на базе водородных связей между нуклеиновыми основаниями двух полимерных цепочек по схеме: тимин...аденин, цитозин...гуанин. Эти пары оснований представляют собой как бы "ступеньки веревочной лестницы", скрученной в виде спирали—это своего рода "винтовая лестница" (схема 3.6.18).

Д—Р—Д—Р—Л—Р—Л—Р

А Т С G

? I I I

I I I I

Т A G С

I II I

Д-Р—Д-Р—Д-Р—Д-Р

Д-дезоксирибоза, Р-фосфат, А-аденин,

Т-тимин, С-цитозин, G-гуанин

Водородные связи, образующие ступеньки этой "винтовой лестницы", уникальны по своей структуре — они являются кратными. Это двойная водородная связь в паре аденин-тимин и тройная связь в паре цитозин-гуанин (схема 3.6.19). Бесспорно, такие мостики прочнее ординарных водородных связей, но они по-прежнему слабее любых ковалентных связей.

Различные N-гликозиды. Различные IM-гликозиды, близкие по структуре к вышеописанным нуклеозидам, выполняющие функции, отличные от функций ДНК и РНК, широко распространены в живом мире — одинаково и в растительном, и в животном. Прежде всего, укажем на аденозин-трифосфат (АТР) — основной макроэрг живой клетки, или другими словами — молекула, выполняющая роль аккумулятора энергии in vivo. Это лабильное соединение имеет одну важную особенность: первичная спиртовая группа рибозы фос-форилирована трижды и содержит вследствие этого трифосфорную группу, атомы фосфора которой имеют высокую степень электрофильности. Фос-форилированная часть молекулы АТР по своей структуре и свойствам похожа на фосфорный ангидрид — Р205, основной особенностью которого является высокоэкзотермичная реакция гидролиза. Взаимодействие АТР с нук-леофильными реагентами протекает легко и с выделением энергии (экзо-термично), которая была затрачена на его синтез — т.е. энергия уже была как бы запасена в этой молекуле (схема 3.6.20).

N—/ \=N

[ Тимин-Аденин ^

СНН

N—Н—О

N--H-N. y^f\k/

'ЧЧЧ( 0-H-N

Н

Цитозин-Гуанин

Схема 3.6.20

OH ОН\ГОН

НО-р-0-Р~ОтР-СГСН2 л N II II , II Г Л '

О О ' о

NH2 ОН

о о

R-CH-C0-P'0-CH2

NHj

+NH3-CH-COO-R

Н4Р2О7

ОН ОН ^

Н0Н > HO-P-0-p-0-CH2 N—^

N" -Н3Р04 6 6 Ir^^T^ NQ

он он

сю

но

нон

он

NHjH3P04 г0 г т N

но-р-о-рна /

о

Аденозинтрифосфат участвует в большинстве метаболических реакций и является ключевым интермедиатом реакций in vivo, протекающих с переносом энергии запасенной им ранее. При гидролизе АТР на первом этапе

Схема 3.6.21

H,N'

О II

0 он

1 I

СН2—О—Р—О-Р—О—СН2 л N II II I

о о

НАД+

NH2

О

II

NH2

он он I I

ОН О'

СН2—О—Р—О—Р—О—СН2 л N

о> оо

он он

НАД'Н

Схема 3.6.22

CHq

OH OH

I " I i

HS-(CH2b—NH—C0-(CH2b—NH—CO—CH-C—CH2-0-P— 0~P— 0— CH2 ~ N

OH CH3 0 0

HO 0 OH \ /

HO 0

CoA-SH

NH,

CH3

//N^N

HOOC—СН—CHa—CH2—S—CH2 л N

NH,

Y0

OH OH

S-аденозилметионин

отщепляется концевая фосфатная группа и выделяется около 30 кДж/моль энергии. Образовавшийся аденозинди-фосфат (АДР) может гидролизоваться до аденозинмонофосфата (AMP) с выделением еще некоторого количества энергии. Кроме того, фосфатные группы могут замещаться (опять же легко, т.е. экзотермично) другими нуклеофила-ми — например, аминокислотами с образованием ацилфосфатов, которые являются ангидридами по своей химической природе и могут, в свою очередь, легко вступать в другие биохимические реакции также с выделением энергии. Широко распространен в живых системах циклический изомер AMP, выполняющий функцию посредника в работе ряда гормонов и нервных медиаторов.

Среди N-гликозидов следует также особо отметить кофермент гликозид-ной структуры — НАД+ (и НАД-Н — его восстановленную форму), являющийся наиболее распространенным окислительно-восстановительным кофермен-том: он участвует в реакциях спирто-карбонильные превращения и др. Этот кофермент по химической структуре является дигликозидом (схема 3.6.21).

Другой интересный кофермент N-гликозидной структуры — кофермент А (СоА, CoASH), который участвует в биохимических реакциях переноса ацильного фрагмента in vivo и образует при биосинтезе большинства классов природных соединений интерме-диат Co-S-CO-CH3. N-гликозидом является и ко-фермент S-аденозилмети-онин, осуществляющий перенос мети-леной группы в биосинтетических реакциях (схема 3.6.22).

Из всего вышесказанного о различных N-гликозидах ясно, что все они построены с участием аденина — поэтому часто их выделяют в отдельную группу.

Глава 4.

АМИНОКИСЛОТЫ, ПЕПТИДЫ, БЕЛКИ

4.1. Классификация и строение аминокислот

Классифицируют аминокислоты по тому же принципу, что и все бифункциональные соединения — в зависимости от взаимного положения амин-ной и карбоксильной функций по углеродной цепочке. Т.е. существуют а-, Р-, у- и т.д. аминокислоты. Соответствует этому положению и их номенклатура, но как правило, аминокислоты имеют тривиальные названия в силу их природного происхождения (схема 4.1.1).

В природных источника