OH - Szerves Kémiai Tanszék

Másodlagos természetes anyagok – másodlagos
metabolitok
Vegyész MSc (nappali és levelező tagozat)
Előadó: Dr. Juhász László
egyetemi adjunktus

Fontos tudnivalók
• Elérhetőség:
– Iroda/laboratórium: Kémia épület; E-413/E-422
– Honlap: http://szerves.science.unideb.hu (előadás anyag)
– e-mail: juhasz.laszlo@science.unideb.hu
• Kötelező irodalom:
– Tantermi előadás (látogatása nem kötelező de melegen ajánlott)
• Kollokvium:
– „A” vizsga: szóbeli; 2 tétel
– „B” vizsga: szóbeli; 2 tétel
– „C” vizsga: szóbeli; 2 tétel
2

Az anyagcsere folyamatok csoportosítása
Kiindulópont:
• Minden élőlény az élete folyamán számos szerves vegyületet átalakít, azért hogy életben maradjon.
• A legfontosabb építőköveket – szénhidrátok; zsírok, fehérjék, nukleinsavak – az élőlények életük
során felépítik az építő elemikből, vagy külső forrásból veszik fel őket.
• A növények a fotoszintézis révén képesek szervetlen anyagokból felépíteni a szerves vegyületek
építőköveit.
• Egyéb élőlények (pl: állatok) a növények által megtermelt vegyületeket használják fel szervezetük
felépítésére.
• Az anyagcsere folyamatok egy része a felvett komplex vegyületek lebontásával egyszerű
molekulákat állít elő (katabolizmus), míg más részük speciális molekulákat állítanak elő egyszerű
kiindulási vegyületekből (anabolizmus)
• Jóllehet az élőlények nagyon változatosak, azonban azon anyagcsere folyamatok, melyek a
szénhidrátok, fehérjék, zsírok, nukleinsavak szintézisét, módosítását, végzik, az egyedi jellemzőktől
eltekintve azonosak.
•Ezeket a folyamatokat nevezzük ELSŐDLEGES ANYAGCSERE FOLYAMATOKNAK, és azokat
vegyületeket, melyek ezen átalakításokban részt vesznek, megjelennek ELŐDLEGES
METABOLITOKNAK.
3

Anyagcsere folyamatok
• szénhidrátok lebontása: glikolizis és a Krebs/citromsav/trikarbonsav ciklus (energia
termelés)
• zsírsavak hasítása: b-oxidáció (energia termelés)
• Aerob szervezetek foszforiláció segítségével növelik a hatékonyságát ezeknek a
folyamatoknak
• fehérjék lebontása aminosavakat eredméynez, amiket tovább lehet alakítani más
vegyületekké
• Nem minden élőlény képe előállítani minden aminosavat, vannak olyanok amiket külső
forrásból kell felvennie: eszenciális aminosavak
•Ezekkel a folyamatokkal szemben – melyek minden élőlényben lejátszódnak – az
anyagcsere folyamatoknak van egy mások fajtája, amely olyan vegyületek szintézisét és
átalakítását okozza, melyek természetbeni megjelenése, előfordulása korlátozottabb,
adott esetben csak speciális élőlényekben vannak jelen.
•Ezeket a folyamatokat nevezzük MÁSODLAGOS ANYAGCSERE FOLYAMATOKNAK, és az
ezekben a folyamatokban keletkező vegyületeket nevezzük MÁSODLAGOS
METABOLITOKNAK
4

Másodlagos metabolitok szerepe
• Szerepük az adott organizmus életében sok esetben nem tisztázott.
• Némely esetben egyértelmű funkciójuk van:
• toxikus vegyületek védelmet szolgáltatnak az ellenségekkel szemben
• illatanyagok felkeltik a z azonos élőlények, esetleg más élőlények figyelmét, de
védelmet is szolgáltathatnak.
• Színanyagok látványossá teszik az organizmust, de el is rejthetik.
• A másodlagos metabolitok számos képviselője farmakológiailag aktív vegyület.
• Fontos megemlíteni, hogy az elsődleges és másodlagos anyagcsere folyamatok között átfedés
van, így az elsődleges és másodlagos anyagcsere termékek sem teljesen különíthetők el egymástól.
• Pl: szénhidrátok és zsírsavak elsődleges metabolitok, mégis van számos olyan képviselőjük,
amelyek csak néhány organizmusban fordulnak elő.
• szteroidok: fontos biológiailag aktív vegyületek – másodlagos metbolitok – széles körben
elterjedtek, de vannak olyan szerkezetek, amelyek csak speciális organizmusok termelnek.
• Átfedő tudományterületek.
5

Másodlagos metabolizmus és az építőkövek
glikolízis
HO
OH
OH
O
OH
OH
D-glükóz
OH
OH
O
PO
OH
OH
glükóz-6-foszfát
pentóz-foszfát ciklus
OH
PO
O
OH
eritróz-4-foszfát
Fotoszintézis
L-glicin
CO 2 H
OHC OH
CO 2 H
NH 2
NH 2
glicerinaldehid-3-foszfát
PO
CO 2 H
L-fenilalanin
CO 2 H
HS
CO 2 H
NH 2
HO
CO 2 H
NH 2
HOOC
PO
OH
HO OH
OH
sikimsav
HO
NH 2
L-tirozin
COOH
L- cisztein
L-szerin
3-foszfoglicerinsav
NH 2
CO 2 H
HOOC
OP
N
H
L-triptofán
NH 2
L-valin
foszfo-enolpiruvát
CO 2 H
NH 2
L-alanin
CO 2 H
HOOC O
piruvátsav
OH
OP
O OH
deoxixilulóz-5-foszfát
OH
OP
OH OH
metileritritol-4-foszfát
NH 2
L-leucin CoAS O
acetil-koenzimA
OH
CO 2 H OH
mevalonsav
6

CoAS
O
acetil-koenzimA
Krebs ciklus
CO 2 H
HO 2 C
O
oxaloecetsav
HO 2 C CO 2 H
O
2-oxoglutársav
HO 2 C CO 2 H
NH 2
L-glutaminsav
HO 2 C
CO 2 H
NH 2
NH 2
CO 2 H
H 2 N
CO 2 H
L-aszpartámsav
L-isoleucin
NH 2
L-ornitin
S
CO 2 H
H 2 N
CO 2 H
NH 2
L-metionin
NH 2
L-lizin
H 2 N
NH
N
H
NH 2
CO 2 H
L-arginin
7

A természetes vegyületek építőelemei I.
H 3 C
S
CO 2 H
X CH 3 (X = O, N, S, C)
NH 2
C 1
L-metionin
O
SCoA
vagy
CO 2 H
SCoA
O
C C
C 2
acetil-CoA
malonil-CoA
3 x
O
SCoA
CO 2 H
OH
OH
acetil-CoA
mevalonsav
OH
OH
izoprén egység
C 5
OP
OP
O
OH
OH
OH
deoxixilulóz-5-foszfát
metileritritol-4-foszfát
8

A természetes vegyületek építőelemei II.
CO 2 H
COOH
NH 2
L-fenilalanin
CO 2 H
C 6 C 2 N
N
N
H
L-triptofán
NH 2
N
H
indol-C 2 N
N
HO
NH 2
L-tirozin
H 2 N
NH 2
CO 2 H
H 2 N
C 4 N
N
L-ornitin
H 2 N
NH 2
L-lizin
CO 2 H
H 2 N
C 5 N
N
9

Építőkövek a természetes vegyületekben
HO
O O
CO 2 H
Cukor
O
OH
O
O
OH O
orsellinsav
parthelinide
naringin
4 x C 2 3 x C 5
C 6 C 3 + 3 x C 2 + cukor
OH
O
H 2 C
O
H 3 CO
OH
O
O
OCH 3
OCH 3
podophyllotoxin
2 x C 6 C 3 + 4 x C 1
H 3 CO
tetrahidrokannabiolsav
papaverin
6 x C 2 + 2 x C 5
C 6 C 2 N + (C 6 C 2 ) + 4 x C 1
OH
CO 2 H
H 3 CO
H 3 CO
N
O
H 3 CO
HO 2 C CH 3
N
CO 2 CH 3
lizergsav
kokain
indol-C 2 N + C 5 + C 1
C 4 N + 2 x C 2 + (C 6 C 1 ) + 2 x C 1
NCH 3 O
NH
O
C 6 C 3
C 6 C 3
10

Felépítési reakciók mechanizmusai I.
Alkilezési reakciók: nukleofil szubsztitúció – O-, N-alkilezés
SAM képződése
HO
S 2
O O
O
P P
N
P O O
O OH
O N NH
OH
2
OH
NH 2
N N
HO OH
N
E1 H 2 N
ATP
E1: SAM szintetáz
H 3 C S CO 2H
L-Met
Alkilezés és SAM regenerálódása
H 3 C
S
CO 2 H
HO
Ad = adenozin
O
OH
N
N NH 2
N
S-adenozilmetionin
(SAM; AdoMet)
N
XH
X = O, N
Ad
H 3 C S
E1: metil-transzferáz
E2: SAH hidroláz
E3: metioninszintáz
NH 2
CO 2 H
S N 2
E1
X CH 3
H
X CH 3
+
Ad
S
NH 2
CO 2 H
S-adenozilhomocisztein
(SAH)
E2
HS CO 2 H
NH 2
homocisztein
N 5 -metil-FH 4
E3
FH 4
S CO 2 H
H 3 C
NH 2
L-Met
11

Felépítési reakciók mechanizmusai II.
C- alkilezés SAM-vel
Ad
H 3 C S
NH 2
CO 2 H
O
Ad
H 3 C S
NH 2
CO 2 H
O
OH
O- alkilezés DMAPP-val
PPO
S N 1
rezonancia stabilizált karbokation
OPP: difoszfát- jó távozócsoport
OH
OH
O
O
H
OH
O
12

Felépítési reakciók mechanizmusai III.
Alkilezés elektrofil addícióval – inter- és intramolekuláris addíció
PPO
DMAPP
S N 1
PPO
IPP
(izopentenil-pirofoszfát)
H
OPP
- H OPP
GPP
(geranil-pirofoszfát)
S N 1
Karbokationok generálása és megszüntetése
• távozócsoport lehasadása
• alkének protonálása
• epoxidok protonálása
• metilezés SAM-val
• proton lehasadás - alkén képződés
• protonlehasadás - gyűrűzáródás
• kvencselés nukleofillel
13

Wagner - Meerwein átrendeződés
A karbokationok stabilitása a 1 < 2 < 3 irányba nő!
R
R
H
H
R
1,2-hidrid
vándorlás
R
R
H
H
R
2° kation 3° kation
R H 1,2-metil R
R vándorlás
H
R
R
R
2° kation 3° kation
1,2-alkil
vándorlás
H
1,3-hidrid
vándorlás
3° kation,
4 tagú gyûrû
2° kation,
5 tagú gyûrû
3° kation
rezonancia stabilizûlt karbokation
H
koncertikus 1,2-hidrid és metil vándorlás
H
H
H
Azonos építőkövekből változatos szerkezetű és szubsztituáltságú vegyületek keletkezhetnek.
Lásd: terpének, szteroidok
14

Aldol és Claisen kondenzáció
R
H
R
O
H
B
O
R
X
X
H
O
X
R
H
R
O
X
O
X
R
O
H
X
R
H
O
X
R
R
rezonanciastabilizált karbanion
O
R
OH
X
R
O
H
O
H
X
X
X = jóltávozó csoport
Claisen addukt
X = rossz távozó csoport
aldol addukt
15

Ezen reakciók legtöbb esetben CoA észtereken játszódnak le
HS
N
H
O
N
H
O
OH
Coenzim A
HSCoA
O
P
O
OH
O
P
O
OH
HO
O
HO P
O
O
OH
N
N
NH 2
N
N
Okai: tioészterek a-helyzetben
savasabbak; tiolát jobb távozó
csoport, mint az alkoholát
H 3 C
O
SCoA
H +
H 2 C
O
SCoA
H 3 C
O
OEt
H 3 C
O
OEt
csökkenti a savasságot
O
O
O
O
H 3 C
SCoA
Nu H 3 C
Nu OEt
H 3 C
SCoA
H 3 C
SCoA
kevésbé kedvezõ
Az acil-nukleofil szubsztitúció az HSCoA- közreműködésével játszódik le.
16

A malonil-CoA- keresztül lejátszódó Claisen reakciók kedvezőbbek az Ac-CoA-nál, ezért az
Ac-CoA enzimatikus úton malonil-CoA-vá alakul át.
O
ATP + HCO 3
ADP +
E1a
O
P
HO O OH
O
OH
O
HN NH
H H
S
biotin-enzim
CoAS
E1a
CO
Enz
HO
O O
N
H
S
NH
H
E1b
CO
Enz
CAoS
O
OH O
O N NH
H H
S
E1b
CO
Enz
E1a: biotin-karboxiláz
E1b: karboxyltranszferáz
CAoS
O
O
OH
+ biotin-enzim
O
malonil-CoA
SCoA
SCoA
O
O O
H
-CO 2
O
CoAS
SCoA
O
O O
SCoA
acetoacetil-CoA
17

Zsírsavak b-oxidációja és a retro-aldol és retro-Claisen reakció
18

Imin képződés és Mannich-reakció
19

Aminosavak deaminálása és dekarboxilezése
23

Természetes vegyületek mint gyógyszerek
A beteg azt mondja: Fáj a torkom!
Erre az orvos:
Kr.e. 2000: Tessék, edd meg ezt a gyökeret!
Kr.u. 1000: Az a gyökér pogány dolog, mondj el egy imát!
Kr. u. 1850: Az ima babonaság, idd meg ezt az elixírt!
Kr. u. 1940: Az az elixír kígyóolaj, nem tesz jót, nyeld le ezt a pirulát!
Kr. u. 1985: Az a pirula hatástalan, vedd be ezt az antibiotikumot!
Kr. u. 2008: Az az antibiotikum nem természetes! Tessék itt egy gyökér…
• A gyógynövények alkalmazása az egészség megőrzésében, és a betegségek
gyógyításában Kr. előtt harmadik évezredig nyúlik vissza.
• Hipokratesz (Kr.e. 460 – 377) mint egy 400 a gyógyításban is használt
természetes anyagot írt le.
• A kínai és egyiptomi gyógyászat szerves részét képezte a gyógynövények,
és egyéb természetes eredetű anyagok használata.
• A fejlődő országok lakosainak a mai napig a gyógynövények alkalmazása az
egyetlen elérhető lehetőség.
• Kínában több mint 7000 növényt tartanak nyílván gyógynövényként
• A természet által évezredek alatt kifejlesztett és előállított vegyületek jó
kiindulási alapot adhatnak gyógyszerek fejlesztéséhez, illetve ők maguk is jó
hatóanyagok lehetnek.
29

Rák ellenes szer
(Vincarosea)
Narkotikum
(Papaver somniferum)
Malária ellenes szer
(Artemisia annua)
30

Rák ellenes szer
(Taxus brevifolia)
Penicillin vázas antibiotikumok
(Penicillium ssp)
31

Gyógyszer fejlesztés és természetes eredetű vegyületek I.
„Thus,the term natural product has become almost synonymous with the concept of
drugdiscovery. Inmodern drug discovery and development processes, natural products play
an important role at the early stage of „lead”discovery, i.e. discovery of the active
(determined by various bioassays) natural molecule, which it self or its structural analogues
could be an ideal drug candidate.”
• 1981 – 2002 között 877 új hatóanyagot vezettek be a piacra, ezek 61 %-a volt természetes
anyag, vagy annak származéka, vagy mimetikuma.
• Ebből 6% természetes anyag; 27% természetes vegyület származéka; 5% tartalmazott
valamilyen természetes vegyületből származó farmakofórt, 23% pedig úgynevezett
természetes vegyület mimetikum.
• Vannak területek, ahol sokkal magasabb a természetes vegyületek aránya:
‣ antibakteriális vegyületek 78%-a
‣ rák ellenes gyógyszerjelölt (drug candidate) molekulák 72%-a természetes
vegyület, vagy annak analogonja.
• 2001-ben a 30 legnagyobb bevételt hozó gyógyszer közül 8 természetes eredetű:
• simvastatin, pravastatin, amoxycillin, klavualsav, clarithromycin, azithromycin, ceftriaxone,
cyclosporin, paclitaxel (16 milliárd US$)
HO
O
O
O
O
H
32

Gyógyszer fejlesztés és természetes eredetű vegyületek II.
•A közelmúltban a gyógyszergyárak elhanyagolták a természetes vegyületeken alapuló gyógyszer
fejlesztést.
• A 90-es években több ok is hozzájárult a terület „hanyatlásához”:
‣ kompatibilitás hiánya a „high throughput screening (HTS)” módszerekkel
‣ kis fokú automatizálhatóság
‣ izolálási és szerkezet meghatározási nehézségek
‣ kombinatorikus kémia kifejlődése
• DE! A gyógyszerfejlesztés újból a természetes vegyületek felé fordult:
‣ kombinatorikus kémia nem jött be.
‣ az elválasztási és azonosítási módszerek fejlődése
‣ elképzelhetetlen diverzitás
‣ több mint 250 000 növény faj él a földön, de ezek alig 10 %-át vizsgálták.
‣Új lelőhelyek: tengeri élőlények
33

Természetes vegyületek mint gyógyszer hatóanyagok I.
Tradicionális út
• lassú, kevés molekula
35

Modern út:
• automatizált, nagy áteresztőképességű módszerek alkalmazása
• kis anyagmennyiség
• sok molekulát tartalmazó molekulakönyvtárak
36

Izoprén vázas vegyületek csoportosítása, szerkezete és hatásuk
A növényvilágban nagyon gyakoriak azok a szénvegyületek, amelyeknek szénváza két vagy több
izoprén egységet foglal magában. Az öt szénatomos izoprénváz nagyszámú és igen változatos
szerkezetű és biológiai hatású vegyület építőegysége. Ezek a vegyületek két csoportra oszthatók,
mégpedig a terpenoidokra és a karotinoidokra.
2-metilbuta-1,3-dién
izoprén
Terpenoidok
Karotionidok
• monoterpének : (C 5 H 8 ) 2
• szeszkviterpének: (C 5 H 8 ) 3
• diterpének: (C 5 H 8 ) 4
• szesterterpének: (C 5 H 8 ) 5
• triterpének: (C 5 H 8 ) 6
• tetraterpének: (C 5 H 8 ) 8
• politerpének (C 5 H 8 ) n ; n>8
Leopold Ruzicka
1887-1976
Kémiai Nobel-díj
(1939)
Otto Wallach
1847-1931
Kémiai Nobel-díj
• csak C és H atomot tartalmazó
konjugált tetraterpének
• heteroatomot is tartalmazó
konjugált tetraterpének:
xantofilek
(1910)
Izoprén szabály: a terpénekben az iziprén egységek „fej-láb” módon kapcsolódhatnak össze
"fej" "láb" +
"fej-láb"
37

Terpenoidok bioszintézise
A terpenoidok bioszintézise szénhidrátokból kiindulva mevalonsavon át valósul meg, oly módon,
hogy a mevalonsavból ún. aktív izoprén (izopentenil-pirofoszfát, IPP), keletkezik, ami a természetes
izoprénvegyületek prekurzora.
Az izopentenil-pirofoszfát (IPP) izomeráz enzim hatására savkatalizált folyamatban dimetilallilpirofoszfáttá
(DMAPP) alakul. Ebből a pirofoszfát anion lehasadásával egy dimetilallil kation
keletkezik, ami prenil-transzferáz enzim közreműköfésével IPP-vel reagálva geranil-pirofoszfátott
38
ad. Ez lesz a különböző terpenoidok szintézisének kulcs intermediere.

a-pinén
Ad E
b-pinén
Ad E
OPP
-OPP
GPP
H 2 O
H 2 O
OH
OH
geraniol
nerol
A geranil-pirofoszfátból (GPP) a pirofoszfát lehasadásával keletkező kationból számos monoterpén
levezethető. Amennyiben ez a kation egy IPP-vel reagál, akkor a szeszkviterpénekhez juthatunk.
További láncnövekedéssel és enzimatikus átalakulással minden származék levezethető belőle.
39

• A terpenoidok leggyakrabban növényekben fordulnak elő. A monoterpének általában alacsony
forráspontú, kellemes illatú vegyületek (illóolajok), melyek az izoprén egységeken kívül tartalmazhatnak
egyéb funkciós csoportokat (OH; CHO; C=O)
• A monoterpének (két izoprén egységből felépülő vegyületek) szerkezetük szerint lehetnek aliciklusosak,
monociklusosak vagy bicuklusosak.
R-(+)-limonén
S-(-)-limonén
ocimén
mircén
babérfa
narancs illatú
citromillatú
OH
Antiszeptikus,
fungicid hatású
OH
geraniol
kakukkfű
timol
geranial
O
citromfű
borsmenta
Hűsítő,
csiraölő
hatású
OH
(-)-mentol
40

Kitekintés
Az enantiomerek nem feltétlenül rendelkeznek azonos biológiai hatással
O
H
N
O O
talidomid
*
NH
O
O
H
N
(R)
*
O O
O
H
N
(S)
*
O O
O
NH
O
NH
41

A biciklusos monoterpéneknek számos szerkezetileg érdekes képviselője ismert a természetben,
melyek közül a tuján és a tujon (a tuja illóolajában fordul elő) ami biciklo[3,1,0]hexán gyűrűrendszert
tartalmaz.
H
tujan
H
a-tujon
O
H
b-tujon
O
• a tujon mentol illatú vegyület
• a GABA (g-aminobutánsav – legfontosabb
inhibitora az idegi ingerület átvitelnek)
receptorra hat. Nem okoz halucinációkat
• Erre a receptorra hatnak a barbiturátok,
benzodiazepám, kébítószerek.
• az abszint is tartalmazza elenyésző
mennyiségben (szabályozzák a mennyiségét)
Az abszint egy alkoholtartalmú ital, mely főleg fehér ürömből, ánizsból és édesköményből készül. A
smaragdzöld folyadék általában rendkívül magas (50%-nál több) alkoholtartalmú és kesernyés ízű.
Ebből kifolyólag vízzel hígítva és cukor hozzáadásával fogyasztják. Amikor vízzel keverjük, érdekes
hatásnak lehetünk tanúi, ugyanis az abszint a víz hatására opálos fehér-zöld színt vesz fel. Ennek
oka az italban található illóolajok, főleg az ánizsolaj nagyon rossz vízoldhatósága, melyek a hígítás
során kicsapódnak az oldatból.
42

O
• Jellegzetes szagú, illékony, hűsítő és fertőtlenítő hatású vegyület.
• Trópusi növényekben található
kámfor
Szeszkviterpének: három izoprén egységből felépülő terpenoidok.
HO
OH
farmezol
nerolidol
S-guajazulén
kariofilllén
• hársfavirág
• ciklámen
• narancsvirág
43

Karotinoidok szerkezete és csoportosításuk
A karotinoidok zsírban oldódó természetes eredetű pigmentek. A nyolc izoprénegységből felépülő
karotinoidok közös szerkezeti sajátossága a folytonos konjugációt alkotó polién struktúra. A
vegyületcsalád neve a sárgarépából (Daucus carota) izolált pigmentre, a karotinra utal. A karotin három
hasonló szerkezetű vegyület, mégpedig az a-, b- és g-karotin keveréke.
bb-karotin
b-jonon
b-karotin
b-jonon
b-karotin
b-jonon
a-karotin
a-jonon
b-karotin
b-jonon
g-karotin
likopin
44

Xantofilek
OH
O
sárga
HO
flavoxanthin (E161a)
HO
rubixanthin
rozsdavörös
O
OH
sárga
O
HO
violaxanthin
45

Az A-vitamin
bb-karotin
2
6 7 11 15
1
O
3 5 8 9 10 12 13 14
retinal
4
ox
O
b-karotin
O
b-karotin
OH
O
red
A 1 -vitamin
retinal
OH
A 2 -vitamin
46

A látás fotokémiája (addíció, elimináció, izomerizáció):
Az emberi szem kétfajta receptor sejtet tartalmaz: pálcikákat és csapokat
• pálcikák (retina peremén helyezkednek el, gyenge fényviszonyoknál aktívak
színlátásra nem alkalmasak.)
• csapok (retina központi részén találhatók, erős fényviszonyok között aktívak,
színlátásért felelősek)
Állatvilágban:
• galambok (csak csapok: csak nappal látnak),
• baglyok (csak pálcika: színvakság, viszont szürkületben is látnak)
A pálcikákban található a rodopszin kromofórja a 11-cisz-retinal. A rodopszin kialakulása során a
retinal karbonilcsoportjára addícionálódik a fehérje (opszin) egy aminocsoportja (AdN-reakció),
majd egy vízmolekula eliminációjával jön létre az imin (ez a rodopszin, látóbíbor).
A látást a pálcikákban található rodopszin biztosítja, mely fény hatására elhalványodik,
lebomlik. A fényérzékeny komponens, a retinén, egy foton hatására cisz konfigurációja csupatransz
konfigurációra változik, elhagyja a fehérjemolekulát, melynek ekkor bekövetkező
konfigurációváltozása megváltoztatja a membránpermeabilitást. Így alakul ki a látásinger.
Sötétség hatására a rodopszin újratermelődik.
47

Szteroidok
A szteroidok a természetes szénvegyületek egyik leg figyelemre méltóbb csoportját alkotják, mivel
fontos szerepet játszanak az életfolyamatokban és nélkülözhetetlenek a gyógyításban. A szteroid név
a vegyületcsoport legrégebben izolált tagjára a koleszterinre utal, amit epekőből (görögül kholeepe,
sztereoszszilárd) nyertek ki.
Valamennyi szteroidmolekulára jellemző az ún. szteroid alapváz, ami kémiai szerkezetére nézve
perhidro-1,2-ciklopentanofenantrén
2
3
4
1
10
5
11 12 13
9
6
8
7
17
14 15
16
perhidro-1,2-ciklopentanofenantrén
gonán-váz
androsztán-váz pregnán-váz kolesztán-váz
ösztrán-váz kolán-váz ergosztán-váz
49

A tetraciklusos szénhidrogénben az egymáshoz kapcsolódó gyűrűk téralkata különböző lehet. A
természetben előforduló szteroidok esetében ezek közül három lehetséges gyűrűkapcsolódás valósul
meg, amit az androsztán alapvázon mutatunk be.
A gyűrűrendszer felső oldalán elhelyezkedő szubsztituensek b-, míg az alsó térfélen elhelyezkedőek 50a-
térállásúak

Bioszintézis
1920 – cápa máj
51

Szterinek: olyan szteroid alkoholok, melyek állatokban (zooszterinek), növényekben (fitoszterinek) vagy
gombákban (mikoszterinek) képződnek.
Zooszterinek: legfontosabb képviselője a koleszterin, ami minden állati szervezetben előfordul, különösen
sok található például a tojássárgájában és az emberi epekőben. A koleszterin fontos szerepet játszik a
szteroid hormonok és az epesavak bioszintézisében. A D 3 -vitamin ipari szintézisének is kiindulási anyaga.
HO
HO
koleszt-5-én-3b-ol
koleszterin
D 3 -vitamin
•A koleszterin minden emberi és állati sejtben megtalálható. Különösen nagy mennyiségben fordul elő
egyes szervekben, pl. a mellékvesében, idegrendszerben.
•A koleszterint a szervezet a májban állítja elő, és a sejthártyák felépítésében van fontos szerepe,
valamint sokféle hormon alapanyaga.
•A koleszterin meghatározásából következtetni lehet a máj működési állapotára.
• A vér koleszterin tartalma cukorbetegség (diabetes), sárgaság, a pajzsmirigy csökkent működése,
vesebetegségek és érelmeszesedés esetén fokozott lehet.
•A koleszterin lerakódva az erek falában annak rugalmasságát csökkenti, és elősegíti az
érelmeszesedés kialakulását.
•A vizelet üledékvizsgálatakor gyakran találhatók kicsapódott koleszterin kristályok.
•Csökken a koleszterinszint máj-, és fertőző betegségekben, és Basedowbetegségekben
(hipertireózis).
53

A mikoszterinek közül a legfontosabb az ergoszterin, amit elsőként egy a rozson élősködő gombából az
anyarozsból (Claviceps purpurea) izoláltak. A vegyület neve az anyarozs francia nevéből (ergot)
származik. Az ergoszterin UV-besugárzás hatására a C9–C10 kötés homolitikus hasadását követően D2-
vitaminná alakul
HO
HO
ergoszterin
D 2 -vitamin
A fitoszterinek növényekben fordulnak elő. Egyik legelterjedtebb képviselőjük a stigmaszterin, amit
szójaolajból állítanak elő, és egyes nemi hormonok előállításához használják kiindulási anyagként.
A legfontosabb epesavak az 5b-androsztán hidroxikarbonsav származékai. Az epében aminosavakkal
(glicin, taurin) képzett peptidszerű vegyületeik az ún. páros epesavak nátriumsó formájában fordulnak
elő. Az epesavak szerepe a vízben nem oldódó zsírok felszívódásának elősegítése.
OH
COOH
COOH
HO
sztigmaszterin
HO
H
R
R = OH - kolsav
R = H - dezoxikolsav
H
kolánsav
54

Szívre ható glikozidok és varangymérgek: gyógyászati szempontból nagyon fontosak. Növényekben (pl.
a Digitalis- és Strophantus-fajokban), tengeri hagymákban (Scilla maritima) és egyes békafajokban
(Bufo-fajok) fordulnak elő. A csoport valamennyi tagja 5b,14b-androsztán alapvázat tartalmaz, melyhez
3b- és 14b-helyzetben két hidroxicsoport, 17-helyzetben pedig egy laktongyűrű kapcsolódik, valamint a
3b-hidroxicsoport különböző szénhidrátokkal glikozidos kötést alkot. A glikozidos kötés már enyhe
savas hidrolízis hatására is felszakad, és a szénhidrátok mellett aglikon (pl. genin) is izolálható. Egyik
legfontosabb képviselőjük a digitoxin.
O
O
O
HO
OH
O
H
O
O
OH
H
O
OH
O
H
O
H
OH
O
HO
OH
H
digitoxigenin
+
OH
HO
digitoxin
O H
OH
digitoxóz
55

A szteroidszaponin gyűjtőnév az idesorolt vegyületek vizes oldatának szappanhoz hasonló habzására
utal. A szaponinok hatgyűrűs alapvázat tartalmazó glikozidok, melyeknek jellegzetes szerkezeti eleme a
spiroketál gyűrűrész. Legfontosabb képviselőjük a Dioscorea-fajokban előforduló dioszcin, melynek
aglikonja a dioszgenin. A dioszgenin fontos kiindulási anyaga a sztereoid hormonok, például a
progeszteron félszintetikus előállításának.
O
O
O
HO
dioszgenin
O
progeszteron
A szteroid alkaloidok nitrogéntartalmú szteránvázas vegyületek, amelyek főként a Solanum fajokban
fordulnak elő glikozidjaik formájában. Néhány képviselőjük (pl.a szolaszodin és a tomatidin) szerkezete
sok hasonlóságot mutat a szaponinok gyűrűrendszerével, csak a spiroketál rész hattagú gyűrűjében
oxigénatom helyett nitrogén található.
O
H
N
O
H
N
HO
szolaszidin
HO
tomatidin
56

A szteroid hormonok egy része a nemi funkciókat szabályozza – ezek a nemi hormonok, más részük
pedig a szervezet anyagcseréjét (cukor- és sóháztartás) befolyásolják – ezeket az előfordulásukra utalva
mellékvesekéreg-hormonoknak (vagy kortikosztereoidoknak) nevezzük. A hormonok nagyon változatos
funkciókat töltenek be, ennek ellenére azonban szerkezetük sok tekintetben hasonló. A 17-helyzetben a
hosszú oldallánc vagy gyűrű helyett általában hidroxi-, oxo- vagy acetil-csoportot tartalmaznak.
A női nemi hormonok egy része (ösztrogének) a másodlagos nemi jelleg kialakulásáért felelősek – ezek az
ösztradiol, ösztriol és az ösztron. Közös jellemzőjük, hogy az A-gyűrű mindhárom vegyületben aromás.
OH
OH
O
OH
HO
HO
HO
ösztradiol ösztratriol ösztron
A női nemi hormonok másik csoportját a terhesség fenntartását biztosító gesztagének alkotják,
melyeknek egyetlen természetes képviselője a progeszteron.
O
O
progeszteron
57

A férfi nemi hormonok (androgének) közé a másodlagos nemi jelleg kialakulásáért felelős
tesztoszteron és annak átalakulásával képződő androszteron tartozik.
OH
O
O
HO
tesztoszteron
androszteron
A mellékvese nagy számú kortikoszteroidot termel. Közülük a kortizolt szintetikusan is előállítják, ez a
hidrokortizon, amely gyulladáscsökkentő hatású szer. Néhány szintetikus szteroid hasonló hatást
mutat, ilyen például a prednizolon.
HO
O
OH
OH
O
OH
O
HO
O
kortizol
(hidrokortizon)
O
prendnizolon
58

Aminosavak, peptidek, fehérjék
Aminosavaknak nevezzük azokat a karbonsavakat, amelyekben a szénlánc egy vagy több
hidrogénjét amino (NH 2 ) csoportra cseréljük. Csoportosításuk történhet az amino és
karboxilcsoportok száma és egymáshoz viszonyított helyzete alapján.
NH 2 NH 2
COOH
karbonsav
COOH
NH 2
aminokarbonsav
aminosav
COOH
COOH
COOH
NH 2
a-aminosav b-aminosav g-aminosav
Az aminosavak elnevezése történhet szubsztitúciós nomenklatúrával, azonban a természetes
aminosavakat triviális névvel szokás elnevezni:
hexánsav
COOH
NH 2
COOH
3-aminohexánsav
COOH
2-aminobenzoesav
antranilsav
NH 2
H 2 N COOH
aminoecetsav
glicin
Jóllehet, a számtalan aminosav ismert, és bármilyen szerkezetű aminosav előállítása megoldható, a
fenti csoportból az a-aminosavak kiemelkedő fontossággal bírnak, mivel az élőszervezetekben
található fehérjék és peptidek a-aminosavakból épülnek fel. Eddig minegy 20-23 a-aminosavat
izoláltak fehérjék hidrolízisével. Csoportosításuk történhet az amino és karboxilcsoportok száma
szerint.
59

Aminosavak fizikai tulajdonságai: Az a-aminosavak kristályos, magas olvadáspontú vegyületek.
Olvadáspontjuk sokkal magasabb, mint azoké a karbonsavaké vagy aminoké, melyekből
helyettesítéssel levezethetők. Olvadáspontjuk fölött elbomlanak, gázhalmazállapotban nem
létképesek. Oldékonyságuk is a sókra emlékeztet. Szerves oldószerekben, például alkoholban a
prolin és a hidroxiprolin kivételével gyakorlatilag oldhatatlanok, míg vízben valamennyi jól oldódik.
Aminosavak optikai sajátságai: Az aminosavak királis vegyületek, és a természetben enantiomer
tiszta formában fordulnak elő. A fehérjék felépítésében csak az L konfigurációjú aminosavak
vesznek részt.
H 2 N
COOH
H
CH 3
L-(+)-alanin
COOH
H NH 2
CH 3
D-(-)-alanin
[a] D = +1,8 [a] D = -1,8
H
CHO
OH
CH 2 OH
D-glicerinaldehid
A két kiralitáscentrumot tartalmazó vegyületek esetében (treonin és izoleucin) négy lehetséges
szteroizomer létezik, azonban itt is csak az L konfigurációjú vegyület vesz részt a fehérjék
feléoítésében.
H 2 N
H
COOH
H
OH
CH 3
COOH
H NH 2
HO H
CH 3
H 2 N
HO
COOH
H
H
CH 3
COOH
H NH 2
H OH
CH 3
L-treonin
enatiomer
D-treonin
L-allo-treonin
enatiomer
D-allo-treonin
60

Aminosavak sav-bázis sajátságai:
NH 2
NH 3
OH
Ikerionos forma
O
O
O
Izoelektromos pont: az a pH, ahol az adott aminosav csak ikerionos formában van jelen
61

Elektroforézis vázlata

a-Aminosavak előállítása:
Az a-halogénezett savak ammónium-hidroxiddal aminosavakká alakíthatók át. A keletkező aminosav
aminocsoportja az ikerionos szerkezet miatt kevésbé bázisos, mint más aminokban, így a további
alkilezési reakció lassú.
Br
COOH
NH 4 OH
NH 3
COO
Tisztább terméket kapunk a-bróm-karbonsavészterből kiindulva, ahol a nitrogénatomot az erősen
nukleofil ftálimid-kálium szolgáltatja.
O
O
NK
Br
COOEt
DMF/
O
O
N
COOEt
H /
H 3 N
COO
Ez tulajdonképpen a Gabriel-szintézis.
• Kérdés: alkalmazható-e bonyolultabb aminosav származékok előállítására?
63

Aminosavak előállítása malonészter szintézissel
O
O
O
OEt
Br 2
CCl 4
OEt
O
O
OEt
OEt
Br
- KBr
O
N K
O EtO
N
O EtO
O
O
NaOEt
EtOH
O EtO
N
O EtO
O
Na
O
O
O
N
O
COOEt
COOEt Na
NaOEt
C CH 2 CH 2 COOEt
N C CH 2 CH COOEt
EtOH
COOEt
COOEt
2. , - CO 2 COOH
O
1. hidrolízis
H 2 N CH CH 2 CH 2 COOH
O
OEt
glutaminsav (húsleves ízû, ételízesítõ)
Malonészter szintézis elvi alapjai.
Michael addíció
64

Strecker–Zelinszkij-féle szintézis: Aldehidek ammóniumaddícióját kísérő eliminációjában a keletkező
aldimin cseppfolyós hidrogén-cianiddal a-aminonitrillé alakítható, melyből hidrolízissel aminosav
nyerhető
H
H NH 3
R NH
HCN
H CN
H 2 O/sav
H COOH
R O
R NH 2
R NH 2
Erlenmeyer-féle azlakton szintézis
Ph
HN
O
OH
O
NaOAc
Ac 2 O
N
Ph
O
O
PhCHO
NaOAc
Ph
O
N O
Ph
Na(Hg)
Ph
O
N O
Ph
NaOH
H 2 N
Ph
O
OH
65

a-Aminosavak rezolválása I.
Az előzőekben ismertetett eljárások az aminosavak racemátjait eredményezik. Az enantiomerek
szétválasztását (rezolválását) enzimekkel mint biokatalizátorokkal, vagy diasztereomer sóképzéssel
valósítják meg.
Aminosavak N-acetilszármazékainak racemátjai aciláz enzim jelenlétében úgy hidrolizálnak, hogy csak
az (S)-konfigurációjú enantiomer szenved hidrolízist, mely az (R)-N-acetilaminosavtól könnyen
elválasztható. Az aciláz enzim sertésveséből nyerhető.
O
HN
OH
O
H 2 O aciláz enzim
COO
COOH
H 3 N
H
H
NHAc
CH 3
CH 3
(S)-(+)-alanin
etanolban oldhatatlan
(R)-(-)-N-acetilalanin
etanolban oldódik
66

a-Aminosavak rezolválása II.
További lehetőség a szétválasztásra a diasztereomer sóképzés, amely során először az
aminosav amfoter jellegét, például N-benzoilezéssel megszüntetik. Az így nyert N-
benzoilszármazékból molekvivalens mennyiségben vett optikailag tiszta bázissal [pl. (-)-
brucin vagy (-)-sztrichnin] sót képeznek. Az diasztereomer sók 1:1 arányú keveréke
frakcionált kristályosítással szétválasztható. A diasztereoegységes sókból a megfelelő
konfigurációjú N-benzoilaminosav savas kezeléssel szabadítható fel, és végül a
benzoilcsoport hidrolízissel hasítható le.
67

Aminosavak rezolválására használható bázisok
N
N
H
O
H
N H
O
H
O
sztrichnin
O
N H
O
brucin
O
H
Aminosavak kimutatása: színreakció ninhidrinnel, csak rájuk jellemző (a prolin kivételével).
68

Aminosavak kémiai tulajdonsága: Az aminosavak kémiai tulajdonságait elsősorban a reakcióképes
amino- és karboxilcsoport határozza meg.
Alkilezés: Az aminosavak, hasonlóan az aminokhoz, alkilezőszerekkel (pl. dimetil-szulfáttal) lúgos
közegben negyedrendű ammóniumsókká, ún. betainokká alakíthatók.
R
COO
(CH 3 ) 2 SO 4 /NaOH
R
COO
NH 3
N(CH 3 ) 3
Acilezés: Az aminosavak acilezőszerekkel savmegkötő jelenlétében acilezhetők.
PhCOCl
R
COO
SO 2 Cl
NaHCO 3
MgO ClCOOBn
NH 3
K 2 CO 3
R
COO
R
COO
R
HN
Ph
O
HN
O
OBn
HN COO
O S O
A klórhangyasav-benzilészterrel végzett acilezés különösen a peptidszintézisekben
jelentős.
69

Reakció salétromsavval: A primer alifás aminokhoz hasonlóan az aminosavak salétromossavval már
szobahőmérsékleten is pillanatszerűen reagálnak a megfelelő hidroxisav és nitrogén képződése
közben. Érdekes módon az aminosavak észterei hasonló körülmények között nem a megfelelő
hidroxisavak észtereivé, hanem a rendkívül reakcióképes a-diazoészterekké alakulnak.
R COO NaNO2 / HCl R COOH R COOEt
R COOEt
NaNO 2 / HCl
NH 3
OH
NH 3
N Cl
N
Oxidáció: Az élő szervezetekben fontos szerepet játszik az aminosavak oxidálása (dehidrogéneződése) a-
iminosavakká, amelyek vizes közegben a-ketosavakká és ammóniává hidrolizálnak.
R COO ASO
R
COOH
H 2 O
R
COOH
NH 3
NH
O
Észteresítés: Az aminosavak legegyszerűbben a Fischer-féle módszerrel észteresíthetők, melynek
során az aminosavészter kristályos hidrokloridját kapjuk.
R COO R COOR'
R'OH / HCl
NH 3
NH 3 Cl
K 2 CO 3 R COOR'
NH 2
70

Reakció ammóniával és hidrazinnal: Számított mennyiségű lúggal vagy kálium-karbonáttal hűtött
vizes oldatban az aminosavészter sójából a szabad aminocsoportot hordozó észter fel is
szabadítható, melyből ammóniával aminosavamidok, hidrazinnal pedig aminosavhidrazidok állíthatók
elő.
R CONH NH
R COOR'
2 3
NH 2 NH 2 R CONHNH 2
NH 2
NH 2
NH 2
Preparatív szempontból különösen az aminocsoportjukon védett (pl. acilezett) aminosavak észtereiből
elkészíthető hidrazidok értékesek. E vegyületekből enyhe körülmények között salétromossavval jó
nyeredékkel kristályos azidok képződnek, melyek a peptid szintézisekben nyernek alkalmazást.
R COOR' NH 2 NH 2 R CONHNH 2 NaNO2 / HCl
NHAc
NHAc
R CON 3
NHAc
Aminosavak nehéz fémekkel [pl. réz(II)-vel] vízben nagyon rosszul oldódó komplex sókat képeznek,
melyekből savas közegben kén-hidrogénnel szabadítható fel a megfelelő aminosav.
R
COO
R
O
O
NH 3
NH 2
Cu O
O
NH 2
R
71

Peptidek, fehérjék
A fehérjék (peptidek) olyan makromolekuák, melyek a-aminosavakból épülnek fel. A fehérjékben az
aminosavak peptid kötéssel (amidkötés) kapcsolódnak össze.
R
NH 2
COOH
+
R'
NH 2
COOH
R
O
NH 2
N
H
R'
COOH
N-terminális aminosav
R
O
NH 2
N
H
R'
O
H
N
n
R
O
OH
C-terminális aminosav
Fehérjék csoportosítása összetétel alapján:
• egyszerű fehérjék: hidrolízisükkel csak aminosavak keletkeznek
• összetett fehérjék: hidrolízisükkel aminosavak mellett egyébb anyagok (szénhidrátok,
nukleotidok, stb.) is keletkeznek.
Fehérjék csoportosítása funkció alapján alapján:
• enzimek : biológiai, kémiai folyamatot katalizálnak a szervezetben (pl: tripszin – hidroláz enzim)
• transzportfehérjék: kis molekulák szállítását végzik (pl: hemoglobin)
• kontraktilis fehérjék: mozgásban vesznek részt (pl: miozin)
• vázfehérjék: kollagén (inak, porcok)
• tartalékfehérjlék: ovalbumin (tojás)
• védőfehérjék: ellenanyagok
• hormonok: inzulin (glükózanyagcsere)
72

A fehérjéket alkotó a-aminosavak csoportosítása
Monoamino-monokarbonsavak
H 2 N
O
OH
glicin (gly)
H 2 N
O
alanin (ala)
OH
NH 2
OH
O
valin (val)
H 2 N
OH
leucin (leu)
O
H 2 N
OH
isoleucin
O
NH 2
OH
OH
O
HS
NH 2
OH
O
S
O
NH 2
OH
O
treonin (thr)
cisztein (cys)
metionin (met)
NH 2
OH
fenilalanin (phe)
HO
NH 2
OH
O
H
N
NH 2
OH
O
H
N
O
OH
HO
O
tirozin (tyr)
triptofán (trp)
prolin
NH 2
OH
szerin (ser)
HO
H
N
O
OH
hidroxiprolin (hyp)
HO
O
S
S
NH 2
H 2 N
cisztin
OH
O
73

Monoamino-dikarbonsavak:
Diamino-monokarbonsavak:
OH NH 2
O
O
OH
aszparaginsav (asp)
NH 2
HO
OH
O O
glutaminsav (glu)
HN
N
NH 2
O
OH
H 2 N
NH
H
N
NH 2
OH
O
H 2 N
NH 2
OH
O
H 2 N
O
NH 2
OH
O
hisztidin (hys)
arginin (arg)
lizin (lys)
glutamin (gln)
Az aminosavak csoortosíthatóak az oldallánc jellege szerint is:
• apoláris oldalláncot tartalmaznak: alanin; valin; leucin; izoleucin; propiln; metionon; fenilalanin;
triptofán
• poláros oldalláncot tartalmaznak: glicin; szerin; treonin; cisztein; tirozin; aszparagin; glutamin
• savas oldalláncot tartalmaznak: aszparaginsav; glutaminsav
• bázikus oldalláncot tartalmaznak: lizin; arginin; hisztidin
• esszenciális aminosav: nem képes az emberi vagy állati szervezet szintetizálni, csak a táplálékkal
juttatható be megfelelő mennyiség a szervezetbe. Az emberi szervezet számára 9 esszenciális aminosav
van: metiomim, treonin, lizin, leucin, izoleucin, valin, fenilalanin, triptofán hisztidin
74

Fehérjealkotó
a-aminosavak
csoportosítása
hidrofób
hidrofil

*Hidropátiás
index:
0 hidrofób
Az ember
számára
esszenciáli
s
aminosavak

Peptidek
Pentapeptid
serylglycyltyrosylalanylleucine,
vagy Ser–Gly–Tyr–Ala–Leu,
vagy SGYAL.

A fehérjék elsődleges szerkezetének (aminosav
sorrendjének) megállapítása
Az N-terminális aminosav meghatározása (Senger módszer):
O
NH 2
O 2 N
+
NO 2
F
O
N
H
NO 2
NO 2
HO
O
N
H
NO 2
NO 2
+ aminosavak
A peptidet reagáltatjuk 2,4-dinitrofluorobenzollal, és a keletkezett termék hidrolizálva az N-terminális
aminosav jelzetten található.
Az C-terminális aminosav meghatározása: a klasszikus módszer szerint redukáljuk a C-terminális végét
a fehérjéknek, így a hidrolízis sorén az aminosavak mellett lesz egy aminoalkohol is, ami a C-terminális
aminosavból keletkezett.
NH
OH NH OH
LiBH 4 H 2 N OH
O
aminoalkohol
+ aminosavak
NH
OH
O
N 2 H 4
H 2 N
OH
O
+ aminosavhidrazidok
A fehérjék hidrazinnal is bonthatóak, ebben az esetben a C-terminális aminosav kivételével
mindegyik aminosav savhidrazid származékká alakul.
78

Az aminosav szekvencia meghatározása Edman lebontással.
H 2 N
NH 2
H 2 N
O HN
NH 2
O
N
NH
O
O
O
N
H
O
S
OH
NaOH
N C S
H 2 N
N
H
S
O HN
NH
N
NH
O
O
O
O
O
N
H
S
HCl
OH
O HN O
O
O
O OH
N
N
H
S
+
S
N
NH
O
tiohidantoin származék
A peptidet lúgos közegben izotiocianáttal reagáltatják, és a keletkező tiokarbamid származék savas
hidrolízisével az N-terminális aminosav lehasd és tiohidantoin struktúra alakul ki. Jól
automatizálható folyamat.
79

•elsődleges szerkezet:
• másodlagos szerkezet:
• harmadlagos szerkezet
• negyedleges szerkezet:
80

Színreakciók fehérjék kimutatására
Xantoprotein-próba: tömény salétromsav hatására a tirozin vagy triptofán aromás gyűrűjének
nitrálódásával jellemző sárga szín keletkezik
82

Biuret-próba: lúgos réz-szulfát oldattal élénk ibolyaszínű réz-komplex képződik.
Általános reakció, valamennyi fehérjére pozitív. A reakció, neve onnan ered, hogy a biuret ugyanolyan
színnel adja a reakciót, mint a fehérjék. Ha fehérjét lúgos közegben kevés CuSO 4 oldattal kezeljük
(biuret reagens), ibolyás szín figyelhető meg, amelyet a peptid kötés Cu 2+ ionokkal képzett
koordinációs komplexe ad.
83

Peptid és fehérje szintézisek
A legelső peptidszintézis Curtius (1888) azon megfigyelésén alapszik, hogy aminosavészterek alkohol
kilépése közben diketopiperazin-származékokká alakulnak át, melyek híg lúggal vagy savval a
megfelelő dipeptiddé hidrolizálhatók.
R
NH 2
O
EtO
OEt
O
H 2 N
R
- 2 EtOH
R
O
NH
NH
O
R
HO vagy H
H 3 N
R
O
NH
dipeptid
Szintén a peptidszintéziseknél használják fel az aminosavakból klórhangyasav-metil-észterrel
szulfuril-klorid jelenlétében nyerhető ún. Leuchs-féle anhidrideket.
R
NH 3
O
O
I. ClCOOCH 3
II. SOCl 2
R
NH
O
C
O
Cl
OCH 3
- CH 3 Cl
R
NH
O
C
O
O
Leuchs anhidrid
A molekulában ily módon kialakított karbonilcsoport egyrészt az aminosav aminocsoportját levédi,
másrészt a karbonilcsoport reaktivitását anhidridként fokozza.
R
O
O
84

Az élő szervezetben a különböző peptidek (proteinek) többsége fontos biológiai hatást fejt ki. Relatív
kis mennyiségben keletkeznek, éppen ezért szintetikus előállításuk a szerkezetbizonyításon túl,
gyakorlati jelentőségű is (gyógyszerek előállítása!).
A peptidek szintézisének nehézsége: már két aminosavból is négyféle dipeptid keletkezhet.
O
O
H 2 N
CH
R 1
C
NH
CH
R 2
C
OH
O
O
H 2 N
CH
R 1
O
C
OH + H 2 N CH
R 2
C
O
OH
H 2 N CH C NH CH
H 2 N
R 1
R 2
O
CH C NH CH
R 1
R 1
C
OH
O
C
OH
O
O
H 2 N CH C NH CH C
R 2
R 2
OH
85

Aminocsoport védése, illetve a védőcsoport eltávolítása
1.
Ph O Cl
O
+ H 3 N COO
NaOH Ph O NH COOH
H 2 O, 50 o O
klórhangyasav-benzil-észter
N-(benziloxikarbonil)glicin (cbz-gly)
H 2 / Pd
- Ph-Me
H 2 N
COOH
- CO 2
HO
O
NH
COOH
(N-karboximetil)karbamidsav
(N-karboxi)glicin
2.
O N 3 H 3 N COO Et 3 N O NH COOH
+
O Me - Et 3 NHN 3
O Me
terc-butil-azidoformiát alanin N-(terc-butoxikarbonil)alanin (boc-ala)
F 3 CCOOH (TFA)
H 2 N
COOH
Me
86

Kapcsolási módszerek
Aktiválás savkloridként vagy savazidként: A védett aminosavat foszfor-pentakloriddal reagáltatva a védett
aminosav-kloridot kapjuk, amit aminosavval reagáltatunk.
Ph
H 2 N
O
O
C
R 1
O R O R
3
- HCl
H 3 N COO
O
NH COOH PCl 5
Ph O NH C
Cl
- POCl
R 2
NH COOH
1. H 2 / Pd /(- PhMe)
Ph O NH
2. / - CO 2
C
NH COOH
1 1
bázis
R 2
R 2
dipeptid
O
R 1
O
A karboxilcsoport aktiválását végezhetjük a védett aminosav észteréből savazid képzéssel is.
Ph O NH
O
Me
O
OMe
N-(benziloxikarbonil)alanin-metil-észter
dipeptid
H 2 N NH 2 NaNO 2 , HCl
védõcs.
eltáv.
Ph O NH
HO
O
R
O
"hidrazid"
NH
védett dipeptid
Me
O
O
NH
HO
NH 2
O
R
- HN 3
NH 2
N 3
O
O
NH
- H 2 O
NH
NO
87

Diciklohexilkarbodiimides eljárás: Az aminocsoporton védett aminosavat diciklohexilkarbodiimid
(DCC) segítségével reagáltatjuk a másik aminosavval. A reagens az aminosavból O-acilizokarbamid
származékot képez, ami a másik aminosavat acilezi.
DCC
O
O NH C
O Me
O
N
H
C
N
O
O NH C
O Me
NH
O C N
N-(terc-butoxikarbonil)alanin
H 2 N
OH
O
HN
C
NH
O
diciklohexilkarbamid
O
NH
ala-gly
TFA
O NH C
O
Me
O
NH
COOH
O NH C
NH
O Me
O C NH
COOH
boc-ala-gly
88

Leuchs-anhidrides módszer: Az eljárásban az aminosavból levezethető oxazolidindion származékot
használjuk, amelyet az aminosavból klórhangyasav-metil-észterrel állítunk elő. A molekulában a
karbonilcsoport egyrészt az aminosav aminocsoportját maszkírozza, másrészt a karboxilcsoport
reaktivitását anhidridként fokozza.
O
MeO Cl + H 3 N COO
O
Me
klórhangyasav-metil-észter
NaOH
H 2 O, 50 o
MeO NH COOH
O Me
N-(metiloxikarbonil)alanin
NaOH
MeO
O
Na O
N
H
Me
- NaOMe
H 2 N
Me
NH COOH
O Me
alanilalanin
H
- CO 2
Me
OOC NH COO
NH
O Me
H 3 N COO
Me
O
NaOH
O
O
N
(a NaOH felszabadítja az amint)
H
Me
89

Szilárd fázisú technika (Merrifi): A módszerben az egyik aminosavat olyan divinilbenzollal térhálósított
polisztirol gyantához kötjük, amelynek kb. minden 100-adik fenilcsoportja klórmetilcsoportot tartalmaz.
A kapcsolás után, amit DCC-vel végezhetünk, a szennyezések és melléktermékek a polimerből könnyen
kimoshatók, és a peptid a polimerről HF-dal lehasítható. A kapcsolási lépést a polimerhez kötött
peptiden – a védőcsoport eltávolítása után – ismételhetjük. Az eljárás hatékonyságát példázza a 124
aminosav egységet tartalmazó nukleinsav bontó enzim – a pankreász-ribonukleáz – szintézise. A
módszer automatizálható, programozható, de időigényes a sok lépés miatt (inzulin = 21 + 30 aminosav
kapcsolása, 19 napig tart).
Cl
mûgyanta
Cl
Robert Bruce Merrifield
(1921-2006) Nobel díj 1984
90

O
gyanta CH 2 Cl HO C
- HCl
CH
R 1
NHCOOR
O
gyanta
CH 2
O
C
CH
NHCOOR
R 1
hidrolízis/- CO 2
O
gyanta CH 2 O C
CH NH 2
R 1
1. DCC,
2. hidrol.
O
O
gyanta CH 2 O C
CH
NH
C
CH NH 2
R 1
O
O
O
gyanta CH 2 O C
CH
NH
C
CH
R 2
n-1
NH
C
CH NH 2
R 1
R
HJ v. HF
O
O
O
gyanta
CH 2
I
+
HO
C
CH
R 1
NH
C
CH
R
R n
n-1
NH
C
CH NH 2
R n
91

Néhány jelentős természetes peptid
Glutation: tripeptid, glu-cys-gly, oxidációs-redukciós folyamatok partnere, a
szulfidcsoport diszulfiddá oxidálódik. Természetes állapotban néhány
gyümölcsben és zöldségben, továbbá növényi és állati szövetekben fordul elő.
Nagyobb mennyiségben pedig fehérjetartalmú ételekben található meg. A máj
képes előállítani a három aminosavból.
HOOC
NH 2
O
SH
A AH 2
NH COOH 2 G-SH G-S-S-G
NH
O
B BH 2
92

Oxitocin és vazopresszin az agyalapi mirigy hormonjai. Oktapeptidek, majdnem azonos szerkezetűek, két
aminosav különbözik bennük.
Oxitocin: az agyalapi mirigy hátulsó lebenyében tárolódó, a hipotalamuszból érkező hormon. Szabályozza
a simaizmok működését, fontos szerepe van a szülés megindításában.
Vazopresszin: vérnyomás szabályozása és a vizelet kiválasztása (antidiuretikus hormon)
oxitocin
vazopresszin
93

Inzulin (diabetes mellitis kezelése), (a latin insula = sziget szóból) a hasnyálmirigy Langerhansszigeteiben
található béta-sejtek által termelt polipeptid hormon, amely a szénhidrátok, fehérjék és
zsírok anyagcseréjének szabályozásában vesz részt. A szervezet sejtjei (az agysejtek kivételével) csak
inzulin jelenlétében képesek felvenni a vérből a glükózt.
94

A flavonoidok
O
A
C
B
• Difenil-propán (C 6 -C 3 -C 6 ) vázat tartalmazó O-heterociklusok, vagy azok nyílt láncú izomerjei:
O
O
O
neoflavonoidok izoflavonoidok flavonoidok

O
O
O
O
O
flavon
OH
O
flavonol
OH
O
flavanol
O
flavanon
O
O
O
O
O
O
izoflavon
izoflavanon
kalkon
dihidrokalkon
O
O
O
O
katechin
OH
OH
antocianidin
OH
OH
leukoantocianidin
O
auronok
96

Az alapvázak változatossága
O
O
O
O
O
kromán izokromán 2H-kromén 4H-kromén izokromén
O
O
O
O
O
O
O
O
kumarin kromon izokumarin kroman-2-on
(dihidrokumarin)
O
O
O
O
O
O
kromán-4-on izokromán-1-on kromiliumsó
(benzpiriliumsó)
izobenzpiriliumsó
97

A flavomoidok bioszintézise I.
CO 2 H
CO 2 H
CO 2 H
NH 2
AL
CO 2 H
HO
OH
kávésav
MeO
OMe
OH
sinapil sav
R
R = H L-Phe
R = OH L-Tyr
R
CO 2 H
CO 2 H
MeO
OH
OH
ferulasav
4-OH-fahéjsav
A flavonoidok bioszintézise a növényekben aminosavakból (fenilalanin, tirozin) történik. Ezek az
aminosavak ammonialiáz enzim hatására a megfelelő fahéjsavvá alakulnak át, mely vegyületek
aromás gyűrűje további enzimatikus lépésekben szubsztituálódik
98

A flavonoidok bioszintézise II.
OH
CoAS
O
O
OH
OH
malonil-CoA
HO
CoAS
O
kalkon szintetáz
O
O
OH
resveratrol
OH
HO
OH
OH
HO
O
OH
O
OH
O
naringenin
A fahéjsav származékok további enzimatikus lépések során alakulnak át a flavonoid
származékokká. Ezen lépések nagy része laboratóriumban is megvalósuítható. Ezen alapul a
flavonoidok előállítása (biomimetiukus szintézis)
99

Az alapvázak szintézise I.
CHO
OH
szalicilaldehid
Ac 2 O/NaOAc
H 2 O
- AcOH
OH COOAc O O
"vegyesanhidrid"
kumarin
H 2 /Pd
DIBAL-H
O
O
OH
O
O
4H-kromén
kromán-2-on
O
HCOOEt
O
CHO
O
O
OH
NaOEt
OH
O
OH
O
kromon
100

Az alapvázak szintézise II.
O
CHO
O
O
OH
+
KOH
EtOH
OH
NaOAc
O
2'-hidroxikalkon
flavanon
H 2 O 2
KOH, MeOH
O
O
OH
O
OH
O
OH
O
O
flavanonol
flavonol
101

Az alapvázak szintézise III.
O
C 5 H 11 ONO
NBS/H
O
O
NOH
flavanon
O
Br
O
O
AcOH/H
O
OH
O
O
O
flavonol
flavon
102

Az alapvázak szintézise IV.
O
H 2 /Pd
H 2 /Pd
O
flavanon
O
flaván
Cl
O
O
OH
Mg/HCl
OH
O
flavonol
MeOH
Cl
O
3-hidroxiflaviliom-klorid
103

Az alapvázak szintézise IV.
O
OH
O
O
TTN
NaOMe
OH
MeOH
CH(OMe) 2
MeOH
O
2'-hidroxikalkon
izoflavon
H 2 /Pd
AcOH, rt
O
O
DIBAL-H
izoflavon
O
O
NaBH 4 /MeOH
rt.
O
izoflaván
izoflavon
OH
H 2 /Pd
MnO 2
MeOH, rt
O
CH 2 Cl 2, rt.
104

A flavonoidok szerepe az élő szervezetben I.
• Szabályozza a hajszálerek áteresztőképességét és erősíti azok falát, csökkenti
törékenységüket
• Segíti a sima izmok relaxációját – vérnyomáscsökkentő hatás
• Segíti a normális vérkeringés fenntartását
• Csökkenti az LDL oxidációját –csökken az érszűkület kialakulásának veszélye
• Csökken a vérlemezkék összetapadásának veszélye – véralvadás mérséklő hatású
• Antioxidáns hatása révén gátolja a gyulladások kialakulásában felelős molekulák hatásának
érvényesülését (hisztaminok, prosztaglandinok, leukotriének)
• Ösztrogén hatás
• Daganat növekedés gátló hatás
A flavonoidoknak nincs ismert mellékhatása!
A flavonoid hiány nem értelmezhető fogalom
A flavonoidok nem vitaminok! Univerzálisnak tűnnek, azonban hatásuk nem elég drasztikus a már
kialakult betegséges teljes visszafordításához. Szerepük inkább a megelőzésben és kiegészítő
kezelésként van.
105

A flavonoidok szerepe az élő szervezetben II.
Betegség, állapot
Flavonoid, forrás
Érszűkület
Quercetin, áfony
Horzsolások, zúzódások
Áfonya
Hajszálértörékenység
Quercetin, hesperidin, áfonya
Szürkehályog
Quercetin, áfonya
Cukorbetegség
Quercetin, áfonya
Vizesedés
Quercetin, áfonya
Zöldhályog
Rutin
Szénanátha
Quercetin, rutin, hesperidin
Klimax
Hesperidin
Éjszakai vakság
Áfonya
Gyomorfekély
Quercetin
Májgyulladás
Catechin, silybin
Magas koleszterinszint
Quercetin
106

A flavonoidok természetes forrásai
OH
OH
OH
OH
HO
O
HO
O
OH
OH
OH
OH
OH
epikatechin
epigallokatechin
OH
OH
HO
OH
O
O
O
OH
OH
-Zöldtea
-Szőlőmag
-Fenyőkéreg
OH
OH
epigallokatechin gallát
A szárított tealevél 30 m/m%-a különböző flavonoidok
keveréke
107

HO
O
OH
OH
HO
O
OH
OH
HO
O
OH
HO
OH
HO
OH
OH
OH O
Quercetin
OH
OH O
Kaempferol
O
HO
OH
proanthocyanidinek
OH
flavonolok
Fenyőkéreg
Zöldtea
Áfonya
Körte
Ginko biloba
Alma
Zöldtea
Ginko levelek
Szőlőhéj
108

HO
Flavonok, biflavonok
Ginkolevelek és citrusfélék héja
OH
HO
O O
O
O
HO
OH
OH
O
OH
Amentoflavon
HO H 3CO
HO
HO
O
O
HO
HO
O
O
OH
O
aglikon
OH
OCH 3
Hesperidin
109

Flavononolok
Flavanolignánok
HO
O
OH
OH
HO
O
H
O
O
H
H
OH
OH
O
OH
OH
O
H
OH
Silybin
OCH 3
OH
Taxifolin
Fenyőkéreg
Mária tövis
„Silybum Marianum”
110

OH
OH
Anthocyaninok
HO
O
OH
OH
cyanidin
OCH 3
OH
HO
O
OCH 3
OH
OH
malvidin
OCH 3
OH
HO
O
OH
OH
OH
petunidin
111

Isoflavonok - szója
OH
O
OH
O
OH
HO
O
HO
O
Genistein
Diadzein
OH
HO
Ösztradiol
112

A francia paradoxon
USA : 350
389
480
852
Szív és érrendszeri megbetegedésben
elhunytak száma – (100 000 főre
viszonyítva) – 2002
•Stressz, mozgás szegényéletmód, zsíros
ételek!
404
275
481
560
458
601
495
534
668
359
724
A
768
O
C
942
B
• Eltérés: fejlet vörösbor fogyasztói
szokások (kultúra)!
•Hasonló az eredmény a szintén vörösbor
fogyasztó Spanyolországgal!
SÖR: prenilezett flavonoidok – rák
ellenes hatás
309
410
470
113

Flavonoidok mint színanyagok
A flavonol és flavon származékok többnyire sárga színűek, a virágok és a termések színét adják.
O
OH
O
flavonol
O
O
flavon
Az antocianidinek vörös-kék színű színezőanyagok. Szinük és szerkezetük pH függést mutat.
antocianidin (aglikon)
O
HO
O O
antocian (glikozid)
OH
OH
OH
114

OH
OH
OH
O
O
O
HO
O
HO
O
HO
O
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
vörös (pH < 3) ibolya (pH = 7-8) kék (pH 9-10)
O
O
HO
O
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
sárga (pH > 11)
115

A biomassza összetétele
A Földön évente újratermelődő biomassza mintegy 200 milliárd tonna/év
tömegűnek becsülhető.
Szénhidrátok
75%
Lignin
20% Zsírok,
Fehérjék,
Terpenoidok,
Alkaloidok,
Nukleinsavak
5%

Szénhidrátok
A szénhidrátokat szerkezetük szerin két nagy csoportra oszthatjuk:
• monoszacharidok. E vegyületekre jellemző, hogy savas hidrolízissel már nem bonthatók kisebb
molekulatömegű szénhidrátokra.
• összetett szénhidrátok: Jellemzőjük, hogy savas hidrolízissel egyszerű cukrokká bonthatók. Az
összetett szénhidrátok egy részének fizikai és kémiai tulajdonságai még nagyon hasonlítanak a
monoszacharidokéra. Ezeket oligoszacharidoknak nevezzük. Az összetett szénhidrátok másik
csoportját, melyek tulajdonságai számottevően eltérnek a mono- és oligoszacharidokétól
poliszacharidoknak hívjuk.
OH
HO
HO
OH
O
OH
OH
HO
HO
OH
O
OH
O
OH
OH
O
OH
OH
HO
HO O
HO
O
OH O
OH
O
OH
OH
O
HO
O
OH
O
HO
OH
O
OH
OH
O
O
OH
O
OH
O
OH
HO
117

Szénhidrátok szerepe
•energiahordozók
•növényekben: fotoszintézis
•vázanyagok: a szénhidrátokból keletkező polimerek (cellulóz, kitin)
•Biológiai információk hordozói: A szénhidrátok és konjugátumaik (glikopeptidek, glikolipidek) az élő
sejt felületén gondoskodnak a sejt adhézióról (tapadás), részt vesznek a sejt osztódás gátlásában,
szerepük van a vírusok, baktériumok és hormonok valamint toxinok sejten való megkötődésében és
irányítják az immunválaszt. Szerepük van az ivarsejtek egymásra találásában. Mint nukleozidok
alkotóelemei közvetői a genetikai folyamatoknak (RNS, DNS, receptorok a sejt membrán felületén /
glikolipidek, glikoproteidok)
•Királis kiindulási anyagok
(CO 2 )n + (H 2 O)n
h
klorofil
(CH 2 O)n + (O 2 )n
iparban
üzemanyagpótló
EtOH
keményítõ
Szervezetben: cukorlebontás
glükóz H 2 O + CO 2 675 kcal / mol
118

Monoszacharidok
A monoszacharidok mint a-hidroxi-oxovegyületek az oxocsoport jellege szerint aldózokra és ketózokra
oszthatók fel, melyek külön-külön tovább csoportosíthatók szénatomszámuk szerint. Tekintettel arra,
hogy ezek a vegyületek több kiralitás centrumot is tartalmaznak, így több sztereo izomerrel is
számolnunk kell (2 n ).
OH
O
OH
HO
CHO
aldotrióz
HO
HO
CHO
OH
O
HO OH
ketotrióz
HO
HO
OH
OH
HO
OH
CHO
aldopentóz
OH
HO
O
OH
ketopentóz
O
HO
aldotetróz
HO
HO
CHO
OH
HO
ketotetróz
HO
HO
OH
OH
OH
OH
aldohexóz
ketohexóz
Az azonos összegképletű aldózok és ketózok egymás izomerjei. Általános összegképletük
(CH 2 O) n alakban is felírható.
119

Az oxocsoporttól legtávolabb levő
szénatom konfigurációja szerint: D-,
vagy L-konfiguráció (a ketotrióz
kivételével minden molekula egy, vagy
több aszimmetriás centrumot
tartalmaz)
120

Szénhidrátok térszerkezetének ábrázolása:
Fischer-féle vetítés
ox
C
red
H
CHO
OH
CH 2 OH
HO
CHO
H
CH 2 OH
D
L
2 CHO
CHO
2 x
4 H C OH 1
HO C CH 2 OH
CH 2 OH
H
3
HO
CHO
CH 2 OH
R
121

epimer cukrok
H
HO
H
H
CHO
CHO
CHO
CHO
OH
H
OH
OH
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH CH 2 OH
D-glükóz D-mannóz D-galaktóz
2 4 =16
8 db D
8 db L
epimer cukrok
nem epimerek
122

A szénhidrátok egyensúlyi elegyében a nyílt láncú forma és a ciklofélacetál öt- vagy hattagú gyűrűs
állapotban található →Haworth-Böeseken-képlet (piranóz, illetve furanóz, a megfelelő heterociklusok
analógiájára): IR spektroszkópiával ugyanis nem mutatható ki a karbonilcsoport, tehát spontán,
reverzibilis intramolekuláris nukleofil addícióval ciklofélacetálokként vannak jelen.
O
O
CHO
CH 2 OH
O
O
apirán piranóz furán furanóz
2x
csere
HOH 2 C
CHO
OH
HOH 2 O
O
OH
C
H
CH 2 OH
O
H
O
H
O H O OH
CH 2 OH H
CH 2 OH H
+
OH
H
a-anomer
b-anomer
123

Mutarotáció
Az anomerek keletkezésére (és tulajdonképpen a gyűrűs szerkezet kialakulására) a mutarotáció
jelensége hívta fel a figyelmet. A kristályosítás módjától függően kétféle forgatóképességű D-glükóz
(vagy egyéb cukor) ismeretes.
HO HO
HO HO
H
a-D-glükofuranóz
H
H
HO
H
H
HO
H
O
O
H
OH
H
OH
b-D-glükofuranóz
H
OH
OH
H
Jégecet oldat alkohol
[a] = + 112,2° [a] = +52,2 o [a] = + 18,7 o
a-D-glükóz
HO
CHO
OH
OH
OH
OH
D-glükóz
b-D-glükóz
HO
HO
H
HO
HO
OH
H
H
H
O
OH
a-D-glükopiranóz
H
OH
H
H
H
O
OH
OH
H
b-D-glükopiranóz
Mutarotáció: a D-glükóz vizes oldatának optikai forgatása oldás után folyamatosan változik az
egyensúly beállásáig ([a] D = 57).
124
H
OH

Mutarotációs egyensúlyi elegyek összetétele

Hexózok konformációja
a
e
e
O
a
O
O
4 C 1 konformer 4C 1 konformer
(stabilabb)
4
OH
5 O
OH
OH
3
OH
1
2
OH
5
4
OH
6
OH
3
OH
O
2
OH
1
OH
HO
HO
4
3
OH
5
2
O
OH
1
OH
4C 1
b-D-glükopiranóz
4 C 1
legstabilabb szerkezet
H mind axiális
OH, CH 2 OH mind ekv.
126
csupa transz

Anomer effektus
Az a-D-glükóz esetén is a 4 C 1 -konformáció a kedvezményezett, jóllehet ilyenkor a glikozidos
hidroxilcsoport már nem ekvatoriális, hanem axiális térállású. A 4 C 1 -konformációban a glikozidos
hidroxilcsoport és a C-3, valamint a C-5 szénatomokhoz kapcsolódó hidrogénatomok közelsége (1,3-
diaxiális kölcsönhatás) a molekula energiatartalmát növeli. Az energiatartalom növekedését az ún.
anomer effektus, mint energianyereség viszont ellensúlyozza. Az anomer effektus ugyanis azt jelenti,
hogy a gyűrű oxigénatomjának axiális térhelyzetű nemkötő elektronpárja (mint HOMO-pálya),
kölcsönhatásba lép a vele azonos síkban levő glikozidos OH-csoport szén-oxigén kötésének lazító
pályájával (mint LUMO-pálya). A megfelelő előjelű pályarészek átlapolása jelentős energia nyereséggel
jár.
H
HO
HO
H
OH
H
O
1 H
H OH
OH
OH
OH
OH
O
n
1 O
OH
OH
O
*
H
a-D-glükóz
127

Éter- és észterképzési reakciók
HO
HO
H
OH
H
H
H
O
OH
OH
H
(CH 3 ) 2 SO 4
KOH
H 3 CO
H 3 CO
H
OCH 3
H
H
H
O
H
OCH 3
OCH 3
híg HCl
H 3 CO
H 3 CO
H
OCH 3
H
H
H
O
OCH 3
OH
H
H
OH
absz CH 3 OH / HCl
Ac 2 O/piridin
H
OAc
HO
HO
H
H
H
O
H
OH
OCH 3
metil-a-D-glükopiranozid
AcO
AcO
H
H
H
O
OAc
OAc
H
A poranóz (furanóz) gyűrűvé záródás során félacetál keletkezik és az így keletkezett hidroxil csoport
reaktivitása számottevően különbözik a többiétől.
Azokat az étereket, melyek a glikozidos hidroxilcsoporton jönnek létre O-glikozideknek nevezzük.
128

A primer hidroxilcsoport védésére használják a tritil-kloridot (trifenilklórmetán) is, amit katalitikus
hidrogénezéssel könnyen el lehet távolítani.
OH
OTr
HO
HO
HO
O
OMe
Tr-Cl
Py
HO
HO
HO
O
OMe
Tr = Ph 3 C-
A benzil csoport is gyakran alkalmazott védőcsoport a szénhidrátkémiában is.
HO
HO
HO
OH
O
OMe
PhCH 2 Cl
DMF/NaH
kat. H 2
- PhMe
A benzil csoport eltávolítása másképpen is lehetséges:
BnO
BnO
BnO
OBn
O
OMe
H O CH 2 Ph
Br 2 / h
H O CH Ph
OH
H O CH Ph
Br
OH
H / H 2 O
H OH PhCHO
129

Egyéb észter származékok
H
OH
R-SO 2 Cl
piridin
H
OMs(Ts)
Nu
S N 2
Nu
H
inverzió
LiAlH 4
Nu = Hlg, MeO, N 3 , CN, AcO
H
H
dezoxicukor
H O Me
O
Na OMe / MeOH
kat. mennyiség
H
O
OMe
O
Me
H
O
Me
O
OMe
MeOH
Zemplén-féle deacetilezés
MeO
H
OH
130

Acetál képzés
HO
HO
HO
OH
O
OH
Me 2 CO
H
CHO
O
O
OH
O
O
O
H
CH 2 OH
PhCHO
ZnCl 2
H
N
CrO3
1,2-5,6-diizopropilidén-D-glükóz
(diacetonglükóz)
AcOH / víz
kat. H 2
O
Ph
O
O
HO
20 o C
HO
HO
OH
O
HO
OH
O
H
4,6-benzilidén-D-glükóz
O
O
H
O
O
O
O
O
monoacetonglükóz
red.
H
O
O
OH
O
O
O
H
a diacetonglükóz epimerje
(egy OH konfigurációjában
különböznek csak)
131

Oxocsoport reakciói
Oxidációs és redukciós reakciók:
CHO
COOH
híg HNO 3 v.
Br 2 / víz
HO
HO
OH
O
O
CH 2 OH
CH 2 OH
OH
glükóz glükonsav g-lakton
(aldonsav)
HO
HO
OH
O
OH
red.
laktol
OH
A cukrok redukcióval cukoralkoholokká, enyhe oxidációval aldonsavakká, míg erélyes oxidációval
aldársavakká alakíthatóak.
132

COOH
COOH
COOH
CH 2 OH
HNO3
COOH
- H2O
HO
OH
O
OH
monolakton
O
+ O
- H2O
OH
O
OH
OH
COOH
glükonsav
glükársav
(aldársav)
HO
H
O
O
O
H
OH
O
O
dilakton
OH
O
O
C
O
OH
133

Ezüst tükör póba: az aldózok az Ag(NH 3 ) 2 oldatából fém ezüstöt választanak ki miközben aldonsavakká
oxidálódnak.
Fehling póba: az aldózok Cu(II)SO 4 -nak KNa-tartaráttal képzett komplexéból vörös színű Cu 2 O-t
választanak le miközben aldonsavakká oxidálódnak.
134

Redukciós átalakítások
O
OH
C
O
H
red.
CH 2 OH
cukoralkohol
Epimerizáció
C
O
H
CH
OH
C
O
H
H
C
OH
C
OH
HO
C
H
D-glükóz endiol D-mannóz
CH 2
OH
C
O
D-fruktóz
135

Kondenzációs reakciók
CHO
Ph-NH-NH 2
H
CH
N
OH
NHPh
CH NH NHPh
CH NH
O H
O
2 Ph-NH-NH 2
ox.-red.
- PhNH 2
CH 2 OH
CH 2 OH
hidrazon
CH 2 OH
CH 2 OH
Schiff bázis
(imin)
NH 2
CH
N
N
NHPh
NHPh
CH NH
OH
NH Ph
NH NH Ph
- NH 3
- H 2 O
CH 2 OH
D-glükóz-feniloszazon
CH 2 OH
136

Wohl-Zemplén féle lebontás
CHO
CH 2 OH
NH 2 -OH
CH
N
OH
CH 2 OH
OH
Ac 2 O
- H 2 O
AcO
C
N
OAc
OAc
OAc
CH 2 OAc
NaOMe
MeOH
D-glükóz oxim nitril aldehid-ciánhidrin
O
C
N
O
O
O
CH 2 O
H
HO
CHO
OH
OH
CH 2 OH
D-arabinóz
137

Kiliani-féle felépítés (lánchosszabbítás)
CHO
HO
OH
OH
CH 2 OH
D-arabinóz
HCN
H
HO
CN
C OH
OH
OH
CH 2 OH
+
HO
HO
CN
C H
OH
OH
CH 2 OH
H
- NH3
H
HO
COOH
C OH
OH
OH
CH 2 OH
+
HO
HO
COOH
C H
OH
OH
CH 2 OH
H
HO
H
H
CHO
OH
H
OH
OH
CH 2 OH
HO
HO
H
H
CHO
H
H
OH
OH
CH 2 OH
HO
HO
red.
Na(Hg) / H +
OH
O
OH
O
+
HO
HO
- H 2 O
OH
O
OH
O
D-glükóz
D-mannóz
138

Diszacharidok
HO
HO
Redukáló diszacharidok
OH
O
OH
O
HO
HO
OH
cellobióz
b-D-glükopiranozil (1-4)-b-D-glükopiranóz
OH
HO
OH
O
OH
O
HO
O
OH
O
OH
OH
Laktóz
b-D-galaktopiranozil-(1-4)-b-D-glükopiranóz
OH
HO
HO
HO
Nem redukáló diszacharid
HO
OH
OH
O
OH
O
OH
OH
O
O
HO
OH
O
OH
OH
OH
a-D-glükopiranzozil-(1-2)-b-D-fruktofuranóz
Szacharóz
O
A redukáló diszacharidok adják az ezüst tükör és a
Fehling próbát.
OH
maltóz
a-D-glükopiranozil (1-4)-b-D-glükopiranóz
OH
139

Invertcukor és műméz
A szacharóz híg ásványi savakkal vagy enzimatikus úton D-glükózra és D-fruktózra hidrolizál. A
hidrolízis során a cukoroldat forgatóképessége folyamatosan csökken, eléri a nulla értéket, majd balra
forgatóvá válik, mivel a fruktóz erősebben forgat balra, mint a glükóz jobbra. A forgatóképesség
előjelének megváltozása miatt a szacharóz hidrolízisét invertálásnak, és az így nyert egyszerű cukor
keveréket invertcukornak („műméz”) nevezik.
A mézhamisítás leggyakoribb módja a virágmézként árult műméz. A műméz invertcukorból aromás
anyagok (néha zamatos méz) hozzákeverésével és festékanyagok színezésével készül. A hamisítást
könnyen felismerhetjük, ha egy kávéskanálnyi mézet tiszta szeszben feloldunk. Amennyiben teljesen
oldódik, úgy a méz tiszta. Ellenkező esetben homályos lesz és rövid idő múlva a belekevert anyag
leülepedik.
140

Diszacharidok szintézise Koenigs-Knorr módszerrel
NaOAc / NaOMe
D-glükóz
TrCl / piridin
AcO
TrO
OAc
OAc
O
OAc
H
OH
OH
O
OH
OAc
OH
HBr / jégecet
Ac 2 O / Py
AcO
TrO
OAc
O
H
OAc
O
OAc
OAc
OAc
Br
OAc
OAc
H
HO
kat. H 2 , MeOH
Ag 2 CO 3
CHCl 3 / C 6 H 6
24 o C
AcO
OAc
OAc
O
OAc
OAc
H
O
O
OAc
OAc
H
OAc
OAc
OAc
oktaacetilgenciobióz
O
OAc
OAc
H
kat. NaOMe
MeOH
genciobióz
141

Poliszacharidok
*
*
HO
HO
*
HO
OH
O
OH
OH
O
NH
O
OH
HO
O
HO
HO
O
HO
O
OH
O
HO
HO
OH
OH
O
O
NH
O
O
n
n
*
*
Cellulóz: b-D-glükoporanozil-(1,4)-b-D-glükopiranóz
Kitin: b-D-N-acetil-glükózamin b-(1,4)-
kapcsolódású homopolimere
Keményító: a-D-glükóz egyslgekből épül fel, melyekaz
amilózban a(1,4)-kötéssel kapcsolódnak össze.
Helikális struktúra.
Az amilopektinben az a-(1,4) kötések mellet 15-22
egységenként a-(1,6) kötések is vannak.
A keményítő a növényi tartaléktápanyag.
Az állati megfelelője a glikogén, aminek a felépítése
megegyezik az amilopektinével.
n
142

Az anyatej oligoszacharidjai
Védő hatás bakteriális
fertőzések ellen
A baktériumok
lektinjeihez kötődve
megakadályozzák azok
adhézióját az
epithelialis sejtekhez
Forrás:
J. Kemsley,
Chem. Eng. News, 2008, 86, 13.

Ciklooligoszacharidok
Ciklodextrinek
a
g
b

Ciklodextrinek

Nukleinsavak, nukleotidok, nukleozidok
1869-ben Miescher a sejtmagból egy savas természetű, lúgban oldódó foszfortartalmú anyagot izolált,
amit később, eredetére utalva nukleinsavnak nevezetek el. Kiderült, hogy a nukleinsavak és különböző
származékaik minden sejtben előfordulnak és nélkülözhetetlen feladatokat látnak el.
A nukleinsavak nagy molekulatömegű polimer molekulák. A különféle sejtekből nyert nukleinsavak teljes
hidrolízisével pentózokat, purin- és pirimidinbázisokat, valamint foszforsavat lehet izolálni. A hidrolízis
körülményeinek (savas, lúgos vagy enzimatikus) változtatásával részleges lebontás is megvalósítható. Az
így nyerhető összetett építőegységek közül a nukleotidokban a cukormolekulához szerves bázis és
foszforsav kapcsolódik, a nukleozidokban pedig a cukor szerves bázissal képez vegyületet.
Nukleinsavak
HO
O OH
HO
O OH
Nukleotidok
Részleges hidrolízis
OHOH
ribóz
OH
dezoxiribóz
Részleges hidrolízis
Nukleozidok + foszforsav
R
N
N
N
N
R H 3 PO 4
N N
H
Hidrolízis
Pentózok + purin vagy
pirimidin bázis
DNS: dezoxiribonukleinsav - cukor komponense a dezoxiribóz
RNS: ribonukleinsav – cukor komponense a ribóz
146

A nukleinsavakat felépítő bázisok szerkezete
Bázisként pirimidin- és purinvázas vegyületek izolálhatók, mégpedig az előbbiek uracil, timin vagy
citozin lehetnek, az utóbbiak adenin vagy guanin. A vegyületek jelölésére gyakran nevük kezdőbetűjét
(U, T, C, A, G) használjuk.
A bázisok jelenléte nem teljesen tetszőleges. Az uracil csak az RNS-ben, a timin csak a DNS-ben
fordul elő, a további három bázis pedig mindkét nukleinsavban megtalálható.
O
HN
O
N
H
O
HN
O
N
H
O
N
NH 2
N
H
N
NH 2
N
N
H
N
H 2 N
HN
O
N
N
H
N
uracil timin citozin
adenin
guanin
HO
A nukleozidok nevét a bázisok nevéből képezzük úgy, hogy pirimidinbázis esetén idin végződést,
purinbázis esetén pedig ozin végződést illesztünk a bázis nevének első részéhez. A DNS-ből nyert
nukleozidok nevéhez dezoxi előtag járul.
O
HN
O
O
N
HO
O
HN
O
O
N
HO
O
O
N
NH 2
N
HO
O
N
O
NH 2
N
N
HO
NH 2
N
O
N
N
HO
N
NH 2
N
O
N
N
H 2 N
HN
HO
O
N
O
N
N
H 2 N
HN
HO
O
N
O
N
N
HO
HO
HO
HO
HO
HO
HO
HO
OH OH OH OH
uridin timidin dezoxicitidin citidin dezixiadenozin adenozin dezoxiguanozin guanozin
147

Nukleozidok előállítása, fizikai és kémiai sajátsága
A nukleinsavak szerkezetfelderítése szempontjából jelentős a nulkleozidok szintetikus úton történő
előállítása is. Ennek egyik lehetséges és gyakori módja, amikor acilezett a-d-ribofuranozil-kloridból és a
megfelelően védett purin- vagy pirimidinszármazék klórmerkuri sójából kiindulva alakítják ki a b-
glikozidos kötést.
NH
NHAc
2
N
N
N
N
NHAc
AcO H
O
N N
N N
Cl
N
N HgCl 2
+
NaOH
xilol /
OH
N N
AcO
H
AcO
O
2 O
O
OAc
HgCl
AcO OAc
OHOH
adenozin
A nukleozidok magas olvadáspontú, vízben jól oldódó színtelen kristályos vegyületek. A glikozidos
kötés lúggal szemben ellenálló, míg híg savval könnyen hidrolizálható, miközben pentóz és bázis
képződik. A dezoxiribonukleozidok esetében kíméletes körülményeket kell alkalmazni, mivel a
képződő 2-dezoxi-d-ribóz savérzékeny.
148

A nukleotidok szerkezete, fizikai és kémiai sajátságaik
A nukleotidok a nukleinsavak háromrészes építőegységei. Foszforsavészterek, melyek a nukleinsavakból
enyhe lúgos vagy enzimatikus hidrolízis hatására képződnek. A hidrolízistermékek között a
ribonukleinsavak esetében 2’-, 3’- és 5’-foszfátok, a dezoxiribonukleinsavak esetében pedig 3’- és 5’-
foszfátok fordulnak elő.
A nukleotidok nevét a nukleozidok nevéből képezzük úgy, hogy megjelöljük az észteresített
hidroxilcsoport helyét. Szokásos a nukleotidok nevét rövidítve megadni, például uridin-5’-foszfát = 5’UMP.
O
O
O
HN
HN
HN
HO O
O
P
HO
O
O
N
uridin-5'-foszfát
HO
O
HO
HO OH
O OH
HO
P
O OH
O
N
uridin-3'-foszfát
HO
O
O
N
O
O
P OH
OH
uridin-2'-foszfát
A nukleotidok magas olvadáspontú, vízben oldódó kristályos vegyületek. A dihidrogénfoszfát
csoport jelenléte miatt erős savak. A nukleotidok óvatos savas hidrolízise a glikozidos kötés
hasadásával bázist és pentózfoszfátot eredményez, lúgos hidrolízissel pedig a foszforsav sója
mellett a megfelelő nukleozidot lehet izolálni.
149

A nukleinsavak elsődleges szerkezete
A nukleinsavak nukleotidokból épülnek fel úgy, hogy a polinukleotid láncban a pentózok 5’ és 3’
hidroxilcsoportja foszforsavdiészter-kötéssel kapcsolódik össze. A pentózok 2’ szénatomján a DNS-ben
hidrogén, az RNS-ben pedig szabad hidroxilcsoport található. Tehát a polimer molekula gerincét, primer
szerkezetét mind a DNS-ben, mind az RNS-ben a pentóz-foszfát lánc alkotja, melynek változékonyságát a
cukorrészhez kapcsolódó bázisok jelentik
B
N
O
OH
O P OH
O
OH
nukleozid-3'-foszfát
lép-foszfodiészteráz
5' kötést hasít
B
N
O
5'-vég
B
N
O
O
O P OH
O
OH
3'-vég
O
O
P
O OH
OH
O
B
N
O
O
O
P O
HO
O
O
P
HO
O
O
HO
P
O
O
HO
O
P O
O O
N
O
B
kígyóméreg-foszfodiészteráz
N
B
3' kötést hasít
O
O
P
HO
B
N
O
OH
OH
nukleozid-5'-foszfát
N
B
O
N
B
A nukleinsavakat alkotó nukleotidegységek kapcsolódási módjának felismerését többek között az
tette lehetővé, hogy találtak olyan specifikus enzimeket, melyek a polinukleotid lánc észterkötését
csak az 5’-helyzetű vagy csak a 3’-helyzetű hidroxilcsoportnál hasítja el.
150

A bázissorrend meghatározása
A nukleotidok kapcsolódási sorrendjét (szekvenciáját) ugyancsak enzimek segítségével derítették
fel. Az ún. restrikciós enzimek meghatározott szekvenciájú kisebb nukleotid láncokat hasítanak ki a
polimerből. A szétszabdalt láncok újra egyesíthetők a DNS ligáz enzim segítségével, a DNS polimeráz
enzim pedig a DNS szintézist katalizálja.
A DNS bázissorrendjének meghatározása Sanger nevéhez fűződik: szekvenálási eljárás alapelve nem
a lebontás, hanem az enzimkatalizált DNS-szintézis irányított megszakítása. A szintézis
megszakítására 2’,3’-didezoxi-ribózt alkalmazott, ami a 3’ láncvégen nem tud észteresedni, ezért az
eljárás didezoxi módszer néven vált ismertté.
A különböző eredetű DNSmolekulák
hidrolizátumában a
purinbázisok (adenin és guanidin)
moláris mennyisége mindig
azonos a pirimidinbázisokéval
(timin és citozin), sőt további
szabályosság, hogy az adenin
mennyisége a timinével, valamint
a guanin mennyisége a citozinéval
azonos (Chargaff-szabályok 1950).
Az RNS-ek esetében nincs ileyn
szabályserűség
Frederick Sanger (1918 -)
Nobel díj – 1958: inzulin aminosav sorrendjének meghatározása
Nobel díj – 1980: DNS szekvencia meghatározásáért
Erwin Chargaff (1905 – 2002)
151

3,4 nm
A DNS másodlagos szerkezete - 1953
2 nm
Francis H.C. Crick (1916 – 2004)
Nobel díj: Nukleinsavak
szerkezetének
meghatározásáért - 1962
James D. Watson (1928 -)
Nobel díj: Nukleinsavak
szerkezetének
meghatározásáért - 1962
152

A DNS szerkezete
X-ray diffraction pattern of
DNA. The spots forming a
cross in the center denote a
helical structure. The heavy
bands at the left and right arise
from the recurring bases.

A DNS szerkezet változatai
A-
forma
B-forma (balra)
A-forma (középen)
Z-forma (jobbra)
B-
forma
Z-
forma

A DNS szerkezet változatai
B-forma A-forma Z-forma
Színkód: foszfodiészter lánc és a furanózgyűrűk – zöld; purin bázisok –
piros; pirimidin bázisok – kék.

A DNS szerkezetek adatai

DNS szuperszerkezetek
Schematic illustration of closed circular DNA in open conformation
(left) and then in a negative supercoiled conformation (middle) and
positive supercoiled conformation (right).

Bázispárok a DNS-ben (Watson-Crick modell)

A DNS másodlagos szerkezet II.
A DNS-t alkotó két polinukleotid lánc kettős helixet alkotva egymás mellé csavarodik. A hélix külső
palástját a pentóz-foszfát polimer lánc alkotja, a paláston belül pedig a bázisok páronként
hidrogénkötésekkel kapcsolódnak össze. A bázisok mólarányainak megfelelően a bázispárok
összekapcsolódása nem lehet tetszőleges. Az adenin csak a timinnel, a guanin csak a citozinnal alkothat
bázispárt.
O
H 2 N
N
NH 2
O
N
C 1'
N
NH N
O
1,1 nm
N
N
C 1'
C 1'
N
NH N
O H 2 N
1,1 nm
N
N
C 1'
T
A
C
G
A DNS-t alkotó két polinukleotid lánc kettős helixet alkotva egymás mellé csavarodik. A hélix külső
palástját a pentóz-foszfát polimer lánc alkotja, a paláston belül pedig a bázisok páronként
hidrogénkötésekkel kapcsolódnak össze. E szabályos szerkezet kialakulásához az szükséges, hogy a
két összecsavarodó lánc szerkezete pontosan megfeleljen egymásnak. A két szál bázissorrendje
egymást kiegészítő, azaz komplementer szerkezetű, tehát az egyik szál bázissorrendje szigorúan
megszabja a másik szál szekvenciáját
A hélix szerkezet rögzítéséhez a bázispárok hidrogénkötésein kívül, a síkban egymás felett
elhelyezkedő bázisok heteroaromás gyűrűi közötti erős van der Waals-kölcsönhatások is
hozzájárulnak. A DNS külső palástján a poláris pentóz-foszfát láncok vízoldhatóvá teszik a
makromolekulát, ugyanakkor megvédik a belső apoláris bázisokat a külső behatástól.
159

Szemikonzervatív replikációval
Az a-helix struktúra a DNS topoizomeráz és helikáz enzimek hatására szűnik meg, majd a DNS
polimeráz a szétcsavarodott szálak mellé kiépíti azok komplemeterét. Így az eredetivel teljesen azonos
két új szálat kapunk.
A DNS polimeráz mindig csak az 5’ → 3’ irányba képes felépíteni az új szálat. Így az egyik szál kiépülése
folyamatos az 5’ vége felől („leading-vezető”), addig a másik szál (lagging - követő) felépülése a szét
tekeredés felől történik, és a keletkező fragmenseket (Okazaki fragmensek) a DNS ligáz enzim kapcsolja
össze egységes szállá.
160

A DNS biológiai funkciója
DNS
transzkripció
mRNS
transzláció
Fehérjék
A DNS szerepe a biológiai információ hordozásában van. Ez kódolja az élő szervezet felépítéséhez
szükséges fehérjék szerkezetét.
• Minden hírvivő RNS egyetlen génre vonatkozó információt kódol és szállít, ami egy darab
polipeptidlánc felépítéséhez elegendő.
• Minden egyes bázishármas egy meghatározott aminosavat (vagy STOP-jelet) kódol (l.
aminosav-kódszótár). A riboszóma ezt az aminosavat fogja a láncba építeni.
Az mRNS-en a leolvasás egy START-jellel indul. Ez a bázishármas az AUG, ami a metionint
kódolja.
• Van három STOP-jel is, amik leállítják a folyamatot. Ezek nem kódolnak aminosavakat.
• Az információ "pont-, vessző- és átfedésmentes". Ez annyit tesz, hogy a START- és STOP-jel
között nem állhat meg a leolvasás, egyetlen bázis sem maradhat ki a leolvasásból, és nem
lehet bázist kétszer olvasni.
• A kód (majdnem) univerzális, mert ugyanazok a bázishármasok ugyanazokat az aminosavakat
kódolják minden élőlényben.
• A kód degenerált, azaz egy aminosavat több bázishármas is kódolhat.
• A kód lötyög. Ez azt jelenti, hogy gyakran elég az első kettő bázist leolvasni, mert nem számít,
hogy mi a harmadik. (Mindenképp ugyanazt az aminosavat kódolja.)
161

Aminosav kódszótár
162

mRNS
1. A hírvivő RNS vagy mRNS az RNS-molekulák azon csoportjába tartozik, amely a sejtekben a
legkisebb arányban fordul elő. Az mRNS-en tárolt információ meghatározza, hogy a különböző
aminosavak milyen sorrendben épüljenek be a készülő polipeptid láncba.
163

Az RNS típusai, másodlagos és harmadlagos szerkezete
Hírvivő (messenger) mRNS
Riboszomális rRNS
Transzfer tRNS
A-típusú kettős helix

RNS típusok jellemzői

tRNS
A tRNS a legkisebb RNS-molekula: általában 75-80 nukleotid egységből épül fel, így tömege is a
legkisebb. Szerepe a fehérjék építőegységeinek, az aminosavaknak a riboszómákhoz való szállítása.
Mind a 20 fehérjékben előforduló aminosavat legalább egy specifikus tRNS köt meg.
Funkcionális szempontból két
legfontosabb molekularészletük az
aminosav-kötőhely és a templátfelismerőhely.
Az aminosavak kötése a
molekula ún. 3’ végén történik (az egyes
nukleotidegységek kapcsolódása a ribóz
3’ szénatomjához és 5’ szénatomjához
kapcsolódó OH- ill. PO4-csoportokon
keresztül történik. 3’ végnek nevezzük a
lánc azon végét, ahol a nukleotid 3’
szénatomján elhelyezkedő OH-csoporthoz
nem kapcsolódik foszfát. A templátfelismerőhelyet
antikodonnak is szokták
nevezni. Az mRNS molekula három
nukleotidjához (egy kodonjához)
kapcsolódik. A kodont alkotó nukleotidok
sorrendjének megfelelően egy specifikus
tRNS kötődik a riboszómához, és szállítja
a növekvő polipeptidlánc (fehérje) soron
következő aminosavegységét. Az RNSmolekulák
össztömegének 15%-át adja.
166

Riboszóma RNS (rRNS)
Az összes RNS tömegének 85%-át e típus adja. A riboszómák felépítésében vesznek részt (a fehérjék
mellett)
Az RNS-molekulák szintézisét specifikus enzimek, az
RNS-polimerázok katalizálják. A polimerázok
működéséhez a következő összetevőkre van szükség:
• templátmolekula: templátnak nevezzük általános
értelemben a képződő makromolekula szerkezetét
meghatározó információt hordozó molekulát, jelen
esetben a DNS-t.
• a nukleotidok aktivált előalakjai (prekurzorai): a
négyféle bázist tartalmazó nukleozid-trifoszfátok,
• fémionok (E. coliban: Mg2+ vagy Mn2+)
167

A DNS harmadlagos szerkezete
A DNS-molekula óriási méretű, a legkisebbek 5000 bázispárból (5 kb; kilobázis) állnak és 1700 nm
hosszúak. Az emberi DNS – a teljes humán genom – közel 6 millió kb-ból épül fel és teljes hossza eléri a
2 m-t. A szabályos kettős helix természetesen meghajlik, összetekeredik és ezt tekintjük a harmadlagos
szerkezetnek. A DNS-molekula szervezettségének a legmagasabb szintje a kromoszóma, ami már
fehérjéket is tartalmaz a DNS mellett.
A teljes DNS lánc egy-egy rövidebb szakaszát tekintjük géneknek, a gének sorrendjét pedig genetikai
térképnek nevezzük.
Az 1990-ben elindított átfogó kutatás, a humán genom (HUGO) program elvezetett mind a 23 emberi
kromoszóma csaknem teljes nukleotidsorrendjének feltárásához.
168

Nuleotid koenzimek
A nukleotidok nemcsak a nukleinsavak alkotórészeként fordulnak elő az élő természetben, hanem szabad
állapotban vagy egyszerűbb vegyületek formájában is. Fontos származékaik az egyes anyagcserefolyamatokat
katalizáló enzimek koenzimjei.
NH 2
O
HO
O
P O
OH
O
P O
OH
O
P O
OH
ATP
energia termelõ
folyamatok
N
N
HO
N
N
OH
ATP
ADP
+ H 2 O
- H 2 O
HO
O
P O
OH
energia felhasználó
folyamatok
NH 2
N
N
N N
O
P O
O
OH
HO OH
ADP
+ H 3 PO 4
O
O
P
O
HO
N
O
N
N N
OH
cAMP
NH 2
Az ATP ADP átalakulás során felszabaduló energia fedezi az élő szervezetben lejátszódó
szintézisfolyamatok energiaigényét, ugyanakkor az anyagcsere során a lebomlási folyamatokban
képződő energia az ADP ATP átalakulás során elraktározódik.
A cAMP egy second messenger (második hírvívő) molekula, a sejten belüli jelátviteli folyamatokban,
mint például olyan hormon, mint a glukagon és az adrenalin hatásának kiváltásában, de nem képes
átjutni a sejtmembránon. Fő hatása a proteinkináz enzimek aktiválása. A Ca 2+ ioncsatornákon
keresztüli áthaladásának mértékét is szabályozza.
169

NH 2
O
H 2 N
O
N
O
O
O
P O
OH
O
P O
OH
N
N
N
N
red
ox
H 2 N
O
N
O
O
O
P O
OH
N
O
P O
OH
NH 2
N
O
N
N
HO
OH
NAD
HO
OH
HO
OH
NADH
HO
OH
CH 3 CH 2 OH + NAD
CH 3 CHO +
NADH
NH 2
O
HO
HO
O N
HN
O
OH
N
N
O
O P O
OH
CH 3
CH 3
FAD
N
O N
P O
OH
HO
N
N
OH
red
ox
O
HN
HO
HO
H
N
O
OH
N
N
H
O
O P O
OH
CH 3
CH 3
FADH 2
N
O N
P O
OH
NH 2
O
HO
N
N
OH
COO
COO
COO
+ FAD + FADH 2
OOC
170

Alkaloidok
Azokat a nitrogéntartalmú növényi bázisokat, amelyek pontosan körülírt fiziológiás hatással bírnak
alkaloidoknak nevezzük. Az alkaloidok különböző vegyületcsaládokba tartozhatnak, mivel nincs egységes
szerkezetük. Csoportosításuk történhet szerkezet, biológiai hatás és bioszintézisük alapján.
Alkaloidok
Valódi alkaloidok
Proto alkaloidok
Pszeudo
alkaloidok
N-heterociklust
tartalmaznak
Aminosavakból
képződnek
Nem tartalmaznak
N-heterociklust
N-heterociklust
tartalmaznak, de
nem
aminosavakból
képződnek
A pszeudo alkaloidok bioszintézise történhet terpenoidokból vagy purinból.
Egy növényben általában több alkaloid is előfordulhat, melyek alapvázának szerkezete
szükségszerűen hasonló.
A legnagyobb mennyiségben jelenlévő alkaloidokat fő alkaloidoknak, míg a kisebb mennyiségben
jelenlévőket mellék alkaloidoknak nevezzük.
171

O
O
O
Valódi alkaloid
N
kokain
O
Proto alkaloid
H 3 CO
H
N
O
O
HO
OH
NH 2
O
H 3 CO CH 3 O OCH 3
colchicine
tirozin
Pszeudo alkaloid
O
O
OH
O
O
N
taxin-B
O
OH OH
172

Heterociklusos vegyületek
Csoportosításuk történhet a gyűrű tagszáma, a heteroatomok minősége és száma szerint. Lehetnek
telítettlenek, részlegesen vagy teljesen telítettek.
Gyűrűtagszám szerint:
O O O O O
Heteroatom minősége szerint: O NH S
Heteroatom száma szerint:
O
O
N
N
N
N
S
A molekula telítettségi foka szerint: O O O
Elnevezésükre triviális nevek mellet a Hantzsch–Widman nevezéktant használjuk, mely utal a molekula
gyűrűtagszámára, heteroatom minőségére, számára, helyzetére és a gyűrű telítettségi fokára is.
173

Hantzsch–Widman nevezéktan
Az alapnevet a heteroatom(ok) nevéből származó előtag(ok)ból és a gyűrűtagszámára utaló szótövekből
képezzük. A heteroatomok felsorolása megadott sorrendben történik, szükség esetén a név előtti
helyzetszámokkal. A monociklusos vegyületek esetében a gyűrűt a legmagasabb rangú heteroatomtól
(OSN) indulva számozzuk úgy, hogy a heteroatomok a lehető legkisebb helyzetszámot kapják.
O oxigén oxa-
S kén tia-
N nitrogén aza-
Gyűrűméret Telítetlen Telített Gyűrűméret Telítetlen Telített
3 -irén -irán 7 -epin -epán
4 -et -etán 8 -ocin -okán
5 -ol -olán 9 -onin -onán
6A f -in -án 10 -ecin -ekán
A 3, 4, 7, 8, 9 és 10 tagú gyűrűk végződésének szótövét a megfelelő sokszorozó tagokból képezzük: ir-t a
tri-ből, et-et a tetrá-ból, ep-et a heptá-ból, ok (oc)-ot az oktá-ból, on-t a noná-ból, ek (ec)-et a deká-ból;
ezekhez telítetlen gyűrűk esetén az in (a 3 tagú gyűrűk esetén az én), telített gyűrűk esetén az án utótagot
kapcsoljuk.
174

Háromtagú heterociklusos vegyületek
A háromtagú, egy heteroatomot tartalmazó telítetlen vegyületek - oxirén, az 1H- és 2H-azirin és a
tiirén – rendkívül instabil vegyületek.
1
O
3 2
oxirén
H
N
1
3 2
1H-azirin
2-azirin
3
1
N
2
2H-azirin
1-azirin
H
1
S
3 2
A háromtagú, egy heteroatomos telített rendszerek három alapvegyülete az oxirán, az aziridin és a tiirán.
tiirén
1
O
N H
1
1
S
3 2
3 2
oxirán
etilén-oxid
oxaciklopropán
aziridin
etilén-imin
azaciklopropán
3 2
tiirán
etilén-szulfid
tiaciklopropán
Ismeretesek két heteroatomos telített heterociklusok is, így a dioxirán, az oxaziridin) és a diaziridin
származékai.
1
1
H
O
O
N 1
3
O
2
dioxirán
3
2
NH
oxaziridin
3
2
NH
diaziridin
175

Négytagú heterociklusos vegyületek
Általában a telítetlen alapvegyületek fokozott bomlékonyságuk miatt nem vagy csak különleges
körülmények között állíthatók elő. Bizonyos származékaik viszont létképes, stabilis vegyületek.
1
O
2
N
HN
N
S
4 3
oxet(én)
1-azetin
2-azetin
azet
tiet(én)
A négytagú egy heteroatomos telített heterociklusok három alapvegyülete az oxetán (trimetilén-oxid), az
azetidin (trimetilén-imin) és a tietán (trimetilén-szulfid). Mindhárom vegyület a síkalkattól eltérő
konformerek különböző arányú elegyeként létezik.
4
1
O
2
3
4
1
HN
2
3
4
1
S
2
3
Y
Y
oxetán
trimetilén-oxid
oxaciklobután
azetidin
trimetilén-imin
azaciklobután
tietán
trimetilén-szulfid
tiaciklobután
Y = O, NH, S
176

Öttagú, egy heteroatomot tartalmazó vegyületek
Az öttagú, egy heteroaromás vegyületek közül a legjelentősebb a pirrol, a furán a tiofén és e
vegyületek gyakorlati szempontból legfontosabb származékai a tetrahidrofurán, a pirrolidin, a
tetrahidrotiofén, valamint benzokondenzáltjaik sorában a dibenzofurán, az indol és a karbazol.
5
O
1
2
H
N
1
5 2 5
S
1
2
4 3
4
3
4 3
furán
pirrol
tiofén
O
H
N
5
S
1
2
tetrahidrofurán
tetrahidropirrol
(pirrolidin)
4
3
tetrahidrotiofén
(tiolán)
8
9
1
2
6
7
H
H
1
8
N
7 N
2
9
1
2
7
O
6 5 4
dibenzofurán
3
5
4
indol
3
6
5 4
benzo[b]indol
(karbazol)
3
177

A furán, pirrol és tiofén szerkezete és előállítása
H
S
NH
O
122 KJ/mol 90 KJ/mol 68 KJ/mol
R
O
1 2
R
O
+
R' X R'
bázis
R'
R
X
R
R'
1
2
R
O
R = alkil
3
O
4
R
P 2 X 5
R
X
X = O, S
R
R` NH 2
R` = alkil
R = alkil R' = EWG, pl. COOEt X = O, S, NR
R` NH 2
R` = H, alkil, hidroxi, amino
R
N
R`
R
178

A furán, pirrol és tiofén kémiai tulajdonságai
N
H
H
N
H
N
H
N
H
polimerizáció
O
H /H 2 O
O
H H
O
gyűrűfelnyílás
S
100%-os
H 3 PO 4
S
S
S
polimerizáció
S EAr
X
X
Y
X
a-helyzetű
-komplex
H
E
H
E
X
H
E
H
E
X
H
E
X = NH
X = O
X = S
Szubsztrát
furán Cl 2
- 40 °C
O
tiofén H 3 C C
Reagens
pirrol SO 2 Cl 2
Cl
0 °C
NH
Cl
Y
Reakciókörülmények
X
X
X = NH,O
furán/pirrol
piridin SO 3
SO 3 H
b-helyzetű
-komplex
X = S
tiofén H 2 SO 4
X = S,O,NR
tiofén, furán, O
nitrogénen
védett pirrol R C
O
Cl/SnCl 4 R C
179

Reakció bázisokkal
X
C 4 H 9 Li
X
Li
E
X
Y
X = NR, O, S
E = CH 3
CO 2
I
Y =
CH 3
COOH
N
H
bázis
- H
N N N
N
H
RMgBr
N
MgBr
1.) (RCO) 2 O
2.) H 2 O
N
H
O
R
Addíciós reakciók
X
X
+ +
X
X
X
R
C C R
X
R
R
X = O,S,NH
dihidro
származékok
tetrahidro
származék
X = NR, O, S
180

Öttagú, több heteroatomot tartalmazó vegyületek
5
4
O 1 2
N
3
1,2-oxazol
(izoxazol)
5
O
1
N
2
4 3
1,3-oxazol
(oxazol)
5
H
1
N N
2
5
S
1
N
2
4 3
1,2-tiazol
(izotiazol)
5
H
N 1 2
5
4
S 1 2
N
1,3-tiazol
(tiazol)
3
5
4
X
1
1,2,4-
1,2,3-
N
N
2
3
4
5
N
1
X 2 5
1,2,5-
N
3
X
N
X
1,3,4-
O = oxadiazol
S = tiadiazol
1
N
2
4 3
X 1
5 2
4
N
N
3
4 3
4
N
3
pirazol
(1,2-diazol)
imidazol
(1,3-diazol)
E
N
X N
vagy
E
X
N
cc.HNO 3 /H 2 SO 4
N
N
H
O 2 N
N
H
181

Hattagú, egy heteroatomot tartalmazó vegyületek
A hattagú, egy heteroatomot tartalmazó heteroaromás vegyületek a -elektronhiányos heterociklusok
közé tartoznak.
6
1
O O S S
2
6
1
2
6
1 1
2
6 2 6 2 6 2
6
5 3 5 3 5 3 5 3
5 3 5 3
4
4
4
4
4
4
2H-pirán 4H-pirán 2H-tiin 4H-tiin pirilium ion tiinium ion
1
O
1
S
a'
b'
5
1
N
2
3
4
piridin
a
b
6
5
1
H
N
4
2
3
piridínium ion
7
8
1
O
2
7
8
1
O
2
7
8
1
N
2
7
8
1
N
2
6
3
6
3
6
3
6
3
5 4
5
4
5
4
5 4
2H-kromén
4H-kromén
kinolin
izokinolin
182

A piridin és származékainak kémiai tulajdonságai
R I
H NO 2
R 1 O C R
H 2 SO 4
250 o C 300 o C
N N
N
N
H
Br
H
2 250 o C
SO óleum
3
HgSO 4
HNO 3 / H 2 SO 4
Br
+ H H
O
N
R C Cl
C O
SO 3
R
R
N-alkilpiridinium-só
NO 2
N
N
N I
HNO
N-acilpiridinium só
3
90 o C
R 1 OH
N
N
N
N
+ H
SO 3
O
O
O
O
piridium-N-szulfonsav
NO 2
O
SO 3 H
O
SO 3 H
N
N
OH
O
183

Nukleofil szubsztitúciós reakciók
A piridingyűrű nukleofil reagensekkel viszonylag könnyen reagál SNAr reakcióban.
Csicsibabin-reakció
NaNH H
2 ; 110 o + NaH
C
N N NH N NH 2
2
R Li Ziegler-reakció
Na
H 2
N
R
H
N
NH Na
H 2 O,
Li
LiOH
H 2 O,
NaOH
N
H
R
H
oxidáció
2H
N
R
2-alkilpiridin
N NH 2
2-aminopiridin
+ Nu X
N X N
X
Nu
N Nu
X = halogén, Nu = NH 2 , HO , RO , RS , RLi, AlH 4 , NH 3 , aminok
184

Ar C H
lúgos közeg
N CH 3
2-pikolin
(2-metilpiridin)
O
H
N CH 2
C
O
Ar
H
H 2 O
N
Ar
2-stilbazol (Ar = Ph)
PhLi
N CH 3
C 6 H 6
N
CO 2
CH 2 Li
R X
LiX
X = Cl, Br
N CH 2
R
2-alkilpiridin
O
N CH 2
C
H
O
Li
O
C
N 2 CH 2
1
piridin-2-ecetsav
OH
185

Hattagú, több heteroatomot tartalmazó vegyületek
A hattagú, két vagy több heteroatomot tartalmazó ciklusos vegyületek alapvázai a három
heteroatom; a nitrogén, az oxigén és a kén variálhatósága, valamint a telítettség és telítetlenség
lehetőségei miatt nagy változatosságot mutatnak.
6
5
6
5
1
X
4
2
NH
3
N
2H-1,2- 4H-1,2- 6H-1,2- oxazin tiazin
1
X
4
N
2
3
6
5
1 1
X 2
6
4
1
X
6 2 6
5
4
N
3
3
5
5
2H-1,3- 4H-1,3- 6H-1,3- oxazin tiazin
X
4
1
X
4
2
N
N
3
2
3
O
X
S
6
1
N
5
4
N
N
2
3
N
N
N
N N
1,2,3-triazin 1,2,4-triazin 1,3,5-triazin
6
5
N
N
N
N
6
5
1 1
4
2
6
1 1
2
3
N
N
N
N
4
4
1,2,3,5-tetrazin 1,2,4,5-tetrazin
3
5
6
5
2
3
N
4
2
3
6
1
X
2
X
5
N 1 2
6 6
5
N
4
2H-1,4- 4H-1,4- oxazin tiazin
4
N
3
3
5
N
H
1
N
4
N
2
3
6
5
N 1 2
N
4
3
1
2
N
6
N
3
5
4
H
N
N
9
7H-purin
7
8
7
6
8
N
N
5
1
N
4
pteridin
N
2
3
piridazin
1,2-diazin
pirimidin
1,3-diazin
pirazin
1,4-diazin
186

H
N
(S) N
(S)-nikotin
Pirrolidin alkaloidok
N
H
(S) N
H
(S)-nornikotin
N
H
(S)
HN
(S-anatabin
N
N
anabasin
A dohány fő alkaloidja a nikotin, míg a nornikotin, anatabin és az
anabasin mellékalkaloidok. E vegyületek mindegyike tartalmaz egy
piridin gyűrűt. Ezen kívül a nikotinban és a nornikotinban egy
pirrolidin, míg a anatabin és az anabasin esetében
tetrahidropirimidin gyűrű található.
Valamennyi dohány alkaloid bázikus sajátságú, olajos anyag.
A nikotin kis mennyiségben serkenti az agyat. Ennek köszönhető a
dohányzás megszokása. Nagyobb mennyiségben azonban erős
idegméreg, ezért rovarölő szerként is használják.
N
COOH
N
O
N
higrin
cuscohigrin
A higrin és a cuscohigrin a koka cserje mellék alkaloidjai.
Jelentőségük eltörpül a koka cserjében található tropán
vázas alkaloidok mellett
187

Tropánvázas alkaloidok
A tropán vázas alkaloidik közös alapváza a 8-azabiciklo[3.2.1]oktán. Ezen alkaloidok legtöbbje a
Solanaceae családhoz tartozó növényekben fordul elő.
N
O
O
atropin
OH
N
O
O
O
kokain
O
N
O
ecogonin
OH
OH
O
N
O
O
scopolamin
A B C D
OH
R 1
O
N
O
O
catuabin A-D
O
R
R
H 3 CO
OCH 3
OCH 3
H 3 CO
OCH 3
OCH 3
N
H
N
H 3 C
R 1
N
H 3 C
N
H 3 C
N
H
188

Maszlagos nadragulya
(Atropa belladona)
N
Atropin
O
O
OH
atropin
A növényekben szekunder
anyagcseretermék, gyógyszerként
számos hatása van. A muszkarinos
acetilkolin receptoron kompetitív
antagonista. Mivel potenciálisan
halálos méreg, Atroposzról, a
Moirák egyikéről kapta a nevét; a
görög mitológiában ő döntötte el ki
hogy fog meghalni.
Agonisták: azok az anyagok, amelyek valamely receptorhoz kötődnek, és azon biológiai válaszreakciót
idéznek elő. Az agonisták valamely endogén ligand (hormon vagy neurotranszmitter) hatását utánozzák
azzal, hogy ugyanazon receptorhoz kötődnek.
Antagonisták: azok a vegyületeket, amelyek megakadályozzák az agonisták által kiváltott hatásoknak a
létrejöttét azáltal, hogy a receptorhoz kötődnek.
A szemészetben az atropint sugárizom-bénítónak használják, mert átmenetileg bénítja az alkalmazkodási
reflexet, valamint pupillatágítóként. Mivel az atropin hatása lassan cseng le (2-3 nap), ma már inkább a
tropicamideot vagy a phenylephrinet (α-adrenerg agonista) használják pupillatágítóként Az atropin hatásai
két hétig is eltrarthatnak.
Az acetilkolin a paraszimpatikus idegrendszer fő neurotranszmittere.
Az atropint alkalmazzák idegmérgek mint például a Tabun (GA), Sarin (GB), Soman (GD) and VX
antidótumaként is.
189

Erythroxylum coca
N
O
O
O
O
kokain
Kokain
A kokain helyi érzéstelenítő gyógyszer
valamint drog. Ezt az alkaloidot ma már csak a
fül-orr-gégészek használják a központi
idegrendszert erősen izgató hatása miatt.
Az anyagot a dél-amerikaikokacserje
(Erythroxylon coca) leveleiből vonják ki. A
legtöbb országban kábítószerlistán szerepel,
használata az ellenőrizhetetlen mellékhatások
miatt tiltott.
A kokain erős tudatmódosító hatású szer, használatának több – a használók által is nemkívánatosnak
tartott – mellékhatása van. A legnevezetesebb a „rovarhatás”: a kokainisták a szer hatása alatt úgy
érzik, „mintha bogarak mászkálnának a bőrük alatt” (ezeket a szakirodalom „kokainbogaraknak”
nevezi, bár természetesen nem valódi, létező rovarokról, hanem érzékcsalódásról van szó.)
A kokain közvetlen hatását az agyban fejti ki. Főképpen a dopamin és a szerotonin nevű ingerületátvivő
anyagokra hat. Mindkettő az idegsejtek kommunikációjáért felel. Előbbit alapesetben egy
specializált protein, az úgynevezett dopamin transzporter szállítja vissza a helyére, miután az elvégezte
feladatát. A kokain pont ezt a visszavételt gátolja meg, így a dopamin egyre csak szaporodik a
szinapszisban, ettől alakul ki az eufória. A szerotoninra gyakorolt hatása, és annak szerepe még nem
teljesen tisztázott.
Élettani hatásai kis- és közepes mennyiség (20-99mg) esetén: az étvágy csökken, a pulzus és vérnyomás
emelkedik, a vérerek szűkülnek, a testhőmérséklet emelkedik, a pupillák kitágulnak az energia-szint
növekszik.
Élettani hatásai nagy mennyiség (>100mg) esetén: minden hatás a kis- és közepes mennyiségekből;
valamint sokkal intenzívebb élmény (dózisfüggő), esetlegesen bizarr, kiszámíthatatlan viselkedés
paranoia, izomgörcsök, szédülés, HALÁL
190

H 2 N
NH 2
dekarboxilezõdés
COOH
ornitin
H 2 N
putreszcin
NH 2
deaminálás
oxidáció
O
NH 2
4-aminobutanal
COOH
Schiff bázis
képzés
N
N
N
N
N
N-metilezés
(metionin)
N
nikotin
O
COOH
acetecetsav
N
COOCH 3
N
COOH
kokain
O
O
O
N
OH
O
O
atropin
191

Piridinvázas alkaloidok
A piridin vázas alkaloidok közé számos vegyület sorolható. Ezek közül csak néhánnyal ismerkedünk
meg.
O
O
piperin
O
N
A piperin a feketebors fő alkaloidja, ami szerkezeti szempontból egy karbonsav amid. Piperin számos
enzim inhibitora mint például a CYP3A4 and és a P-glikoprotein melyeknek fontos szerepe van a
xenobiotikumok metabolizmusában és transzportjában. Számos a gyógyszerek metabolizmusában
szerepet játszó enzimnek is inhibitora, így fontos hatása van a gyógyszerek biológiai
hasznosíthatóságában.
N
H
koniin
A bürök a petrezselyemhez hasonló, de annál nagyobb, fehér
virágú növény. Magassága 100–120 cm vagy még magasabb,
gyakorlatilag a világon mindenütt előfordul mint mezei
gyomnövény. Fő hatóanyaga a koniin, mely a növény minden
részében benne van Hatására először az alsó végtagok bénulnak
meg, majd ez felfelé halad, végül teljes öntudat mellett
légzésbénulás miatt beáll a halál.
A régi görög törvénykönyvekben a „bürökpohár” a kiszabható
halálbüntetés egyik nemeként szerepelt, Szókratészt ezzel
végezték ki.
192

Kinolinvázas alkaloidok
N
N
HO N
HO N
H
O
H
O
O
N H
O N H
O
H
N
N
O
O
kinin
kinidin
sztrichnin
brucin
A kinin lázcsillapító, fájdalom csillapító és gyulladás csökkentő hatású alkaloid. Ez volt
vegyület, amit a malária kezelésére alkalmaztak. A kinidin a kinin sztereoizomerje.
O
H
az első
A sztrichnin nagyon erős méreg, amit növényvédőszerként is alkalmaztak (rágcsálók ellen).
A sztricnin mérgezés végzetes lehet az ember számára. A szervezetbe belélegzés, lenyelés útján
kerülhet be, azonban a szem és a száj nyálkahártyáján keresztül is felszívódhat. A márgezés során
nagyon látványos és fájdalmas tünetek - viszonylag lassú és kellemetlen halált a vázizomzat és a
légzorendszer megbénításával idézi elő - jelentkeznek - ezért népszerű az irodalomban és a
filmművészerben.
A brucin jóllehet szerkezetileg hasonló a sztrichninhez, azonban kevésbé toxikus vegyület.
Az ábrán szereplő bázisok mivel királis vegyületek, ezért rezolválószerként alkalmazhatóak királis
karbonsavak racém elegyeinek az elválasztására.
A kinin élelmiszeripari felhasználása: számos
üditőital, mint például a tonik ízesítője, de a
vermutban is adalékanyagként alkalmazzák.
193

Fenetilamin vázas protoalkaloidok
Fenilalaninból és tirozinból az egyszerűbb felépítésű protoalkaloidok (pl. efedrin, meszkalin) mellett
bonyolult szerkezetű izokinolingyűrűs alkaloidok is képződnek.
Az efedrin egy ősi gyógynövényben, a csikófarkban (Ephedra vulgaris) fordul elő, és érszűkítő, valamint
görcsoldó hatása miatt orrcseppekben alkalmazzák.
OH
H
N
O
NH 2
CH 3
O
O
efedrin
meszkalin
A meszkalin Mexikóban honos kaktuszfaj (Anhalonium lewinii) hallucinogén hatóanyaga. Igen intenzív és
sokrétű pszichedelikus élményt nyújthat. Elfogyasztás után kb. 1 órával kezd hatni, és 6-12 óra hosszan
tart. Néha előfordul, hogy a teljes visszatérés ezután még 10-12 órát is várat magára. A kezdeti fázisban
kellemetlen fizikai hatások tapasztalhatók: légzési nehézségek, izommerevség, émelygés, hányinger.
A meszkalin tartalmú kaktuszok aktív hatóanyagai közül egyedül a meszkalinnak van pszichedelikus
hatása; de ez nem jelenti azt, hogy a többi hatóanyag ne módosítaná az élmény természetét.
Legjellemzőbb mentális élmények: nyugalom, az élettel való egység érzése, felfokozott figyelem, gyorsan
változó gondolati folyamatok, csukott szemmel látható képek, nyitott szemmel látható képi változások.
194

A dopamin
HO
HO
NH 2
HO
HO
NH 2
COOH
dopamin
levodopa
A dopamin testben termelődő vegyület, mely az idegrendszerben neurotranszmitter szerepet tölt be,
aktiválva a dopamin-receptorokat. Az agyban neurohormonként van jelen, s a hipotalamusz termeli.
Szerepe hormonként, hogy gátolja a prolaktin felszabadulást.
Gyógyszerként is használható, mely a szimpatikus idegrendszerre fejti ki hatását, emelve a pulzust és a
vérnyomást. A dopamin nem képes átjutni a vérereken, kábítószerként vagy gyógyszerként való
használata nem befolyásolja közvetlenül a központi idegrendszert. Ahhoz, hogy bizonyos betegségekben
(pl Parkinson-kór) szenvedő betegeknek a dopamin-szintjét növeljük, annak szintetikus prekurzorát (L-
Dopa, másnéven levodopa), amolyan elő-dopamint adnak be, mivel ez képes átjutni a vér-agy gáton.
Agyi szerepe: több funkciója van az agyban, mégis messze a legfontosabb az agyi jutalmazó hatása.
Akkor aktiválódik, ha valamilyen pozitív hatás éri az élőlényt.
Mozgás: a dopamin a szerepet játszik a mozgás koordinációban. Szerepet játszik a Parkinson kór
kialakulásában
Észlelés: Az elülső lebenyben a dopamin kontrollálja az információáramlást. Ebben a régióban a dopaminrendellenesség
hanyatlást idézhet elő olyan funkciókban, mint emlékezés, figyelem, valamint
problémamegoldó-képesség.
Szabályozás: a dopamin a legfontosabb neuroendikrín, mely szerepet játszik az agyalapi mirigy elülső
lebenyének prolaktin elválasztásában, melyeket az itt található laktotróp-sejtek termelnek, méghozzá -
dopamin hiányában- folyamatosan.
Motiváció és gyönyör: A dopamint többnyire az agy örömközpontjával hozzák kapcsolatba, ahol élvezetet,
örömet stimulál, hogy motiválja a személyt bizonyos cselekedetek végrehajtására, hogy így még több
dopaminhoz jusson.
195

Amfetamin és származékai
NH 2
H
N
O
NH 2
O
H
N
CH 3
CH 3
O
CH 3
O
CH 3
amfetamin
metamfetamin
MDA
MDMA
Az amfetamin az alkaloidok közé tartozó, mesterségesen előállított szerves vegyület, melyet korábban
elterjedten használtak gyógyszerek alapanyagaként, újabban viszont inkább mint stimuláló (élénkítő)
hatású kábítószer ismert.
Az amfetamin elnevezés – bár eredetileg csak egy vegyületet neveztek el így – mégsem pontos,
ugyanis manapság értjük alatta ezen vegyület származékait, illetve a farmakológiában a hasonló
biológiai hatású (bár kémiailag esetleg eltérő jellegű) drogokat, gyógyszereket is. Az
amfetaminszármazékok közé tartozik maga az amfetamin is, valamint a metamfetamin ("Speed"),
metiléndioxi-amfetamin (MDA) és a metiléndioxi-metamfetamin (MDMA, "Ecstasy", "Adam" stb.) is.
Az amfetamin típusú szerek hatásai: stimuláló (élénkítő); anorexigén (étvágycsökkentő hatás);
entaktogén (társas kapcsolatokat könnyítő). Az amfetaminszármazékok felszabadítják az
idegvégződésekben a szerotonin, a dopamin valamint a noradrenalin raktárakat, egyben gátolják ez
utóbbi két hírvivő-molekula visszavételét. Nagy dózisban pedig még ezek enzimatikus lebontását is
megakadályozzák (MAO-gátlók). A végerdmény tehát a serkentő hatású ingerület-átvivő anyagoknak a
megnövekedett mennyisége.
NH 2
HO
NH 2
HO
HO
OH
NH 2
HO
OH
H
N
HO
dopamin
N
H
szerotonin
HO
noradrenalin
HO
adrenalin
196

Izokinolinvázas alkaloidok
A mákfélék (Papaveraceae) családjába tartozó növényekből izolálható alkaloidok többsége izokinolin
gyűrűt tartalmazó származék, mely vegyületek bioszintézise a növényekben tirozinból indul ki. A
bioszintézis kulcsintermedierje a dopamin és a p-hidroxifenil-acetaldehid Manninch-kondenzációjával
keletkező (S)-norkoklaurin, amely több lépésben (R)-retikulinná alakul.
HO
COOH
HO
dopamin
NH 2
HO
HO
H
NH
HO
NH 2
CHO
HO
HO
4-hidroxibenzaldehid
(S)-norkoklaurin
O
HO
H
NH
O
HO
NH
O
HO
H
NH
O
O
O
(S)-retikulin
enamin
(R)-retikulin
197

OH
O
O
N
O
N
O
HO
O
N R
H
OR
R = H morfin
R = CH 3 kodein
O
tebain
izotebain
O
O
O
O
N
O
NH
HO
H
O
(R)-retikulin
O
HO
H
H
N
O
kelidonin
O
O
papaverin
O
O
O
N
N
O
O
N
berberin
O
O
O
O
O
röadin
O
O
O
O
O
O
narkotin
O
198

199

200

A máknövény főalkaloidját, a morfinánvázas morfint 1930-ig kizárólag az éretlen máktok bemetszésekor
kifolyó tejnedvből, az ún. ópiumból nyerték ki, de azt követően Kabay János magyar gyógyszerésznek
köszönhetően, a kicsépelt száraz máktok és mákszalma lett a fontos gyógyszer előállításának alapanyaga.
N
OH
O
OH
morfin
Kabay János
1896. 12. 27. – 1936. 01. 29.
A morfin káros mellékhatásai (hozzászokás, eufória stb.) ellenére a mai gyógyászatnak is nélkülözhetetlen
fájdalomcsillapítója. A morfin tömény savas közegben történő hevítése vízvesztéssel járó morfinán →
aporfin vázátrendeződéshez vezet. A képződő apomorfint korábban hánytatószerként alkalmazták, a
legutóbbi időben az impotencia gyógyszereként került forgalomba.
OH
N
O
N
OH
OH
OH
morfin
apomorfin
201

A kodein gyenge fájdalomcsillapító hatású köhögéscsillapító. A tebain jelentéktelen analgetikus hatása
miatt közvetlenül nem használható gyógyszerként, de számos félszintetikus készítményt lehet belőle
előállítani, pl. a kábítószerbetegek gyógykezelésére alkalmas naloxont és a buprenorfint.
HO
N
O
O
N
O
O
N
OH
O
O
O
O
O
noloxan
tebain
buprenorfin
Vérehulló fecskefű
O
O
HO
H
N
H
kelidonin
O
O
röadin
A vérehulló fecskefüvet (Chelidonium majus) a népi gyógyászat a szemölcs eltávolítására használta.
Alkaloidja a benzofenantridinvázas kelidonin citotoxikus hatású.
A pipacs (Papaver rhoeas) forrázatát szemborogatásra használták, hatóanyaga a benzazepin gyűrűt
tartalmazó röadin fokozza a szem belső nyomását.
202
O
O
N
O
O
O
O

A máknövény benzilizokinolin-vázas alkaloidjai közül a gyógyászatban a papaverin és
származékai, mint simaizomgörcsoldók kerülnek alkalmazásra.
O
O
N
O
O
N
OH
O
O
H
N
H
O
O
O
O
H
HN
H
O
No-Spa
berberin
O
emetin
A berberin legnagyobb mennyiségben a sóskaborbolyában (Berberis vulgáris) fordul elő. Biológiai
hatása igen széles körű, többek között antibakteriális és citotoxikus hatást is mutat.
A galajfélék (Rubiaceae) családjába tartozó hánytatógyökér (Cephaelis ipecacuanha) vizes
kivonatát régóta használják köptetőszerként és a vérhas gyógyítására. Hatóanyaga a
benzokinolizidin gyűrűt tartalmazó emetin
Az ópiumszármazékokat, mint fájdalomcsillapítókat az orvostudomány nem nélkülözhette és sok
esetben ma sem nélkülözheti. Bár nagyon sok szintetikus morfiumszármazékot sikerült előállítani,
s majd mindegyiket valamilyen célra fel is használja az orvostudomány (némelyiket
fájdalomcsillapítóként, másokat a műtéti érzéstelenítés során), de olyat még ez ideig nem sikerült
találni, amelyik ha a morfiumnál kisebb mértékben is, de ne okozzon megszokást.
203

Heroin
Az ópiátok családjába tartozik, tehát az ópium finomított és módosított változata. 1874-ben állították
elő először. Az 1900-as években terjedt el a heroin mint kábítószer. Az 1920-as években hoztak
korlátozásokat, törvényeket használatának visszaszorítására. Napjainkban legnagyobb mennyiségben
Afganisztánban termesztik a heroin alapanyagául szolgáló mákot.
N
O
O
O
O
N
O
O
heroin
metadon
A heroin a szervezetbe jutva rendkívül gyorsan hat. A kialakuló állapot ismerős, megszűnik a belső
feszültség, s túláradó önbizalom, eufória foglalja el a helyét. Ebben tehát a másik két szerhez
viszonyítva nincs különbség. Más azonban a hatás időtartama, míg az ópium vagy a morfium
hatása kb. tíz óráig is eltart, addig a heroiné csak három órán keresztül. Az igazán tragikus
különbség azonban abban van, hogy a heroin után vágy (mind a testi, mind a lelki függőség
következményeként) a leghatalmasabb valamennyi ópiumszármazék közül.
A metadon (INN: methadone) egy szintetikus opoid, fájdalom- és köhögéscsillapító, 1937-ben
állította elő először Max Bockmühl és Gustav Ehrhart német kutató. Függőséget okoz, de elvonási
tünetek csak 2-4 nap elteltével jelentkeznek, és rendszerint enyhék. Kereszt-tolerancia révén
eredményesen csökkenti a heroin megvonásakor keletkező súlyos tüneteket, ezért alkalmazzák
elvonókúrák során (Dole-Nyswander módszer). A pácienseket először metadonra állítják át, majd
fokozatosan csökkentve az adagot teljesen megszüntetik a kábítószer adását.
204

Indolvázas alkaloidok
A ma ismert alkaloidok többsége indolvázat tartalmaz, és triptofánból képződik. A növények közül
különösen a tárnicsvirágúak (Gentianales) rendjébe sorolható télizöldfélék (Apocynaceae), a
sztrichninfafélék (Loganiaceae) és a galajfélék (Rubiaceae) családjába tartozó növények termelnek
monoterpén-indol alkaloidokat.
N
H
H
N
H
N
N
H
H
H
H 3 COOC
OH
N
H 3 COOC
OH
N
H 3 CH 2 COOC
johimbin
vinkamin
Cavinton
A kongói johimbefa (Coryanthe yohimbe) kérgét afrodiziákumként használták. Hatóanyaga a johimbin a
fehér kvebracsófa (Aspidosperma quebracho-blanco) kérgében is megtalálható.
A télizöldfélék családjába tartozó kis télizöld (Vinca minor) fő alkaloidja a vinkamin.
Vérnyomáscsökkentő hatású, a gyógyászatban egyik származéka az etil-apovinkaminát (Cavinton®)
keringésjavító szerként kerül forgalomba, ami a hazai gyógyszeripar egyik legsikeresebb készítménye.
205

Ergotalkaloidok
Az anyarozs (Secale cornutum) a Claviceps purpurea nevű gomba által okozott fertőzés a
gabonaszemeken. Szokás a vegyületeket az anyarozs angol és francia neve az ergot után
ergotalkaloidoknak is nevezni. Az anyarozsból több mint 30 alkaloidot izoláltak, ezek között több
sztereoizomer pár is található. A vegyületek többsége vagy savamid- (pl. az ergometrin), vagy
peptidszerkezetű (pl. az ergotamin). A vegyületek erélyes lúgos hidrolízisének közös lebontási terméke a
lizergsav, vagy annak C-8 epimere, az izolizergsav. Az anyarozsban található epimerpárok közül csak a
lizergsavszármazékok mutatnak élettani hatást. Így például, a méhizomzatra kifejtett összehúzó hatásuk
miatt a szülések utáni vérzések csillapítására használják.
A lizergsav dietilamidja az LSD szintetikus termék, ami erős hallucinogén hatású.
O
N
N
O
O
O
OH
NH
ergotamin
N
H
N H
HO
O
H
N
H
lizergsav
N
H
HO
O
H
N
H
izolizergsav
N
H
OH
N
H
N
H
N
O H
LSD
N
H
N
H
ergometrin
N
H
206

Xantinvázas alkaloidok
HN
O
H
N
N
O
N
HN
O
N
N
O
H
N
N
O
N
O
N
H
N
O
N
N
O
N
N
O
N
N
O
N
H
N
xantin
koffein
teobromin
teofillin
paraxantin
A koffein a kávé (1-1,5%), tea (2-5%) és kóladió (kb. 1,5%) alkaloidja. Kis mennyiségben a kakaóbab is
tartalmazza. A központi idegrendszert izgatja (különösen az agykérget), élénkíti a szívműködést, javítja
a szellemi funkciókat, csökkenti a fáradtságot és álmosságot. Az izmok teljesítőképességét fokozza. Az
agyalapi vegetatív központok izgatása révén emeli a testhőmérsékletet, a mellékveséből adrenalint
mobilizál, hatására a vese erek tágulása miatt fokozódik a vizelet kiválasztás. A nem kábító
fájdalomcsillapítók hatását erősíti (elsősorban fejfájás esetén hatásos).
A teobromin a kakaó és a csokoládé főalkaloidja. A csokoládé 0,5-2,7% teobromint tartalmaz. Kis
mennyiségben jelen van a kóladióban (1.0-2.5%), a teanövényben is. Az emberi májban a koffein 10%-
ban teobrominná, 4%-ban teofillinné, és 80%-ban paraxantinná metabolizálódik
A teofillint légúti betegségek úgymint krónikus obstruktív tüdőbetegség és asztma kezelésére
használnak. A teában is megtalálható csekély mennyiségben (~1mg/l), ami sokkal kisebb a terápiás
adagnál.
Hatásai: a hörgők simaizmainak ellazítása; pozitív inotróp hatás (a szívizom kontraktilitásának és
hatékonyságának növelése); pozitív kronotróp hatás (a szívfrekvencia növelése); vérnyomás emelés;
a vese véráramlásának fokozása; gyulladáscsökkentő hatás
207

Mi az alkaloidok szerepe a növényekben?
208

Fizikai és kémiai „hadviselés”
• emészthetetlen sejtfal: cellulóz, lignin ,kallóz (b-1,3 kötésekkel összekapcsolódó glükóz polimer)
• hidrofób réteg, ami megakadályozza a kórokozók behatolását, és a növények kiszáradását.
• vastag kéreg a gyökereken, és a szárakon? Vízvesztés megakadályozása, mikrobák és növényevők
távoltartása
• tüskék, tövisek, „szőrök” (kémiai anyagokkal töltve) a növényevők ellen
• gyanták, mézszerű ragacsok
• nagyfokú regenerációs képesség
• Proteinek, enzimek:
• Kitináz (gombák ellen)
• b-1,3-glükanázok (baktériumok ellen)
• peroxidázok, fenoláziok, proteáz inhibitorok;
• toxalbuminok: toxikus proteinek
Leucoagglutinin
Vicia faba (lóbab)
Ricinus communis
ricin
209

• Több mint 100000 másodlagos anyagcsereterméket (secondary metabolits) izoláltak eddig a
növényekből.
• Ezeknek a vegyületeknek egy prominens csoportját alkotják az alkaloidok, melyek száma
meghaladja a 21000!
• Ez csak a természetes forrásból izolált vegyületeket jelenti, nincsenek benne az előállított
származékok.
• Egyéb N tartalmú vegyületek is ismertek: ~ 700 nem fehérjealkotó aminosav; ~ 100 amin; ~ 60
cianogén glikozid; ~100 glükózinolát; ~ 150 alkilamid
R
O H
glükóz
CN
RCHO + glükóz + HCN
Golgotavirág (passiflora kermesina)
HO HO
OH
O
OH
S
R
O
O S
N O
O
glükózinolát
210

Magas fehérjetartalma miatt jó álattakatmány! DE!
Quinolizidin alkaloidokat tartalmaz (2 – 6%) – neorotoxikus
Édes farkasbab alkaloid tartalma kisebb mint 0.02%!! DE!
Farkasbab
(lupin)
Általában az alkaloidok multifunkcionálisak biológiai hatás szempontjából.
Nem csak növényekben képződnek, baktériumok, gombák, tengeri szivacsok, emlősök is
termelhetek.
211

212

213

Tumor ellenes alkaloidok a klinikai használatban, vagy kipróbálás alatt.
• 6 000000 új megbetegedés / év
• sejtek kontrollálatlan burjánzása
• USA-ban a vezető halálok
• vinka alkaloidok és camptothecin és taxol származékok jelentős tumor ellenes
aktivitással rendelkeznek.
214

• A vinkaalkaloidok biokémiai hatása sokrétű:
• mikrotubulusok rombolása
• protein és nukleinsav szintézis gátlása
• befolyásolja a lipid metabolizmust és a membránok lipid tartalmát
Mintegy 150 terpenoid és alkaloid származékot
izoláltak belőle.
Catharanthus roseus
Vinca / rózsameténg
215

Camptothecin és analogjai
Camptotheca acuminata
Happy tree; Cancer tree;
Tree of Life
Főzete daganatellenes hatással rendelkezik. Belőle izolálták a Camptothecin-t
Az 1960-as években írták le a vegyület daganatellenes hatását in vitro körülmények között, azonban
egészen a 80-as évek közepéig lényeges előrelépés nem történt. Ekkor fedezték fel, hogy a vegyület a
topoizomeráz enzim inhibitora
216

Multidrog rezisztencia
A cinkona alkaloidok (kinin, cinkonin) mint malária ellenes vegyületek váltak ismerté, azonban felfedezték
azt is, hogy a daganatos megbetegedésben szenvedő betegek esetében sikeresen vissza lehet velük
fordítani a fellépő multidrog rezisztenciát (MDR). Pgp inhibitorok (P-glikoproteinek – bélrendszerben
találhatóak; biológiailag aktív vegyületek eliminációjáért felelős fehérjék é transzportfehérjék)
HO
N
HO
N
O
N
kinin
cinkonin
Klinikai I./II. fázis vizsgálatai azt mutatták, hogy a kinint együtt alkalmazva különböző
kemoterapetikumokkal (mitoxantrone, vincristine, adriamycin, vagy paclitaxel) kedvező hatás érhető
el rezisztens akut leukémia, tüdő daganat, és non-Hodgkin limfóma esetében.
Későbbi klinikai vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a cinkonin hatékonyabb a kininnél a mint
multidrog rezisztenciát csökkentő szer. Klinika I. fázisban sikeresen alkalmazták doxorubicin,
vinblastine, cyclophosphamide, és methilprednisolonnal kombinálva.
A fejlesztések ezután olyan származék előállítására fókuszálódott, amely szelektív Pgp inhibitor
hatással rendelkezik. Így jutottak el az MS-209 vegyülethez, amely szelektív Pgp inhibitor, és nincs
daganatellenes hatása. Továbbá toxicitása is kicsi 2000mg/kg.
N
O
N
N
HO
O
N
X
HOOC
COOH
MS-209
217

Alkaloidok a daganatos megbetegedések megelőzésében
celecoxib (28)
tamoxifen (29)
cyclooxygenase-2 inhibitor
aromatase inhibitors
anastrozole (30), letrozole (31), exemestane (32)
capsaicin (33)
brassinin (34)
sulforaphane (35), monofunctional
phase 2 enzim aktivátor.
suforamate (36) – 1/3 toxicitás
Indole-3-carbinol (37): brokkoli,
karfiol
218

Neurotoxikus alkaloidok a cianobaktériumból
A cianobaktériumok (Cyanobacteria) egy baktériumtörzs, amelyet korábban kékmoszatok (Cyanophyta)
néven a növények soroltak az ide tartozó fajok megjelenése és életmódja alapján. Fotoszintetizálnak és
sok faj képez fonál, lemez vagy tömlő alakú telepet. Sejtjeik klorofillt, valamint kék vagy piros színanyagot
tartalmaznak. Vízben vagy nedves helyeken élnek, egyesek növények szövetüregeiben. Vannak fajok,
amelyek zuzmók felépítésében vesznek részt. Mintegy 2000 faj tartozik ide.
A cianobaktériumoknak mintegy 40 nemzetsége ismert, amelyek az édes és tengervízben élve
toxinokat termelnek. Ezeket a toxinokat a gerincesekben kifejtett hatásuk alapján lehet
csoportosítani:
• hepatotoxins (pl: microcystin, nodularin)
• általános toxinok (pl: cylindrospermopsin)
• neurotoxinok (pl: anatoxins, saxitoxins)
• irritánsok és dermatoxinok (pl: lipopolyszaharidok és lyngbyatoxin)
microcystins, nodularins, anatoxins, saxitoxins, és cylindrospermopsin potenciális veszélyforrás
az emberekre. Az ivó és fürdővizek monitorozása nagyon fontos.
219

220

221

Vitaminok
A vitaminok az emberi szervezet számára nélkülözhetetlen, kis molekulájú, különféle kémiai
összetételű biológiailag aktív szerves vegyületek.
Az emberi szervezetbe a vitaminokat a táplálékkal kell bevinni. A vitaminok közül egyesek a
kémiailag hozzájuk hasonló szerkezetű anyagból, az elővitaminokból (provitaminok) képződnek.
Antivitaminok (vitamin-antagonista):a vitaminokhoz hasonló szerkezetű antimetabolitok, amelyek a
koenzimként működő vitaminnak a helyét elfoglalják, ennek következtében az enzim biológiailag
hatástalanná válik. Vitaminhiányt, ill. vitaminelégtelenséget okoznak (pl: K-vitamin – szalicilsav).
Vitaminhiányos táplálkozás esetén kóros tünetek jelentkezhetnek: enyhébb esetben a
vitaminszegénység (hipovitaminózis); súlyosabb esetben vitaminhiány (avitaminózis) léphet fel.
Ugyanakkor túlzott bevitelük is káros lehet, ilyenkor hipervitaminózisról beszélünk (ez pl.
vitamintabletták mértéktelen szedése esetén alakulhat ki), s ez szintén súlyos betegségtünetekkel
járhat.
A vegyes táplálkozás általában fedezi a vitaminszükségletet, de az étrend összeállításánál
nem csak arra kell törekedni, hogy a táplálék nyersanyaga vitaminban gazdag legyen, hanem
figyelemmel kell lenni arra is, hogy az ételek elkészítése során – főleg a hevítés hatására – a vitaminok
10-50%-a is elbomolhat, elveszhet. Az egészséges szervezet működéséhez nemcsak vitaminokra,
hanem ásványi anyagokra, kofaktorokra és nyomelemekre is szükség van.
222

Vitaminok csoportosítása
A vitaminokat oldhatóságuk alapján két nagy csoportra oszthatjuk:
•Zsírban oldódó vitaminok (lipovitaminok),
•Vízben oldódó vitaminok.
A két csoport tagjai között aligha van szerkezeti rokonság, de a vízben oldódó vitaminok között sem
találunk ilyet. A vitaminok élettani hatására leginkább hiányuk (az avitaminózis) esetén fellépő
betegségekből következethetünk.
A vitaminról alkotott fogalmunk, az utóbbi évtizedek kutatásainak eredményeivel, tovább módosul,
Kiderült egyes vitamin jellegű anyagokról, bár ennek ellenkezőjét gondolhatnánk, hogy más állatfajok
számára egyáltalán nem nélkülözhetetlenek. Az emberben a B12-, és K-vitamin vitaminhiányos állapotát
hiányos étrenddel nem lehet létrehozni, mert a normális bélbaktérium-flóra ezeket képes előállítani. Ha
azonban a szervezetben felszívódási zavarok lépnek fel, ha fertőzések következtében, antibiotikumok
adagolása, vagy egyes gyógyszerek kölcsönhatásainak következtében elpusztul a bélflóra – kialakulhat
a hiánybetegség.
Néhány hiánybetegség: skorbut (C-vitamin hiánya); angolkór (D-vitamin hiánya); farkasvakság (Avitamin
hiánya).
Léteznek dokumentációk arra, hogy egyes vitaminok nagy mennyiségű szedésének mellékhatásai
vannak. Minél magasabb a túladagolás mértéke, annál erősebbek a mellékhatások.
Kizárólag természetes élelmiszerfogyasztással általában nem érhető el a túladagolás.
A vitaminok túladagolása csak ritkán okoz maradandó megbetegedést. Gyakran a vitaminkészítmények
adalékanyagai okozzák a mellékhatásokat – néhány esetben maradandót is.
Amerikában 2004-ben 62 562 esetet regisztráltak; a 80%-a 6 éven aluli gyermekeknél történt, 53 súlyos
megbetegedés volt, de 3 halálozás is bekövetkezett. (ismeretlen mérgezéssel csupán 19 250 főt
kezeltek)
Mindez vezetett oda, hogy megállapították a „tolerable upper intake level”-t (UL), azt az adagot, amelyet
a lakosság még a mellékhatások jelentkezése nélkül elfogyaszthat egy nap.
223

224

Ez a felsorolás nem tükrözi híven a vitaminok sajátságait, és megtévesztő is lehet. Csak a természetes
vegyületekre igaz, a származékaira nem.
Pl: vitamin készítményekben a C-vitamin mint aszkorbinsav-palmitát van jelen, ez pedig zsírban
oldódik, a K-vitamin hatású menadion-biszulfit vízben oldódik
O
O
menadion
225

226

227

228

Az A-vitamin
A karotinoid származék, táplálékkal bevitt retinol gyakorlatilag teljesen felszívódik. A
provitaminok vitaminná történő átalakítása során a b-karotin kb. 1/6-a, az egyéb karotinoknak csupán
az 1/10-e alakul át retinollá. Mivel a karotinok fontos szerepet töltenek be a szükséglet kielégítésében,
bevezették a retinol-ekvivalens fogalmát. A retinol-ekvivalens a hasonló kémiai szerkezetű, azonos
biológiai hatású vegyületek közös neve.
A legfontosabb A-vitamin hatású vegyületek: a retinol, retinal, és provitaminok: alfa-, bétaés
gamma-karotin, egyéb karotinoidok. Biológiailag a legaktívabb a béta-karotin.
Az A-vitamin szükségletet a vegyes táplálkozás fedezi. A szükséglet növekedésével kell
számolni a zsíremésztés, felszívódás zavarai, vagy számos idegen anyag, gyógyszer fogyasztása
esetén.
A túlzott A–vitamin bevitel súlyos toxikus tüneteket okoz. Az A-vitamin hiánya a korai
szakaszában az ún. farkasvakságot okozza, amikor szürkületben, vagy gyenge világítás esetén
látászavar következik be. Az A-vitamin nélkülözhetetlen a szemideghártya (retina) fényérzékeny
anyagának, a látóbíbornak a felépítésében.
Jellemző még az A-vitamin hiányra a hámszövet-, könnymirigy-elsorvadása, a verejték- és
faggyúmirigyek megbetegedése, a bőr kiszáradása, a szőrzet és a hajszálak törékenysége, kihullása.
Gyermekeknél a csontosodási folyamat sérülése következtében növekedési zavar is bekövetkezhet.
A felnőtt ember napi szükséglete kb. 1,5 mg (más források szerint csupán 900 µg),
terhesség és a szoptatás ideje alatt 2,0-2,5 mg.
Túladagolás esetén hipervitaminózis: sárgás bőrszín, hajhullás, bőrgyulladás stb. léphet fel.
OH
229

230

A-vitamin természetes forrásai
Az A-vitamin jellemző mennyisége 100 g
élelmiszerben:
• gabonafélék, hüvelyesek és őrleményeik,
kenyerek, péksütemények: nyomokban
• száraztésztákban: 0-0,04 μg
• sajtos, túrós sütemények: 5-50 μg
• zöldség, gyümölcs: 0-0,01 μg
• vaj, margarinféleségek: 250-650 μg
• húsok, húsipari termékek: 0,3-70 μg
• májak, májkészítmények: 1500-1600 μg
• szív, vese és készítmények: 5-500 μg
• halak: 10-60 μg
• tej: 30-100 μg
• tojás: 350-600 μg
Az A-provitamin (karotin formában) jellemző
mennyisége 100 g élelmiszerben:
• gabonafélék, hüvelyesek és örleményeik,
kenyerek, péksütemények: 0-1,5 mg
• száraztésztákban: 0-0,04 mg
• sajtos, túrós sütemények: 0 mg
• zöldség, gyümölcs: 0,1-12 mg (felső érték a
sárgarépa)
• vaj, margarinféleségek: 0,2-0,5 mg
• húsok, húsipari termékek: nem jellemző
• halak: 0,5-2 mg
• tej: 0,005-0,1 mg
• tojás: 0,5-1,2 mg
231

A D-vitamin (kalciferol)
A kalciferol gyűjtőnév. Több azonos biológiai hatású, de kémiailag egymástól különböző anyagot jelölnek
vele. Először a csukamájolajról állapították meg, hogy gyógyítja az angolkórt, majd a napfénnyel
besugárzott táplálékról is megállapították ugyanezt. Az utóbbiból kristály formájában előállított anyagot
D 1 -vitaminnak nevezték el, mely kalciferolt és lumiszterint tartalmaz. Az erősebb hatású kalciferol a D 2 -
vitamin nevet kapta. A további kutatások még egy anyagot fedeztek fel, a 7-dehidrokoleszterint, amely a
bőrben ultraibolya sugárzás hatására, D 3 -vitaminná alakul. Az állati eredetű élelmiszerek D 3 - és D 2 -
vitamint, a növényi eredetűek D 2 -vitamint tartalmaznak.
HO
HO
OH
calciferol
H
H H
lumiszterin
A D-vitamin-hatású vegyületek
szteroidszármazékok. Táplálkozásélettani
szempontból a D 2 -
HO
(ergokalciferol) és a D 3 - (kolekalciferol)
vitamin jelentős. Biológiai hatásukat
tekintve aktívabb a D 3 -vitamin, amely a
bőrben az ultraibolya sugárzás
hatására keletkezik, előanyagából a 7-
dehidrokoleszterinből.
A D-vitamin elősegíti a kalcium és HO
foszfor felszívódását a bélcsatornából,
és közvetlenül befolyásolja a
csontképződést.
D 2 -vitamin
D 3 -vitamin
232

233

A D-vitamin elősegíti a kalcium és foszfor felszívódását a bélcsatornából, és közvetlenül befolyásolja
a csontképződést. A szervezetbe kerülő egyes idegen anyagok (ólom, kadmium), valamint egyes
gyógyszerek növelik a vitaminszükségletet. A legbőségesebb kalciferol-források a halmájolajok, máj,
tojás, tej és tejtermékek, de egyes élelmiszereket (pl. gyermektápszereket, tejtermékeket,
margarinokat) is D-vitaminnal dúsítanak.
Hiánya gyermekekben angolkórt, felnőttekben csontlágyulást okozhat, de az általános tüneteken túl a
vesekőképződés veszélye is fennáll.
Hipervitaminózisa azt eredményezi, hogy megemelkedik a vér kalcium-szintje, túl sok épül be a
csontokba, az érfalakba; növeli az érelmeszesedés kockázatát, növekedési zavarokat okozhat.
Az D-vitamin (kalciferol formában) jellemző mennyisége 100 g élelmiszerben:
• gabonafélék, hüvelyesek és őrleményeik, kenyerek, péksütemények: nem jellemző
• száraztésztákban: 0-0,4 μg
• zöldség, gyümölcs: nem jellemző
• vaj, margarinféleségek: 0,5-7,5 μg
• húsok, húsipari termékek: 1-4 μg
• halak: 0,5-10 μg
• tej: 0,05-0,3 μg
• tojás: 5-25 μg
Gyermek
0 - fél év: 7,5 µg
fél - 1 év: 10 µg
1 - 3 év: 10 µg
4 - 6 év: 10 µg
7 - 10 év: 10 µg
Nő
11 - 14 év: 10 µg
15 - 18 év: 10 µg
felnőtt: 10 µg
terhesség: 10 µg
szoptatás: 10 µg
Férfi
11 - 14 év: 10 µg
15 - 18 év: 10 µg
felnőtt: 10 µg
234

E-vitamin
Tokoferolok: számos E-vitamin hatású vegyület ismert, így az a-, b-, g-, és -tokoferol, valamint a
szintetikus úton előállított észter-származékok, pl. tokeferol-acetát.
Legjobb E-vitamin forrásaink a növényi olajok, tehát a napraforgó-, búzacsíra-, tökmag-, olíva-,
kukoricaolaj, a búzacsíra és az egyéb gabonacsírák, a zöld növények, a hús, a máj és a tojás.
Az emberben a tokoferol hatása kevéssé ismert, hiánya nem okoz jellemző tüneteket. A tokoferolok
könnyen oxidálódnak, miközben antioxidáns hatást fejtenek ki, így megakadályozzák a többszörösen
telítetlen zsírsavak oxidációját. Biológiailag a D-a-tokoferol a leghatásosabb. Gyulladásgátló hatása is
ismert.
A vegyes táplálék E-vitamin tartalma nagymértékben függ az elfogyasztott zsír mennyiségétől és
minőségétől (állati zsír, vagy növényi olaj). A többszörösen telítetlen zsírsavakban gazdag étrend mellett
nagyobb az E-vitamin szükséglet. 1g többszörösen telítetlen zsírsav, 0,5-0,8 mg-al növeli a tokoferol
szükségletet.
Embernél nem fordulnak elő hiánytünetek, mert a normális vegyes étrend tartalmazza, illetve az
egészséges szervezet ezekből képes előállítani a neki szükséges mennyiséget.
Hiánya vérszegénységet, meddőséget, izomsorvadást okoz. Túladagolása nem ismert
E-vitaminban gazdagok a növényi olajok, zöldnövények, gabonamagvak, de főleg a csíráztatott
magvakból nyert olajok.
HO
R 3
HO
R 3
R 2
O
R 2
O
R 1
R 1
a-tokoferol: R 1 = R 2 = R 3 = CH 3
b-tokoferol: R 1 = R 3 = H; R 2 = CH 3
g-tocoferol: R 1 = R 2 = H; R 3 = CH 3
-tocoferol: R 1 = R 2 = R 3 = H
a-tokotrienol: R 1 = R 2 = R 3 = CH 3
b-tokotrienol: R 1 = R 3 = H; R 2 = CH 3
g-tocotrienol: R 1 = R 2 = H; R 3 = CH 3
-tocotrienol: R 1 = R 2 = R 3 = H
235

Hiánya vérszegénységet, meddőséget, izomsorvadást okoz. Túladagolása nem ismert.
E-vitaminban gazdagok a növényi olajok, zöldnövények, gabona magvak, de főleg a csíráztatott
magvakból nyert olajok.
Az E-vitamin (tokoferol formában) jellemző mennyisége 100 g élelmiszerben:
• gabonafélék, hüvelyesek és őrleményeik, kenyerek, péksütemények: 0,1-12 mg
• száraztésztákban: 0-0,6 mg
• sajtos, túrós sütemények: 0,05-1 mg
• diós, mákos sütemények: 0,3-3 mg
• zöldség, gyümölcs: 0-3 mg
• vaj, margarinféleségek, szalonna, növényi olaj: 0,5-84 mg
• húsok, húsipari termékek: 0,5-2,5 mg
• halak: 0,2-3,5 mg
• tej: 0,1-1,6 mg
• túrók, sajtok: 0-1 mg
tojás: 0,5-1,5 mg
236

H- és a K-vitamin
A H-vitamin a (biotin – B 7 -vitamin) A hámszövet védelmi vitaminja,
baktériumok, élesztőgombák fontos koenzimje. Az anyagcserében játszik
fontos szerepet. Hiánya étvágytalanságot, bőrelváltozásokat okozhat,
gyulladások lépnek fel, esetenként gerincvelői bántalmakat okoz. Az
élesztőkivonat az embernél gátolja az őszülés kialakulását.
Legjobb biotinforrásaink a máj, a vese, a tojássárgája, az élesztő, a karfiol,
a dió- és mogyorófélék, a gabonafélék. A gyümölcsök és a húsfélék igen
keveset tartalmaznak.
HN
H
O
NH
H
S
COOH
H-vitamin (biotin)
A K-vitamin a természetben két formában fordul elő: K 1 -vitamin
(fillokinon), amit a zöld növények, valamint a K 2 -vitamin (menakinon),
melyet baktériumok szintetizálnak. A természetes K-vitaminok csak
zsírban, a mesterségesen előállított származékok vízben is oldódhatnak.
Az ember K-vitamin szükségletét a táplálék K 1 -vitaminja és a
bélbaktériumok által előállított K 2 -vitamin kb. fele-fele arányban fedezi.
Normális bélflóra és vegyes táplálkozás esetén a szervezet K-vitamin
ellátottsága megfelelő. A K-vitamin 10-70%-a szívódik fel.
Felnőttekben a hosszantartó antibiotikus kezelés és a csökkent K-vitamin
bevitel hiánytüneteket okozhat. Gyermekeknél és koraszülöttekben a
bélbaktériumok csekély száma miatt előfordulhat K-vitamin hiányon
alapuló vérzékenység.
K-vitaminforrások: brokkoli, fejes saláta, káposzta, paraj, tejtermékek, és
máj.
O
O
O
O
filokinon
menokion
3
n
237

B 1 -vitamin (tiamin)
N
NH 2
N
tiamin
N
S
OH
Vízben jól oldódó, hőre érzékeny vegyület. Jelentős szerepe van a szénhidrátanyagcserében,
miután a piroszőlősav dekarboxilezését végző enzim koenzimje,
energiát generál, segíti a szénhidrátok elégetését, valamint létfontosságú
szerepet tölt be az idegrendszer, az izmok és a szív normális működésében.
A tiamin szükséglet a szénhidrátbevitellel függ össze, a gyakorlatban az energia bevitellel
számolnak. Felnőttek számára 0,125/1000 kJ tiamin bevitele ajánlott, ami legalább 1 mg tiamint
jelent naponta. Az idős emberekben a rosszabb tiamin felhasználás miatt 1 mg/nap bevitel javasolt
még akkor is, ha energia bevitelük kisebb, mint 8 MJ/nap.
A hiánybetegség a tejsav és a piroszőlősav felhalmozódását okozza a szervezetben, neuraszténiás
tünetekkel, étvágytalansággal jár, szívgyengeség és keringési elégtelenség léphet fel. Ennek
eredménye a fáradtság, a gyengeség, a depresszió, valamint egyes bélrendszeri problémák.
A B 1 -vitamin hiánya okozza – főleg a keleti országokban – a beriberi nevű betegséget.
Tiaminban gazdag a máj, a teljes kiőrlésű liszt, a barnakenyér, a hüvelyesek az élesztő.
• gabonafélék, hüvelyesek és őrleményeik, kenyerek, péksütemények, száraztészták: 30-800 μg
• zöldség, gyümölcs: 15-300 μg
• dió, olajos magvak: 100-2020 μg (felső érték a napraforgó)
• vaj, margarinféleségek, olaj, szalonna: 0-30 μg
• húsok, húsipari termékek, máj, szív, vese: 80-800 μg
• halak: 20-100 μg
• tej: 50-180 μg
• tojás: 50-150 μg
238

239

O
N
N
H
N N O
OH
HO
OH
OH
riboflavin
B 2 - és B 3 -vitamin
A riboflavin (B 2 vitamin) koenzimek része (FAD – FADH), a piroszőlősav, zsírsavak
és az aminosavak oxidatív lebontását végzik, fontos szerepet töltenek be a
szöveti légzésben és méregtelenítésben. Az ember bélflórája is termel riboflavint,
ezért hiánytünetek ritkán fordulnak elő. Hosszantartó, széles spektrumú
antibiotikum-kezelés azonban elpusztítja a bélflórát, így riboflavin-hiányt idézhet
elő. Hiánya az embernél bőrelváltozásokat, szemlencse-elváltozásokat,
szemviszketést, szemégést, szemvörösödést, emésztési zavarokat és kirepedt
ajkakat okoz. Közrejátszhat az ízületi gyulladás kialakulásában is. Életkortól
függetlenül 0,15 mg/1000 kJ riboflavin bevitel ajánlott, idős korban nem lehet
kevesebb, mint 1,2 mg/nap. Főbb riboflavin források: tej és tejtermékek, máj,
vese, tojás, hüvelyesek.
O
NH 2
N
nikotinamid
O
OH
N
nikotinsav (niacin)
Nikotinsav (B 3 -vitamin), a szöveti oxidredukciós folyamatokban résztvevő koenzimek
alkotórésze (NAD – NADH). Az elfogyasztott táplálék minden 1 MJ energiájára 1,6 mg
niacinekvivalens-bevitel ajánlott. A szükségletek megállapításánál figyelembe kell venni a
triptofánból történő képzést: 60 mg triptofánból 1 mg nikotinamid képződik, az átalakulás
piridoxint, tiamint, riboflavint igényel. A legtöbb esetben a vitaminkészítményekben a
niacin helyett niacin-amidot találunk, mely egyes vélemények szerint a szervezet
számára nem kellően helyettesíti a vitamint. A niacin-amidot azért fejlesztették ki, hogy
kiküszöböljék az allergén reakciónak hitt bőrvörösödést, amit a niacin okoz, de a
niacinamid nem.
Hiányában bélrendszeri zavarok, fáradékonyság, depresszió, étvágytalanság, fejfájás
alakulhat ki. A pellagra (pelle agra = durva bőr) a (B 3 -vitamin) hiánya okozta betegség.
Niacinban gazdag a hús, máj, vese, zöldségfélék és a barnakenyér. Triptofán-forrás: a
hús, a növényi fehérjék, kivéve a kukoricát.
240

HO
HO
N
piridoxin
OH
B 6 - és B 7 -vitamin
A piridoxin (B 6 -vitamin) koenzimek alkotórésze melyek résztvesznek az aminosav anyagcserében,
bevitelük a fehérje-bevitellel arányos kell, hogy legyen, miután a legfőbb feladata az aminosavak
átalakítása: 1 g fehérje mellé 0,015-0,02 mg B 2 -vitamint rendelnek. A piridoxinnál felszívódási veszteséggel
nem kell számolni.
Hiánya ún. pellegrás nyelv- és bőrtüneteket, a perifériás idegek gyulladását, vérszegénységgel és
idegrendszeri zavarokkal járó epilepsziás görcsöket okozhat, de az úgynevezett „fekete nyelv”
kialakulásában is szerepet játszik. További hiánytünetek lehetnek: az ajkak nyálkahártyájának
berepedezése, fokozott faggyúmirigy-működés, idegesség, álmatlanság, izomgyengeség, hajhullás,
végtaggörcs. B 6 -vitamin adását javasolják migrénes fejfájás esetén, a terhesség alatt, de a röntgenbesugárzás
és a narkózis után bekövetkező hányások csillapítására is.
Bőséges forrás a máj, hús, tejtermékek, hüvelyesek és az élesztő, kisebb mértékben a tej és a tojás.
A biotin (H-, B7 vitamin) számos karboxiláló enzim koenzimje, melyeknek reguláló szerepük van a
szénhidrát- és lipid anyagcserében. A biotinszükséglet és a javasolt bevitel megállapítását nehezíti, hogy
az ember bélflórája is termeli. Felszívódási vesztesége 50% körül van. A biotin szabad és kötött formában
is jelen lehet az élelmiszerekben. Jó biotinforrás a máj, a vese, a tojássárgája, és néhány zöldség. A búza
is tartalmaz biotint, de kötött formában, ami felszívódásra nem alkalmas. A hús, a gyümölcsök biotinban
szegények.
Hiányakor túlzott kimerültség, álmosság, izomfájdalmak, hajhullás, depresszió, és szürkés bőrszín
jelentkezhet.
HN
H
O
S
NH
H
B 7 -vitamin (biotin)
COOH
241

B12-vitamin
NH 2
O
NH 2
O
NH 2
N NC
Co
N
NH 2
O
N
N
O
NH 2
H 2 N
O
O
N
HO
O O
P
O O
N
N
O
OH
Kobalaminok, a gyomor és a vékonybél nyálkahártyája
által kiválasztott glikoproteinhez kapcsolódva
szívódnak fel. Az esetek többségében vitaminhiány
akkor lép fel, ha nem képződik a kobalaminokat szállító
faktor, így a táplálékban jelen lévő vitamin nem tud
bejutni a szervezetbe. A kobalaminok koenzim
formájában kapcsolódnak be a fehérjék, a szénhidrátok
és más nitrogéntartalmú anyagok anyagcseréjébe. A
kobalaminnak nevezett anyag 4,5%-ban tartalmaz
kobaltot, innen származik a neve.
B 12 -vitamint a növények nem tartalmaznak, a
szükségletet csak állati eredetű élelmiszerekkel lehet
fedezni. Normális körülmények között a tápláléknak
nem kell kobalamint tartalmaznia, mert a bélben
naponta 20-szor annyi keletkezik, mint amennyi a
táplálékkal kerül a szervezetbe.
Innen rendkívül nehezen szívódik fel, a felszívódása csak belső faktor jelenlétében megy végbe, és a
bélben képződő mennyiség tizede szívódik csak fel, a többi kiürül a szervezetből. Az ember évi
szükséglete kb. 1 mg-ra tehető. Vészes vérszegénységben szenvedő betegnek havonta kb. 100 mg-ot
kell kapnia.
A B 12 -vitamin részt vesz a nukleinsavak felépítésében, befolyásolja a szervezet fehérjeszintézisét,
elősegíti az aminosavak fehérjékbe való beépülését és fokozza ezek hasznosítását, de az egész
szervezetet érintő hatása van. Az orvosi gyakorlatban a vészes vérszegénység, általános testi leromlás,
kimerültség, ideggyulladás, hosszabb betegség utáni lábadozás esetén használják. Az egész szervezetre
kiterjedő erősítő, roboráló hatása van.
242

OH
OH
O
N
H
COOH
pentoténsav (B 5 -vitamin)
B 5 -, B 9 -, B 13 -vitamin
A pentoténsav a koenzim A alkotórésze. Szerepe van az energiahordozó
szénhidrátok lebontásában, zsírsavak szintézisében és lebontásában, a
különböző szterolok, szteroid-hormonok, porfirinek szintézisében. Emberben
valódi hiánytünetek vegyes táplálkozás mellett nem lépnek fel, bár a
pantoténsav-szükséglet nem tisztázott kellőképpen. A fizikai erőkifejtés és a
stresszhelyzetek növelik a szükségletet.
2N
N
OH
N
N
N
N
H
O
N
H
folsav (B 9 -vitamin)
COOH
COOH
B 9 -vitamin (M-vitamin) a folsav vízben oldódó vitamin. Nagyon
fontos szerepe van a szervezetben, különösen a várandós
édesanyáknál, mert a terhesség korai szakaszában a fejlődő
embrió gerincét, a velőcsövet lezáró folyamat csak folsav
jelenlétében megy végbe hibátlanul. Ezért várandós
édesanyáknak mindenképpen ajánlott a folsav pótlása.
Szerepe van még a fehérvérsejtek, vörösvértestek, vérlemezkék képzésében, az aminosavak, és
nukleinsavak anyagcseréjében, de hozzájárul a gyomor-bélrendszer, és a szájnyálkahártya épségéhez is.
A mesterséges készítményekből felszívódása jobb, mint a természetes forrásokból. A szervezet jó folsav
ellátottsága mellett elfedheti a B12-vitamin hiányában kialakuló tüneteket. Ez különösen vegetáriánus
táplálkozás esetén lehet veszélyes. Legjobb folsavforrásaink a máj, a leveles zöldségek (különösen a
paraj), a gyümölcsök, és az élesztő. A túl nagy folsavbevitel csökkentheti a cink hasznosulását.
HN
O
O N COOH
H
orotsav (B 13 -vitamin)
Az orotsav antzioxidáns hatása révén megvéd bizonyos májműködési zavaroktól és a
korai öregedéstől, elősegíti a szklerózis multiplex kezelését. A felnőttek ajánlott
adagja 0,003 mg. Hiánytünet egyelőre nem ismert. Megtalálható a
gyökérzöldségekben és a tejsavóban. Magnézium-orotát formájában adva oldja a
szorongást és feszült állapotokat, enyhíti a pszichovegetatív kimerültséget, gátolja a
koncentráló- és emlékezőképesség csökkenését.
243

Szent-Györgyi Albert
1893-1986
Nobel-díj - 1937
HO
OH
HO
O
OH
aszkorbinsav
O
A C-vitamin
A C-vitamin -aszkorbinsav- a hexonsav laktonja. Vízben jól oldódó, erősen
redukáló vegyület. Teljesen eloxidált formájában elveszti vitaminhatását. Az
aszkorbinsav a sejtek biokémiai folyamataiban mint hidrogéndonor vesz
részt, ez adja meg elsőrendű biológiai jelentőségét. 85%-a szívódik fel.
Elősegíti a vas felszívódását a bélrendszerből. Az aszkorbinsavat számos
állatfaj szintetizálja, ugyanakkor az ember és néhány állatfaj nem képes erre.
A környezeti stressz hatások, a dohányzás, egyes gyógyszerek, (pl. orális
fogamzásgátlók), lázas állapot, műtéti beavatkozások növelik a szükséges
adag mértékét. A C-vitaminnal jól ellátott anya tejének aszkorbinsav-tartalma
30...55 ml/l.
Szent-Györgyi Albert biokémikus az 1930-as években izolálta a C-vitamint,
munkásságát 1937-ben orvosi és élettani Nobel-díjjal ismerték el.
Az egészséges ember napi C-vitamin szükségletét a helyesen összeállított és
jó konyhatechnikával elkészített ételekkel még a tél végi és tavaszi
hónapokban is fedezni lehet.
Aszkorbinsavban gazdag zöldségfélék: a zöldpaprika, paradicsom, burgonya,
saláta, és a káposztafélék: (káposzta, brokkoli, kelbimbó), friss gyümölcsök,
(elsősorban áfonya, ribizli, a vadrózsa termése, a csipkebogyó, narancs,
citrom, grapefruit), télen ezek, vagy az ezekből úgynevezett „hideg”
eljárással készült teák, szörpök, gyümölcsborok fogyasztását kell
szorgalmazni. A zöldségféléket lehetőleg nyersen, salátának elkészítve, vagy
pároltan célszerű fogyasztani.
A C-vitamin hiány hatására kialakuló betegség a skorbut. Jellemzője a
kiszáradt bőr, emésztési zavarok, fogínysorvadás következtében meglazult
fogak. Éveken, évtizedeken keresztül fennálló C-vitamin hiány esetén,
rendkívüli mértékben megemelkednek a szív- és érrendszeri kockázatok.
244

A P-vitamin
A rutin (más néven citrin) a flavonoidok családjába tartozó vegyület. Kémiai szempontból egy glikozid
Egyes vérzékenységgel járó, a skorbuthoz hasonló betegségek tiszta C-vitaminnal nem gyógyíthatók, de
citromlé vagy paprikakivonat adására javulnak. A P-vitamint a paprikából sikerült kivonni. Ez az anyag
csökkenti a hajszálerek áteresztőképességét (permeabilitását), innen az elnevezése is.
A P-vitamin segíti a C-vitamin felszívódását és megvédi az oxidációtól, ezenkívül erősíti a hajszálereket. A
C-vitamin kísérője, általában ugyanazokban az élelmiszerekben fordul elő. Legbővebben a citrusfélék, a
csipkebogyó, az áfonya, a brokkoli, a paradicsom, valamint más gyümölcsök és zöldségek tartalmazzák –
elsősorban a gyümölcs húsa gazdag ebben a vitaminban.
Emberben kifejezetten P-vitamin hiánybetegség vagy túladagolás nem ismert, de feltételezhető, hogy
hiányában a C-vitamin felszívódása és felhasználása zavart szenvedhet, éppen ezért tüneteik átfedhetik
egymást. A vízben oldódó vitaminok esetében nincsen túladagolás mert a vízben oldódó vitaminokat nem
tudja tárolni a szervezet.
OH
HO
OH
O
O
O
HO
O
OH
OH OH O
HO
O
OH
OH
rutin
245

Vegetáriánus étrend hátrányai
1. A növényeket általában hosszú ideig kell főzni az emészthetetlen anyagok miatt. Ez az előkészítési
folyamat roncsolja a bennük található, a szervezet számára értékes anyagokat.
2. A B 12 vitamin teljesen hiányzik a növényekből.
3. Telítetlen és többszörösen telítetlen zsírsavakat tartalmaz, amely terhet jelent a szervezetre nézve,
mert több antioxidáns hatású vitamint igényel.
4. Aminosavakat tekintve a lizin, cisztin, metionin szinte teljesen hiányzik a növényekből; aminosavak,
mikro- és makroelemek nem megfelelő arányban vannnak jelen.
5. Az arachidonsav esszenciális zsírsav nem található meg növényekben.
6. Makroanyagokat tekintve sok kálium és kevés kalcium vagy foszfor jellemző. Nincs benne koleszterin,
de van benne fitosztein.
7. Sok rostot tartalmaznak, amelyek jó hatása ismert, de csökkentik a zsír, ásványi anyagok és fehérjék
emészthetőségét.
8. Az ovovegetariánus étrend – mely tartalmaz tojást és tejet is – kielégítő lehet.
COOH
arachidonsav
246

Antibiotikumok I.
Az antibiotikumok az élő szervezetek – elsősorban mikroorganizmusok – által
termelt úgynevezett másodlagos anyagcseretermékek (szekunder
metabolitok) legfontosabb csoportja. Ökológiai szerepük, képződésük oka,
célja nem teljesen tisztázott. Egyes nézetek szerint a termelő szervezetek
biológiai védekezésének részét képezik, mások szerint az antibakteriális hatás
és antibiotikum termelés csak véletlenszerűen kapcsolódik egyes
mikroorganizmusokhoz.
Waksman (1945): streptomycin és számos egyéb antibiotikum felfedezője
(aktiomycin, neomycin).
Definíciója: antibiotikum, vagy antibiotikus hatású anyag az amelyet
valamilyen mikroorganizmus termel és azzal a képességgel rendelkezik, hogy
mikroorganizmusok szaporodását képes gátolni illetve el is pusztítja azokat.
Selman Abraham
Waksman
1888 - 1973
Baron szerint: antibiotikumnak tekinthető egy olyan anyag:
• Valamilyen élőlény (alacsonyabb és magasabb rendű) anyagcsereterméke
• Biokémiai mechanizmuson keresztül gátolja egy vagy több mikroorganizmus szaporodását
• Alacsony koncentrációban is hatásos
• Magasabb rendű növényekre vagy állatokra terápiás szinten nem vagy alig hat.
Antibiotikum nem azonos a kemoterápiás szerekkel. Ez utóbbiak a teljesen mesterségesen előállított
hatóanyagok, míg az antibiotikum elnevezést célszerű a természetes eredetű vegyületekre fenntartani,
jóllehet a félszintetikus és a teljesen szintetikus antibiotikumok megjelenésével egyre nagyobb az
összemosódás.
247

Az antibiotikumok csoportosítása
1. Előállítási módjuk alapján:
• Bioszintetikus úton nyert antibiotikumok (fermentációval)
• Félszintetikus antibiotikumok
• Szintetikus antibiotikumok
2. Hatásuk alapján:
• Major (nagy) antibiotikumok: ezeket szokás széles spektrumú antibiotikumoknak is nevezni, mert
sokféle mikroorganizmusra hatnak. Pl: Penicillinek; Streptomicin; Chloramphenicol; Tetraciklinek
• Minor (kicsi) antibiotikumok: szűk spektrumú antibiotikumok, kis számú mikroorganizmusra
hatnak. Pl: Erythromycin; Novobiocin; Vancomycin
• Baktérium-, gomba-, rák- vírusellenes szerek
• Gyógyászati, mezőgazdasági vagy egyéb céllal előállított vegyületek.
3. Hatásmechanizmusuk alapján:
Nukleinsavszintézis-gátlók: szulfonamidok; trimethoprim, kinolinok.
Sejtfalszintézis-gátlók: penicillinek, cefalosporinok, vancomycin.
Fehérjeszintézis-gátlók: aminoglikozidok, tetraciklinek.
4. Szerkezetük alapján:
• szénhidrát vázas antibiotikumok (aminoglikozidok, linkozaminidek, vankomicinek)
• makrociklusos lakton/laktám vázas antibiotikumok ( makrolidok, poliének, anzamicinek)
•kinonvázas antibiotikumok ( antraciklinek, tetraciklinek)
• aminosav, peptid, polipeptid antibiotikumok (laktámok, bactoracin, graminicidin, polimixin)
• nitrogén tartalmú antibiotikumok (nukleozid antibiotikumok)
• aliciklusos antibiotikumok (fusidinsav)
• aromás antibiotikumok (klóramfenikol)
• alifás antibiotikumok (foszfonomicin)
• oxigéntartalmú heterociklusok (poliéterek)
248

Alexander Fleming
1881 - 1955
Penicillium notatum
A penicillinek felfedezése
Fleming 1928-ban a londoni St. Mary kórházban vette észre, hogy a
Staphylococcus tenyészetébe került kékes-zöldes penész szennyeződés körül a
baktériumok nem növekednek. Fleming arra a következtetésre jutott, hogy a
penész olyan anyagot bocsát ki, mely gátolja a baktériumok növekedését, és
elpusztítja a baktériumokat. A penészt tiszta kultúrában is kitenyésztette, és
felfedezte, hogy a Penicillium családba tartozó fajról van szó, melyet ma
Penicillium notatum fajként ismerünk.
A baktériumokat különböző festési eljárásokkal szembeni viselkedés alapján is
szokták csoportosítani. Az egyik ilyen eljárás a Gram-festés, melyet 1884-ben
Hans Christian Gram fejlesztett ki. Ez a módszer a baktériumokat a sejtfal
strukturális sajátosságai alapján különíti el. A festés során kristályibolya (vagy
genciánaibolya)-festékkel festik meg a baktériumkészítményt, majd etanollal
mosási próbát végeznek. Gram-pozitív baktériumok esetén a festék a sejtfalból
nem mosható ki, míg a Gram-negatív baktériumoknál igen. A Gram-negatív
baktériumok láthatóvá tétele érdekében további fukszinos festést alkalmaznak. A
Gram-pozitív baktériumok vastag peptidoglikán sejtfala lilának látszik, míg a
Gram-negatív fajok sejtfala rózsaszínű lesz a festés után.
249

A b-laktám antibiotikumok csoportosítása,
hatásmechanizmusa és bioszintézise
R
O
O
H H
H H
HO H H
S
S
HN
R HN
S
N
N R'
H 3 C N
O
O
O
COOH NHR
COOH
COOH
penicillinek
kefalosporinok
tienamicinek
R 3 R 2
HN
N
O R'
monobaktámok
Hatásmechanizmusa: A β-laktám antibiotikumok a baktériumok sejtfalában a peptidoglikánok közötti
keresztkötések kialakulását gátolják. A penicillin β-laktám része ahhoz a transzpeptidáz enzimhez kötődik,
mely a baktérium peptidoglikán molekuláit kötné össze. Az enzim így nem tud megfelelően működni és a
baktárium sejtfala osztódás során meggyengül (másképp fogalmazva az antibiotikum citolízist,
sejtpusztulást eredményez, mikor a baktérium megpróbál osztódni). Ezen felül a felhalmozódott
peptidoglikán prekurzorok a baktériumban aktiválják a sejtfal hidrolázok működését, amelyek tovább
rombolják a baktérium meglevő peptidoglikánját.
O
OH
HO
NH 2 O
H 2 N
O
L-a-aminoadipinsav
SH
OH
L-cisztein
H 2 N
O
D-valin
OH
HO
O
NH 2
O
H
N
O
N
H
SH
O
OH
HO
O
NH 2
O
H
N
O
N
S
O
OH
250

R
O
OH
Fermentáció
Természetes penicillinek
R
O
HN
O
H H
N
S
COOH
penicillin származék
A kutatások során felfedezték, hogy a
fermentációhoz használt Penicillium
chrysogenum táptalajához adagolt
karbonsavakkal befolyásolni lehet a
bioszintézis irányát és hozamát.
Ezeket az anyagokat prekurzoroknak
nevezzük, és a gombák nem bontják
le őket, hanem változtatás nélkül
beépítik. A tapasztalat szerint
azonban csak apoláros oldalláncot
tartalmazó karbonsavakat alkalmazhatunk
prekurzorként.
R:
HO
S
O
F G X K O V
• Igen nagy gond, hogy a baktériumok rezisztenciájának kifejlődése következtében a természetes
penicillinek alkalmazhatósága erőteljesen korlátozódott. Amíg 1941-ben a Staphylococcus törzseknek
csak 1%, 1946-ban 14%-a, addig napjainkban már több mint 80%-a penicillinrerzisztens.
•További probléma volt, hogy ezek a származékok meglehetősen szűk hatásspektrumuak voltak,
túlnyomóan csak a Gram-negatív baktériumokkal szemben voltak hatásosak voltak.
• Problémát jelentett az allergizáló hatás, amit antihisztaminokkal sem sikerült kiküszöbölni.
• Megoldás új, félszintetikus penicillinekre van szükség!
251

Félszintetikus penicillinek
A variálható oldallánc módosításai a természetes penicillinekhez képest növelik az orális
biohasznosultságot, ellenállóbbá teszik a molekulát a β-laktamáz enzim ellen, és növelik az antimikróbás
hatásspektrumot. A félszintetikus penicillinszármazékokat úgy hozzák létre, hogy fermentációval az
oldalláncmentes 6-amino-penicillánsavat termelik, és ehhez csatolják a variábilis oldalláncokat.
O
H H
S
HN
N
O
COOH
G-penicillin
penicillin-amidáz
H H
S
H 2 N
N
O
COOH
6-aminopenicillánsav
R
O
Cl
O
R H H
S
HN
N
O
COOH
félszintetikus penicillinek
Cl
N
O
O
HN
O
H H
cloxacillin
N
S
COOH
Rezisztens staphylococcusok törzsek
ellen használják. A gyógyszernek kisebb
az antibakteriális hatása, mint a G-
penicillinnek, de a mellékhatása is.
S
HO
O
H
N
OO
O H
N
HOOC
temocillin
Direkt Gram-negatív korokozók ellen fejlesztették ki, de
Gram-pozitívak ellen, Acinetobacter fajok, és
Pseudomonas aeruginosa ellen nem hatásos.
Multirezisztens Gram-negatív korokozók ellen hasznos
gyógyszer a klinikumban.
S
252

Penicillin rezisztencia
Az elmúlt évtizedekben egyre több, korábban ampicillin, amoxacillin-érzékeny Gram-negatív
baktériumról (H. influenzae, E. coli, Shigella, Salmonella törzsek) mutatták ki, hogy b-laktamáz enzimet
termelnek, melyek inaktiválják az antibiotikumokat.
HO
O
NH 2
N
H
H H
O
S
N
amoxacillin
COOH
b-laktamáz
HO
O
H H
S
N N
H H
NH 2
O OH
penicillosav
COOH
A penicillinek kombinálhatók β-laktám inhibitorokkal, amelyek megvédik a hatásos
gyógyszermolekulákat a bontó enzimtől, és így a szer β-laktám termelő organizmusok ellen is hatásos
lesz. Tág hatásspektrummal rendelkeznek, az elsődlegesen választandó szerek közé tartóznak.
O
H
O
N
COOH
klavulánsav
OH
O
H
O O
S
N
COOH
sulbactam
O
H
O O
S
N N
COOH N N
tazobactam
amoxacillin + klavulánsav
b-laktamáz gátlók
253

Tetraciklin antibiotikumok
A penicillin után legismertebb antibiotikumok. A tetraciklint a Streptomyces aurofciens, majd a
klórtetraciklint Str. viridifaciens kultúrájából izolálták. Három különböző tetraciklint ismerünk: tetraciklin
(TC), oxitetraciklin (OTC), 7-klór-tetraciklin (CTC). Félszintetikus származékai közül igen népszerű a
doxiciklin. Széles spektrumú fehérjeszintézis inhibítor (a riboszóma 70S alegységéhez kötődve)
antibiotikumok, jól hatnak a Gram–pozitív és Gram–negatív baktériumok, rickettsiák, mikoplazmák,
leptospirák és spirochéták ellen
H 3 C
HO CH 3 H
N CH 3
OH
H 3 C
N CH 3
HO CH 3 OH
OH
H 3 C
Cl HO CH 3
H
N CH 3
OH
CH 3
H
N
OH
OH
OH O OH O
O
NH 2
OH
OH OH O O
O
NH 2
OH
OH O OH O
O
NH 2
OH
OH O OH O
O
NH 2
tetraciklin
oxitetraciklin
7-klórtetraciklin
doxyciklin
A tetraciklinek a legrégebbi, kifejezetten széles spektrumú antibiotikumok közé tartoznak, amelyek közül
csak néhány származék maradt meg a klinikai gyakorlatban. A korai, gyorsan eliminálódó, csak vesén
keresztül ürülő és vesekárosodás esetén kumulálódó származékok, mint a tetraciklin vagy oxitetraciklin
itthon már nincsenek forgalomban. A későbbi származékok, köztük a doxyciclin ma is kiterjedten használt
antibiotikum, de indikációs területe az eredeteihez képest jelentősen megváltozott.
A tetraciklinek korábban igen hatékonyak voltak a Gram-pozitívok közül a staphylococcusok,
streptococcusok ellen, ma ezen törzsek 30-40%-a rezisztens. A Gram-negatívok közül az E.coli, Klebsiella
spp, Enterobacter spp-k 30%-a, a Proteus mirabilis több mint 90%-a rezisztens. A H.influenzae viszonylag
érzékeny maradt (6% rezisztens).
254

Aminoglikozid antibiotikumok
Az aminoglikozidok az egyik legrégibb antibiotikum családot alkotják. Az első képviselőjüket a
sztreptomicint Waksman izolálta 1944-ban. A legjelentősebbek és a legismertebbek a sztreptomicin,
gentamicin, tobramicin. Hatásspektrumuk széles, elsősorban Gram-negatív baktériumok ellen
használatosak, Gram-pozitívok ellen is hatnak. Gram-negatív erős fertőzés esetén a cefalosporinok mellett
ezek az antibiotikumok jelentik a megfelelő hatásos anyagokat. Elsősorban tuberkulumok, mellékhatásaik
miatt (vese és fülkárosító toxinok), valamint plazmidon hordott rezisztencia átadó képességük miatt
használatuk korlátozott. Baktérium ellenes hatásuk különleges: az arra érzékeny baktériumok
fehérjeszintézisét gátolja, ahol a riboszómákon a fehérje molekula szekvencia leolvasásában hibákat
okoz, ezért leállítja a fehérjemolekulák szintézisét.
H 2 N
N
OH
OH OH
NH 2
OHC OH
NH 2
H 2 N N
O
O
HO O
O
NH
OH
OH
HO
N
HO
O
O
OH
H 2 N
O
NH 2
O
NH 2
N
H 2 N
HO
O
NH 2
H 2 N
O
OH
NH 2
O
O
OH
OH
NH 2
OH
szterptomicin
gentamicin
tobramicin
Az aminoglükozid antibiotikumok túlnyomó részét a Streptomyces kisebb mértékben Micromonospora
fajok termelik közvetlen vagy irányított fermentációval. Általában izomerek és/vagy közeli homológok
alkotta komplex keveréket termelnek, nem ritka 10-15 sőt 30-40 különböző minorkomponens izolálása sem
a fermentléből.
255

Makrolid-antibiotikumok
A makrolidek közül az erythromycin jelent meg elsőnek 1952-ben, de két évtizeden keresztül csak a
penicillin alternatívája volt penicillin allergiás betegek kezelésében. A makrolidek kiterjedt alkalmazása és
igazi fejlődése a 70-es évek második felére tehető, mikor kiderült , hogy a leghatékonyabb antibiotikum az
akkor felismert legionellosis kezelésében és realizálták az ún. atípusos kórokozók (mycoplasmák,
chlamydiák) klinikai jelentőségét.
A makrolideket a laktongyűrűben levô szénatomok száma szerint 14, 15, 16 szénatom számú
származékokra osztjuk. Az azithromycinben nitrogén helyettesít egy szénatomot, ezzel alcsoportot, az
azalideket képezve. A makrolidek a baktérium fehérjeszintézisét gátolják. A makrolidekkel szemben
számos rezisztencia mechanizmus alakult ki, melyek többsége keresztrezisztenciát okoz - a baktérium
klinikailag az összes makrolid származékkal szemben rezisztenssé válik.
N
O
OH
O
O
OH
OH
N
HO
O
O
O O
O OH
O
HO
N
HO HO
O
O
OH
O
O
O
O
OH
etritromicin
azithromycin
256

Számos szulfonamid ismert, ebbôl ismertetünk néhányat általános képletükkel együtt (fent jobbra).
Ezek a vegyületek a baktériumok folsavszintéziséhez nélkülözhetetlen a p-amino-benzoesav szerkezeti
analógjai (fent balra). A szulfonamidok szelektív toxicitása azon a tényen alapszik, hogy az emlôssejtek a
táplálékban folátot vesznek fel, míg az érzékeny baktériumok nem képesek erre, és a folsavat maguk
szintetizálják. A szulfonamidok kompetitíve gátolják a dihidropteroát-szintetázt ( ), és ezzel
megakadályozzák a DNS szintéziséhez szükséges folát képzôdését. A szulfonamidok bakteriosztatikus
hatású szerek. Leglényegesebb mellékhatásaik a (gyakori) bôrkiütések, veseelégtelen-ség és különbözô
vérdyscrasiák.
257

258

A penicillinek (fent balra) és cefalosporinok (fent jobbra) szerkezetének közös jellemzôje a ß-laktám
gyûrû (B), amelynek épsége nélkülözhetetlen az antibakteriális aktivitáshoz. Az R 1 és R 2 csoportok
módosítása számos félszintetikus, közülük néhány savrezisztens (és orálisan aktív)
antibiotikumot eredményezett, amelyek szélesspektrumú antibakteriális aktivitással rendelkeznek,
vagy rezisztensek a bakteriális β-laktamázra. A penicillinek (balra) a legfontosabb antibiotikumok * ,
míg a cefalosporinok (jobbra) néhány specifikus indikációs területtel rendelkeznek. A β-laktámgyûrûs
antibiotikumok baktericid hatásúak. Antibakteriális hatásukat a lineáris peptidoglikán
polimerláncok közötti keresztkötések kialakulásának gátlása révén fejtik ki, amelyek a sejtfalat építik
fel, pl. pentaglicin híd révén ( ). E hatás annak köszönhetô, hogy szerkezetük egy részeésze ( )
hasonlít a baktérium sejtfal peptidláncának D-alanil-D-alanin részéhez.
259

260

Az antibiotikumok ezen csoportja a baktérium fehérjeszintézisének gátlása révén hat. A
vegyületek szelektíven toxikusak a baktériumokra, mivel a bakteriális ribosomák (ahol a fehérjeszintézis
történik) egy 50S és 30S alegységbôl állnak, míg az emlôsök ribosomái egy 60S és 40S alegységbôl.
A fehérjék aminosavakból épülnek fel a ribosomákon. A ribosomák a messengerribonukleinsav
lánc (mRNS) mentén mozognak elôre (1-2-3) úgy, hogy az egymást követô a specifikus
transfer-RNS- (tRNS-) molekulák számára kötôhelyet biztosító akceptoron haladnak keresztül. A
fehérjelánc meghosszabbításához szükséges következô aminosavat a tRNS-ek hordozzák.
A Tetraciklinek (fent jobbra) és az aminoglikozidok (balra lent) a ribosoma 30S-alegységéhez
kapcsolódnak és az amino-acil-tRNS kötôdését gátolják. Az aminoglikozidok emellett hibás mRNS
olvasást eredményeznek, amely mûködésképtelen fehérjék szintéziséhez vezet.
A fehérjeszintézis következô lépése a transzpeptidáció (2), amelyben a növekvô peptidlánc
hozzákötôdik a P-kötôhelyhez, majd átkerül az A-kötôhelyen lévô amino acil-tRNS-hez kötött aminosavhoz
A chloramphenicol a ribosoma 50S alegységének peptidil-transzferáz aktivitását gátolja.
A transzpeptidációt követôen a peptidlánc az A-kötôhelyrôl a P-kötôhelyre (3)
transzlokálódik, így az A-kötôhely alkalmassá válik a következô amino-acil-tRNS fogadására. A makrolidek
(lent jobbra) a ribosoma 50S alegységéhez kötôdve a transzlokációt gátolják.
261

energia
energia
energia
energia
Szerves vegyületek fényelnyelése
h
Kromofór: a molekula
önállófényelnyeléssel
rendelkező része.
CH 2 =CH 2
CH 2 =CH 2
Auxokróm: nincs önálló
elnyelése, de módosítja a
kromofór elnyelését.
h
CH 2 =CH 2
CH 2 =CH 2

l
l
l n
fényelnyelés
l
l
l n
Elnyelt fény hullámhossza Színe A tárgy színe
400 nm Ibolya Sárgászöld
425 nm Kék Sárga
450 nm Búzavirágkék Narancssárga
490 nm Kékeszöld Vörös
510 nm Zöld Bíbor
530 nm Sárgászöld Ibolya
550 nm Sárga Kék
590 nm Narancssárga Búzavirágkék
640 nm Vörös Kékeszöld
730 nm Bíbor Zöld

Növényi színezékek
• A magasabb rendű növények színanyagai két fő csoportba oszthatók:
– A fotoszintetikus apparátus pigmentjei: klorofillok; karotinoidok és
xantofilok
– Polifenolok és flavonoid származékok: döntően a termések és virágok
színét adják
Az adott szint a jelenlévő növényi festékek keveréke határpzza meg.

Klorofill-a és Klorofill-b
CH
CH 2
R
Klorofill-a: R = CH 3
H 3 C
H 3 C
H
H
N N
Mg
N N
CH 2
COOCH 3
CH 2 COOCH 2
CH 2 CH 3
CH 3
O
CH 3
Klorofill-b: R = CHO
Porfirin váz
CH 3
CH 3
CH 3 CH 3

• C 5 izoprén egységből felépülő C 40 láncok
Karotinoidok
• A láncvégi egység lehet nyílt (pl.: likopin) vagy gyűrűs (a-, b-és g-karotin), de csak C és H
atomokat tartalmazz!
likopin
a-karotin
b-karotin
g-karotin

Xantofilok
OH
O
sárga
HO
flavoxanthin (E161a)
rozsdavörös
HO
rubixanthin
O
OH
O
HO
violaxanthin

Polifenolok
HOOC
O
OH
OH
O 2
HOOC
O
O
OH
O
OH
O
O
boletol (sárga)
kék
O
OH
OH
Sátán gomba
vörös
O
alkanna
O
OH
alizarin
O
OH
OH
OH
O
OH
O OH
purpurin
bíbor
festőbuzér
shikon
alkanin, shikonin
vörös

Flavonoidok
A flavonol és flavon származékok többnyire sárga színűek, a virágok és a
termések színét adják.
O
OH
O
flavonol
O
O
flavon
Az antocianidinek vörös-kék színű színezőanyagok. Szinük és szerkezetük
pH függést mutat.
antocianidin (aglikon)
O
HO
O O
antocian (glikozid)
OH
OH
OH

OH
OH
OH
O
O
O
HO
O
HO
O
HO
O
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
vörös (pH < 3) ibolya (pH = 7-8) kék (pH 9-10)
O
O
HO
O
OC 6 O 5 H 11
OC 6 O 5 H 11
sárga (pH > 11)