikol (antibiotikum) trinitrotoluen

Aminy: R-NH2 Organické deriváty amoniaku Kvartérní amoniové soli Dusíkaté heterocyklické sloučeniny Aminy: R-NH2 -NH2 -NH- -N-

Vlastnosti aminů: bazické a nukleofilní (volný elektronový pár dusíku) tvoří vodíkové můstky (velká polarita) tvorba nitrosoaminů

Význam aminů: Nejdůležitější organické zásady Význam v biochemii: kvartérní amoniové soli biogenní aminy aminokyseliny proteiny alkaloidy

Kvartérní amoniové soli: Cholin: součást fosfolipidů (fosfatidylcholin - lecitin) Acetylcholin: neurotransmiter parasympatikus

Syntéza acetylcholinu - v neuronech - transmiter parasympatiku, sympatiku, nervosvalové ploténky, učení, paměť Syntéza acetylcholinu - v neuronech 2. Hydrolýza acetylcholinu - v synaptické štěrbině

Biogenní aminy: dekarboxylace aminokyselin součástí biomolekul, neurotransmitery Aminokyselina Amin Funkce Serin Ethanolamin Fosfolipidy Cystein Thyoethanolamin Koenzym A Threonin Aminopropanol Vitamin B12 Aspartát β-alanin Glutamát γ-aminobutyrát Neurotransmiter (GABA) Histidin Histamin Mediátor, neurotransmiter Dopa Dopamin Neurotransmiter 5-hydroxytryptofan Serotonin

Biogenní aminy – příklady:

Adrenalin a amfetaminy: Katecholaminy (adrenalin a noradrenalin) biogenní aminy s katecholovou skupinou odvozeny od tyrozinu hormony (syntéza dřeň nadledvin), neurotransmitery (sympatikus) Amfetaminy účinek jako katecholaminy stimulační účinek (zneužívání)

Alkaloidy: aminy původně získané z přírodních zdrojů významné biologické vlastnosti Příklady: Atropin – blokuje acetylcholinové receptory Kokain – stimulující účinek Reserpin – sedativum Efedrin – bronchodilatátor, snižuje překrvení sliznic

Opium a opiáty: = morfinové alkaloidy významné látky v medicíně, návykové váží se na opiové receptory Příklady: Opium, morfin – tišení bolesti, z máku Kodein – analgetikum, proti kašli Heroin – syntetizován z morfinu Hledání podobných látek bez návyku:

Amidy: R-CO-NH2 deriváty karboxylových kyselin (aminoskupina na karbonylovém uhlíku) Vlastnosti: nejsou bazické (karbonylová skupina – delokalizace elektronového páru) vznik peptidové vazby –NH2 + HOOC- (enzymaticky katalyzované) stabilita proti hydrolýze (peptidová vazba stabilní, enzymatická hydrolýza )

Biologicky významné amidy: asparagin, glutamin močovina (diamid kyseliny uhličité), karbamát, kreatin amid kyseliny nikotinové (nikotinamid) – součást koenzymu NAD peptidy barbituráty

Asparagin, glutamin: Vznik peptidové vazby:

Karbamát a močovina Karbamoylfosfát = amidy kyseliny uhličité (H2CO3) - součástí vzniku močoviny a pyrimidinů

Močovina konečný produkt metabolismu proteinů u savců vznik v játrech (cyklus močoviny) dobře rozpustná ve vodě (vylučování močí) mezomerie močoviny slabá zásada biuretová reakce (průkaz močoviny, peptidové vazby) – zahřívání - biuret v alkalickém prostředí s Cu2+ fialový

Osud dusíku v organismu = tvorba močoviny: N močoviny: 1. NH4+ 2. aspartát

Kreatin Kreatinin Ve svalech, přenos energie pro svalovou činnost Vzniká ve svalech neenzymaticky z kreatinu Vylučován močí

Metabolismus kreatinu:

Barbituráty Deriváty kyseliny barbiturové: Sedativa, hypnotika, narkotika

Iminy: R-C=N-R Schiffovy báze funkční skupiny obsahující dvojnou vazby mezi C a N, další skupiny vázané na N nabité Mechanismus transmaninace:

Sirné sloučeniny Podobné kyslíkatým sloučeninám

Thioly: R-SH (sulfhydrylová skupina) Vlastnosti: Netvoří vodíkové můstky Silnější kyseliny než alkoholy Snadno oxidovatelné → disulfidy Příklady: Cystein

Disulfidy: R-S-S-R Disulfidické můstky mezi cysteiny dusulfidický můstek důsledek oxidace dvou -SH skupin (vratná reakce) terciární struktura proteinů!

Glutathion antioxidant (odstranění volných radikálů) Gly Cys Glu Gly Cys SH Glu S S + H2O Redukovaný (monomer) Oxidovaný (dimer, disulfid)

Sulfidy: R-S-R Příklad: Methionin S-Adenosylmethionin (SAM) = sulfoniový ion reaktivní metylová skupina (metylační agens)!

Sulfonové kyseliny: R-SO3H Příklady: Taurin = derivát cysteinu Sulfonamidy důležitá chemoterapeutika

Souhrn Dusíkaté sloučeniny: 1. Aminy 2. Amidy 3. Iminy neurotransmitery (GABA, dopamin, serotonin, katecholaminy, acetylcholin) aminokyseliny alkaloidy (kokaine, opiáty) 2. Amidy peptidová vazba močovina kreatin 3. Iminy Schiffovy báze Sirné sloučeniny 1. Thioly - disulfidy glutathion, proteiny 2. Sulfidy S-adenosylmethioniny 3. Sulfonové kyseliny Taurin