Izoprenoidy.

Prezentace na téma: "Izoprenoidy."— Transkript prezentace:

1 Izoprenoidy

2 Izoprenoidy odvozeny od izoprenu rozdělujeme na terpeny a steroidy

3 1) TERPENY téměř všechny rostlinné
molekuly složeny z izoprenových jednotek monoterpeny – 2 izoprenové jednotky seskviterpeny – 3 izoprenové jednotky diterpeny – 4 izoprenové jednotky triterpeny – 6 izoprenových jednotek tetraterpeny – 8 izoprenových jednotek polyterpeny – mnoho izoprenových jednotek

4 1) TERPENY nerozpustné ve vodě, rozpustné v tucích (=lipofilní)
tvoří hlavní součást rostlinných silic a pryskyřic v různých částech rostlin – květy, plody

5 1) TERPENY silice (éterické oleje) – vonné těkavé kapaliny
(příjemná vůně) pryskyřice – pevné látky, které jsou zprvu lepkavé a postupně tuhnou (odpařování vody) - hoří balzámy – polotekuté směsi silic a pryskyřic využití: parfumerie, kosmetické přípravky a masti, léčiva, nátěrové hmoty, na výrobu plastů

6 a) Monoterpeny Těkavé vonné látky obsažené v silicích, pro svou příjemnou vůňi používané v parfumérii

7 a) Monoterpeny Limonen – obsažen v citrónové a pomerančové silici CH3

8 Spojení dvou izoprenových jednotek- vznik limonenu (hlava + pata)

9 a) Monoterpeny Těkavé vonné látky obsažené v silicích, pro svou příjemnou vůňi používané v parfumérii Mentan Menthol – součást silice máty peprné OH CH3 Hydrogenovaný limonen=mentan (nasycený-cili zrusene nasobne vazby). Derivat mentanu = mentol

10 a) Monoterpeny Kafr – z kafrovníku - charakteristický zápach
- k výrobě celuloidu (z celulózy)  filmy, ping- pongové míčky, pravítka; kafrová mast

11 a) Monoterpeny pinen – borovicová silice
- součásti terpentýnu = technické rozpouštědlo

12 b) Seskviterpeny Humulen – součást chmelové silice - nahořklá chuť

13 c) Diterpeny fytol – součástí chlorofylu
Fytol-3,7,11,15-tetramethylhexadec-2-en-1-ol

14 c) Diterpeny Vitamín A – vzniká štěpením tetraterpenu β-karotenu
Vitamin A1=retinol=2-(3,7-dimethylnona-1,3,5,7-tetraen-9-olyl)-1,3,3-trimethylcyklohex-1-en

15 d) Triterpeny skvalen – živočišný terpen
- meziprodukt při tvorbě steroidů

16 e) Tetraterpeny karotenoidy *  - karoten – oranžové barvivo
- provitamin vitaminu A (přeměna v játrech) * lykopen – červené barvivo - červené plody – šípky, jahody, papriky, rajčata * xantofyl – žlutý - v listech rostlin, vidět je na podzim, kdy v rostlinách ubývá zeleného chlorofylu

17 3,7,12,16-tetramethyl-1,18-bis(2,6,6-trimethylcyklohex-1-enyl)oktadec-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaen
Vitamín A (axeroftol) je v tucích rozpustný vitamín. Existuje ve dvou přirozených formách – vitamín A1 (retinol) a vitamín A2 (3-dehydroretinol). Vitamín A je nutný pro tvorbu rodopsinu, zrakového pigmentu používaného za nízkého osvětlení. Nedostatek vitamínu proto vede k šerosleposti. Vitamín A je také důležitý antioxidant. lépe je užívat jeho provitamín beta-karoten. Beta-karoten je neškodný, případné vyšší dávky se z těla vyloučí močí. Vitamín A se nachází pouze v živočišných produktech a beta-karoten jen v rostlinných. Beta-karoten (též provitamín A) je významný karotenoid (tedy izoprenoid), který u mnoha organismů slouží buď jako žlutočervené[1] barvivo, nebo u živočichů jako prekurzor vitaminu A. Z jedné molekuly beta-karotenu vznikají dvě molekuly vitamínu A.

18 f) Polyterpeny přírodní kaučuk – z kaučukovníku, původně v Amazonii
- polymer – asi izoprenových jednotek gutaperča – ze stromu perčovník guta - není tak pružný, ale je vynikající elektroizolátor - asi 100 izoprenových jednotek Na obrázku je syrový kaučuk odkapávající z kaučukovníku

19 2) Steroidy fyziologicky velmi účinné látky
strukturně odvozujeme od steranu steran = cyklopentanoperhydrofenantren

20 2) Steroidy Steroly Žlučové kyseliny Steroidní hormony

21 a) Steroly fytosteroly ergosterol – přítomen např. v kvasnicích
provitamin vitaminu D – přeměna pomocí UV zoosteroly cholesterol

22 Cholesterol Vzorec pro zajímavost

23 Cholesterol syntetizován téměř ve všech tkáních (zejména v játrech)

24 Cholesterol vzniká z něj řada významných látek (steroidní hormony, žlučové kyseliny) vznik aterosklerosy tvorba žlučových kamenů Kys.žlučové vznikají oxidací cholesterolu. steroidní hormony vznikající v buňkách kůry nadledvin, synthetisované z cholesterolu, též hormony kortikosteroidní nebo kortikoidní. Dělí se na dvě skupiny: glukokortikoidy (např. kortisol) regulují metabolismus cukrů a bílkovin, mineralokortikoidy (např. aldosteron) řídí v těle hospodaření s minerály a vodou. Sekrece kortikosteroidů je řízena adrenokortikotropním hormonem (ACTH) produkovaným adenohypofysou. Kortikosteroidy bývají někdy (nepříliš správně) nazývány i kortikoidy, synthetická analoga těchto hormonů. Užívají se při léčbě různých poruch imunity, především pro své protizánětlivé účinky.

25 Cholesterol obsažen v buněčných membránách v krevních lipoproteinech
jak volný, tak ve formě esterů s vyššími mastnými kyselinami. Krevní lipoproteiny- obsaženy k krevní plazmě. Zajišťují transport a distribuci lipidů -nekovalentní komplexy lipidů se specifickými bílkovinami (tzv. apolipoproteiny) vyskytující se v krevní plasmě. Zajišťují transport a distribuci lipidů (triacylglycerolů, steroidních hormonů, vitaminů rozpustných v tucích, cholesterolu, fosfolipidů atd.). Jsou tvořeny jádrem nepolárních lipidů (triacylglyceroly, cholesterol), obklopeným polárními lipidy a apolipoproteiny. Podle obsahu lipidů, který přímo určuje jejich hustotu, dělíme krevní lipoproteiny na chylomikrony (obsah lipidů 99 %), lipoproteiny s velmi nízkou hustotou (angl. very low density lipoproteins, VLDL, 93 %), lipoproteiny se střední hustotou (intermediate density lipoproteins, IDL, 89 %), lipoproteiny s nízkou hustotou (low density lipoproteins, LDL, 80 – 75 %), lipoproteiny s vysokou hustotou (high density lipoproteins, HDL, %) a lipoproteiny s velmi vysokou hustotou (very high density lipoproteins, VHDL, %). Jednotlivé frakce mají různé úkoly při transportu lipidů; jejich stanovení v krevní plasmě má velký význam pro diagnostiku řady chorob. Osud lipoproteinových částic je pestrý; mohou procesem endocytosy vstupovat do buněk, kde jsou obvykle rozloženy lysosomální hydrolysou, mohou být v plasmě hydrolysovány lipoproteinlipasami{EC }, přičemž jeden typ přechází postupně na druhý (ve směru od chylomikronů k částicím s větší hustotou) atd.

26 Krevní lipoproteiny

27 Cholesterol LDL cholesterol (z anglického low density lipoprotein)
HDL cholesterol (z anglického high density lipoprotein) Cholesterol je v krvi navázán na částice, které určují jeho chování vzhledem k cévní stěně. Umíme rozlišit několik cholesterolů (správněji řečeno lipoproteinů) podle hustoty lipidů. Nejznámější je LDL a HDL cholesterol (správněji typ lipoproteinu) "zlý" LDL cholesterol (z anglického low density lipoprotein) navázaný na částice, které "vozí" cholesterol do cévní stěny a tak ji poškozují. Hladina LDL cholesterolu by neměla přesáhnout 3 mmol/l. Naopak "hodný" HDL cholesterol (z anglického high density lipoprotein) dovede cholesterol z cévní stěny odstranit a má tak ochrannou roli jakéhosi "čističe" cév. Koncentrace HDL cholesterolu v krvi by měla dosahovat přes 1 mmol/l. * HDL transportuje cholesterol do jater, kde se rozkládá a je odváděn pryč. ** LDL transportuje cholesterol do buněk, tedy také ke stěnám krevních cév. Při nadbytku cholesterolu může dojít ke ztloustnutí těchto stěn a k následnému zmenšení průměru cév, což je situace, která nezůstává bez důsledků.

28 Cholesterol Hodnoty cholesterolu v krvi v mmol/l
Některé z lipoproteinů transportují tuky, především cholesterol, z cév do jater. Tam je cholesterol zpracován na tvorbu důležitých látek. Cholesterol v těchto částicích se nazývá HDL cholesterol. Je to „hodný“ cholesterol, kterého bychom měli mít nad 1 mmol/l. Naopak z jater do cév nesou lipoproteiny LDL – „zlý“ cholesterol, který se dobře a snadno usazuje v cévách a výsledkem jeho snažení je zužování cév – ateroskleróza. Organismus určité množství cholesterolu k udržování buněčných membrán a k zachování dalších životních funkcí potřebuje. Všeho moc ale škodí. V případě cholesterolu to je avízo blížící se srdeční a mozkové příhody. V praxi nám proto občas měří, kolik hov krvi máme. Měří se jednak celkový cholesterol a odděleně pak se měří "škodlivý" LDL cholesterol a "prospěšný" HDL cholesterol. Stejně jako příliš vysoká hodnota, škodí i nízká hodnota (HDL pod 0,9 milimolů na litr). Lékaři doporučují udržovat hladinu celkového cholesterolu nižší než 5,6 milimolů v jednom litru (ideálně kolem 5,2 milimolů). Všeobecně uznávaným názorem současnosti je snažit se udržovat si hladinu HDL tak vysoko, jak je to možné. Má to svůj logický základ, protože 40% všech srdečních infarktů a kardiovaskulárních problémů se rekrutuje u lidí, kteří mají nízkou hladinu „dobrého“ cholesterolu (HDL). Z toho pramení ochota lékařů předepisovat léky, které  tento typ cholesterolu zvyšují. Přehled 31 vědeckých prací, publikovaných v poslední době v Journal of the American Medical Association, dává přehled o tom, že vlastně existuje jen málo důkazů, které by snahu zvyšování hladiny hodného cholesterolu, pomocí léků, ospravedlňovaly. Některé ze závěrů dokonce svědčí o pravém opaku. Autoři, kteří výsledky různých kolektivů poslepovali dohromady, komentují výsledek svého počínání slovy: „Zatímco snaha snížit špatný cholesterol (LDL) se stále jeví jako účinná a potřebná věc, která má blahodárný efekt na snížení rizika kardiovaskulárních onemocnění. Případ hodného cholesterolu (HDL) je mnohem komplikovanější a především nové výsledky vedou k rozčarování.“ Jeden ze spoluautorů slepence, Mehdi Shishehbor z Cleveland Clinic, k tomu dodává: „Praktičtí lékaři by se měli soustředit především na zlý cholesterol (LDL). Protože jak z přehledu vyplynulo v případě hodného cholesterolu není všechno zlato co se třpytí a ne všechno, co zvyšuje hodný cholesterol, nám také prospívá. Ukazuje se, že ani tak nezáleží na tom, kolik hodného cholesterolu máme, jako spíš na tom, jakého ten hodný cholesterol je typu. Kvalita je u něj důležitá. Kvantita v tomto případě roli nehraje. O našem zdraví tedy rozhoduje to, jestli onen dobrý cholesterol může dělat svojí práci poctivě.“ Dobrého (HDL) cholesterolu je totiž mnoho typů. Ne všechny jeho variace nám slouží k tomu co je žádoucí - výživě srdce a cév. Kvalitativně vhodný dobrý cholesterol odnáší tuk z cév do jater a plní úkoly v buněčných membránách. Hodný cholesterol (HDL) ale není jen jedna látka. Vyskytuje se v různě dlouhých řetězcích o různé hustotě a chemických vlastnostech. Těmito změnami se mění i jeho vhodnost pro naše zdraví. Určité typy dobrého cholesterolu nám například zhoršují zánět. Takže nám cévy spíše ucpávají, než aby je čistily. Lékaři zatím nemají takové možnosti, aby si mohli zjistit, u kterého z pacientů je dobrý cholesterol dobrým cholesterolem, a u koho se jedná o variantu hodného cholesterolu, která škodí.

29 b) Žlučové kyseliny vznik v játrech fce: emulze tuků
žlučová barviva – bilirubin nejvýznamnější kys. cholová Žlučové kyseliny a zejména jejich soli jsou důležitou složkou žluči, která je vyrobena v játrech, zahušťována a shromažďována ve žlučníku a odtud žlučovodem vedena do dvanáctníku (první část tenkého střeva), kde pomáhají trávit tuky tím, že je emulgují, čili zmenšují na kapičky, které se pak snáze roztráví enzymy

30 c) Steroidní hormony pohlavní hormony – testosteron, progesteron, estrogen hormony kůry nadledvinek – kortizol, aldosteron Testosteron- Přirozenou cestou vzniká testosteron ve varlatech. Ovlivňuje spermatogenezi a vývoj sekundárních pohlavních znaků. Progesteron- Je to steroidní hormon, který je tvořen především ve žlutém tělísku vaječníků. V období těhotenství je progesteron produkován též placentou. Navozuje sekreční fázi menstruačního cyklu, podporuje růst děložní sliznice po ovulaci. Nedojde-li k oplodnění vajíčka, tvorba tohoto hormonu ustane a dojde k menstruačnímu krvácení. Naopak pokud žena otěhotní, progesteron zastavuje menstruační cyklus, navozuje vývoj mléčné žlázy, zvyšuje množství hlenu v děložním hrdle (ochranná zátka) a tlumí (předčasné) kontrakce dělohy. Na rozdíl od estrogenů však nemá vliv na vývoj pohlaví plodu. Estrogeny- ženské primární pohlavní hormony, ale v malé míře se vyskytují i v těle mužů. Estrogeny jsou mimoto součástí některých antikoncepčních léků a léků pro ženy po menopauze. Jsou důležité pro vývoj sekundárních pohlavních znaků ženského těla, jako jsou prsa, a také ovlivňují periodický vývoj děložní sliznice. U mužů estrogen reguluje například vývoj spermií Kortizol- Přispívá k udržování glukózy v krvi. Kortizol zvyšuje celkovou pohotovost organismus při zátěžových situacích (stresech, infekčních chorobách, velké tělesné námaze, dlouhodobém hladovění)- ve vyšších dávkách snižujeimunobiologické reakce zmenšením aktivity imunitní soustavy-využívá se toho při transplantacích, alergiích,…. Aldosteron- Aldosteron způsobuje zpětnou resorbci Na+ iontů a vody v ledvinných tubulech z primární moče a naopak vylučování K+ a H+ iontů. Mechanismus účinku je v podpoře syntézy specifické bílkoviny, která se podílí na vstřebávání Na+ iontů. Regulace produkce aldosteronu se děje zpětnovazebným mechanismem, tzn. zvýšením tlaku a koncentrací Na+ v krvi se produkce aldosteronu brzdí.

31 Alkaloidy

32 Alkaloidy přírodní dusíkaté látky, které v malém množství vznikají jako produkt metabolismu aminokyselin v některých rostlinách zpravidla obranná funkce (často hořká chuť a silná toxicita) vždy obsahují organicky vázaný dusík, především v heterocyklické formě zásadité, v rostlinách se zpravidla vyskytují jako soli karboxylových kys.

33 Alkaloidy většinou tuhé, krystalické a opticky aktivní
obvykle špatně rozpustné ve voda a dobře rozpustné ve slabě polárních a nepolárních rozpouštědlech mají značné biologické účinky na živočichy, především na nervový systém (léky, psychoaktivní látky, návykové jedy)

34 Alkaloidy Dělení: Chinolinové – chinin (izolován z kůry chinovníků. Antipyretikum. Lék proti malárii. Ochucování nápojů (Tonik) ) Pyridinové - nikotin, lobelin, koniin, piperin – referát 1 Purinové- theobromin, kofein (tein) Tropanové – atropin, kokain referát 2 Námelové- kyselina lysergová (dietylamidem je LSD) Opiové – morfin (derivát heroin), kodein, papaverin – referát 3