Нуклеиновые кислоты

1. Нуклеиновые кислоты

2.

Нуклеиновые кислоты
(от лат. nucleus — ядро) —
высокомолекулярные органические
соединения, биополимеры
(полинуклеотиды), образованные
остатками нуклеотидов
с молекулярной массой
от 25 тыс. до
1 млн дальтон и более
2

3. История открытия

Фридрих Иоганн
Мишер (1844—1895) —
швейцарский физиолог,
гистолог и биолог, открыл
нуклеины в 1869 г.
в клеточных ядрах,
изолированных из гноя,
а также из спермиев лосося.
3

4. Значение нуклеиновых кислот

Биологическая роль
заключается:
1. в хранении, реализации и передаче
наследственной информации, "записанной" в виде
последовательности нуклеотидов — т. н.
генетического кода;
2. В управлении процессом биосинтеза белка.
Стабильность НК- важнейшее условие
нормальной жизнедеятельности клеток и
целых организмов.
4

5.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
ДНК –
дезоксирибонуклеиновая
кислота
РНК
рибонуклеиновая
кислота
сохраняют
генетическую
информацию
участвует в
передачи
генетической
информации
5

6.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
МОНОМЕРЫ - НУКЛЕОТИДЫ
РНК
рибонуклеиновая
кислота
ДНК –
дезоксирибонуклеиновая
кислота
Состав нуклеотида в ДНК
Азотистые
основания:
Аденин (А)
Гуанин (Г)
Цитозин (Ц)
Тимин (Т)
Дезоксирибоза
Остаток
фосфорной
кислоты
Информационная
(матричная)
РНК (и-РНК)
Транспортная
РНК (т-РНК)
Рибосомная РНК (р-РНК)
Состав нуклеотида в РНК
Азотистые
основания:
Аденин (А)
Гуанин (Г)
Цитозин (Ц)
Урацил (У):
Рибоза
Остаток
фосфорной
кислоты
6

7. Нуклеиновые основания

Пиримидин
7

8.

Нуклеиновые основания
Пурин

9.

Пиримидиновые основания
O
HN 3 4 5
2
O
1
N
NH2
O
CH3
N
HN
6
H
Урацил Ura
(2,4-диоксопиримидин)
O
N
H
Тимин Thy
(5-метил-2,4диоксопиримидин,
5-метилурацил
O
N
H
Цитозин Cyt
(4-амино-2оксопиримидин)

10.

Пуриновые основания
NH2
N1 6 5
4
2
3
N
O
N
7
8
9
N
H
Аденин Ade
(6-аминопурин)
N
HN
H2N
N
N
H
Гуанин Gua
(2-амино-6-оксопурин)

11.

11

12.

РНК
ДНК
Урацил
Тимин
Цитозин, аденин, гуанин
Цитозин, аденин, гуанин
O
HN 3
2
O
4
1
N
O
CH3
5
HN
6
O
N
H
H
Урацил
Тимин

13.

13

14.

HOH2C
OH
O
2
HO
R
R=OH -D-рибофураноза
R=H 2-Дезокси- -D-рибофураноза

15.

15

16.

НУКЛЕОЗИДЫ
Гетероциклическое
основание
HOH2C
B
O
HO
N-гликозидная
связь
R
Общая структура нуклеозида
R=OH Рибонуклеозид
R=H Дезоксирибонуклеозид

17.

Тривиальные названия
Цитозин
+
Рибоза
Цитидин
Цитозин
+
Дезоксирибоза
Дезоксицитидин
Аденин
+
Рибоза
Аденозин
Аденин
+
Дезоксирибоза
Дезоксиаденозин

18.

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)
O
NH2
H
N
N
Урацил
Цитозин
1
HOH2C
N
O
HOH2C
N
O
HO
O
OH
Уридин (U)
HO
OH
Цитидин (C)
O

19.

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК
(РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)
O
NH2
N
N
HOH2C
N
N
HOH2C
O
O
HO
HO
OH
OH
Гуанозин (G)
Аденозин (А)
N
Аденин
9
N
H
N
N
Гуанин
NH2

20.

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК
(ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)
O
H3 C
NH
N
HOH2С
NH2
тимин
N
O
HOH2C
N
Цитозин
O
O
O
HO
OH
Тимидин
Дезоксицитидин (dC)
(dT)

21.

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК
(ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)
NH2
N
N
HOH2C
O
N
N
Аденин
N
HOH2C
O
O
HO
Дезоксиаденозин (dА)
H
N
HO
Дезоксигуанозин (dG)
N
N
Гуанин
NH2

22.

Необычные НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ
РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)
O
HN 1
6
2
5
Урацил
3 NH
4
O
HOH2C
С-гликозидная
связь
O
HO
OH
Псевдоуридин

23.

НУКЛЕОтИДЫ
NH2
N
N
Аденин
O
N
HO
P
O
CH2
N-гликозидная
связь
O
HO
Сложноэфирная
связь
HO
N
OH
D-рибоза
Аденозин-5'-фосфат,
5'-адениловая кислота

24.

НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ
NH2
N
N
Аденин
N
HO CH2
N
N-гликозидная
связь
O
3'
O
HO
OH
P
O
OH
Сложноэфирная
связь
Аденозин-3'-фосфат,
3'-адениловая кислота

25.

25

26.

26

27.

являются вторичными
посредниками в
действии
полипептидных
N
гормонов,
катехоламинов
и простагландинов.
N
CH2
O
O
O
P
O
Циклофосфаты
нуклеозидов
NH2
O
N
N
N
N
OH
OH
CH2
NH
N
NH2
O
O
O
P
O
OH
OH
Аденозин-3',5'-циклофосфат
Гуанозин-3',5'-циклофосфат
участвуют вместе с соответствующими протеинкиназами в
фосфорилировании внутриклеточных белков (ферментов),
изменяя их конформацию и активность.

28.

28

29.

Общее строение полинуклеотидной цепи

30.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
NH2
N
5'-Конец
N
N
A
пентоза
N
O CH2
O
фосфат
NH2
N
P
O
CH2
пентоза
C
O
O
O
N
OH
N
пентоза
NH
основание
G
O
N
P
основание
фосфат
O
O
O
основание
O
N
CH2
O
OH
фосфат
NH2
пентоза
O
H3C
фосфат
NH
O
O
P
основание
T
O
CH2
N
O
O
OH
3'-Конец
O
d(…A—С—G—Т...)
O
P
OH
Первичная структура
участка цепи ДНК

31. Первичная структура нуклеиновых кислот

31

32.

Первичная структура нуклеиновых кислот
Щелочной гидролиз
Рибонуклеотиды Щелочной гидролиз
Рибонуклеозиды + Фосфорная кислота
Кислотный
гидролиз
Гетероциклические основания + D-Рибоза

33. Вторичная структура ДНК

это пространственная организация
полинуклеотидных цепей в ее молекуле.
33

34.

Вторичная структура ДНК
1953 г. Джеймс
Уотсон и
Френсис Крик
(М. Уилкинс, Э.
Чаргафф, А. Тодд,
Л. Полинг)

35.

Вторичная структура ДНК
молекула ДНК состоит из
двух
полинуклеотидных
цепей, правозакрученных
вокруг
общей
оси
с
образованием
двойной
спирали,
имеющей
диаметр 1,8 - 2,0 нм. Эти
две
полинуклеотидные
цепи
антипараллельны
друг
другу,
т.е.
направления образования
фосфодиэфирных связей
в них противоположны: в
одной цепи 5' - 3', в другой
3' - 5'.

36.

37.

Вторичная структура нуклеиновых кислот
Вертикальные
взаимодействия
между соседними
основаниями,
располагающимися
друг над другом в виде
стопок- стэкинг-
взаимодействия
два типа электронных эффектов – лондоновские дисперсионные силы
(обусловленные индуцированными диполями) и взаимодействие между
постоянными диполями дают весьма заметный эффект.

38. Гидрофобные силы

Если растворенные молекулы агрегируют
друг с другом, то суммарная поверхность,
контактирующая с водой, уменьшается.
Это приводит к высвобождению молекул
структурированной воды, к увеличению ее
энтропии и к стабилизации агрегатов.
38

39. Водородные связи

Пурин
Пиримидин
Данный вид взаимодействия называют "поперечным"
39

40.

Комплементар-
ность
(от лат. complementum —
дополнение) —
пространственная
взаимодополняемость
молекул или их частей,
приводящая к
образованию
водородных связей.
Комплементарные
структуры подходят друг
к другу как ключ к замку.
Комплементарный —
дополняющий.
40

41.

Водородные связи между
комплементарными основаниями
NH
O
NH
C
N
H
H3C
O
NH
H
N
N
N
N
К цепи
N
N
O
Тимин
Аденин
1,11 нм
К цепи

42.

Водородные связи
H
N
N
O
H
H
N
N
N
N
N
К цепи
К цепи
O
H
N
H
Гуанин
Цитозин
1,08 нм
пара ГЦ связана несколько прочнее и более компактна

43.

Правила Чаргаффа
1) количество пуриновых оснований равно
количеству пиримидиновых оснований;
2) количество аденина равно количеству тимина;
количество гуанина равно количеству цитозина;
3) количество оснований, содержащих аминогруппу в
положениях 4 пиримидинового и 6 пуринового ядер,
равно количеству оснований, содержащих в этих же
положениях оксогруппу. Это означает, что сумма
аденина и цитозина равна сумме гуанина и тимина.

44.

Классическая двойная спираль Уотсона-Крика
получила название В-формы ДНК.
• Угол вращения - 36°
• Оснований на виток – 10
• Правозакручена
44

45.

При дегидратации В-формы образуется А-форма ДНКправозакрученная двойная спираль, содержащая в одном
витке ок. 11 остатков нуклеотидов, плоскости гетероциклич.
оснований повернуты примерно на 20° относительно
перпендикуляра к оси спирали.
• Угол вращения - 32°
• Оснований на виток – 11
• Правозакручена
45

46.

При изменении ионной силы и состава растворителя двойная
спираль изменяет свою форму и даже может превращатьтся в
левозакрученную спираль (Z-форма)
• Угол вращения - 60°
• Оснований на виток –
• Левозакручена
12
46

47.

Мутации
Комплементарная пара
не образуется
O
O
H3C
N
H
H
N
N
N
К цепи
N
N
O
Тимин
(лактамная форма)
H2N
Гуанин
К цепи

48.

Мутации
Комплементарная пара
образуется
O
H3C
N
O
H
H
N
N
N
N
К цепи
N
O
H
N
H
Тимин
(лактимная форма)
Гуанин
К цепи

49.

Мутации под воздействием
химических факторов

50. Третичная структура ДНК.

50

51. У человека ДНК клетки организовано в 23 пары хромосом. Средняя протяженность ДНК хромосомы, включающая 130 млн. пар оснований,

имеет среднюю длину 5 см.
Многократная спирализация ДНК,
сопровождающаяся образованием
комплексов с белками, и представляет
собой ее третичную структуру
Фибриллы хроматина представляют
собой структуры, напоминающие бусы
на нитке: небольшие, около 10 нм
глобулы, связанные друг с другом
отрезками ДНК длиной около 20 нм. Эти
глобулы получили название нуклеосом
51

52.

нить плотно упакованных нуклеосом
диаметром 10 нм, образует в свою
очередь спиральные витки с шагом
спирали около 10 нм. На один виток
такой суперспирали приходится 6-7
нуклеосом.
Такие 25-30-нанометровые глобулы
получили название нуклеомеров или
«сверхбусин». Нуклеомерный
уровень укладки хроматина
обеспечивает 40-кратное уплотнение
ДНК.
52

53.

встречаются положительные и
отрицательные супервитки,
образованные за счет скручивания по
часовой или против часовой стрелки
двойной спирали ,
специфическое связывание с белками
приводитк дальнейшему формированию
в этих участках больших петель или
доменов
53

54.

ДНК
В СОСТАВЕ ХРОМОСОМ
54

55.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Модель нити ДНК
толщиной 30
миллионных частей
миллиметра.
Изображение
Nature

56.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Нуклеосома, первый уровень упаковки.
Двойная спираль ДНК дважды огибает
комплекс гистонных протеинов. Точное
положение уплотнительного протеина H1
требует еще уточнения.
Иллюстрация Матиас Бадер (Mathias Bader)

57.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Второй уровень упаковки. Вопреки
тому, что полагали до сих пор, структура
«жемчужного ожерелья» ДНК
закручивается не в форме спиралевидной
структуры (а), а в форме зигзага (b).
Изображения Science

58.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Структура тетрануклеосомы, определенная командой
Тима Ричмонда, показывает, что две нуклеосомы,
сложенные одна в другую, соединены с двумя другими
нуклеосомами, расположенными напротив, посредством
прямой нити ДНК. Эти две кипы соответственно сложены
в противоположном направлении.

59. Репликация – процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности.

Значение репликации: благодаря самоудвоению ДНК,
59
происходят процессы деления клеток.

60.

Репликация ДНК
(рис. 7).
60

61.

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК
Таблица. Параметры некоторых молекул ДНК
Организм
Вирус SV40
Бактериофаг
Т4
Бактерия
Е.со11
Дрозофила
Человек
Число пар
оснований
Контурная
длина, см
Молекулярная
масса, млн.
5 100
1,7 10-4
3.4
110 000
3,7 10-3
73
4 000 000
0.14
2600
165 000 000
5,6
1,1 10-5
2 900 000 000
100
1,9 10-6

62.

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК
Таблица. Параметры молекул РНК бактерии Е. соli
Тип РНК
Число
оснований
Молекулярная
масса, тыс.
3700
1700
1200
550
120
75
1200 (средн.)
36
25
390 (средн.)
Рибосомная
23S
16S
5S
Транспортная
Информационная

63. ВИДЫ РИБОНУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

транспортная РНК (т-РНК),
информационная РНК (и-РНК),
рибосомная РНК (р-РНК).
63

64. т-РНК

На долю приходится 10-20% от суммы
клеточных РНК; их молекулярная масса
30.000, цепь включает 75-90
нуклеотидных звеньев. Основная роль
т-РНК состоит в том, что они
транспортируют аминокислоты из
цитоплазмы к месту синтеза белка в
рибосомы. Число т-РНК превышает
число -аминокислот, участвующих в
построении белков.
64

65.

65

66.

66

67.

СТРУКТУРА РНК
G G G U G G G A C
C U C G U C C
A
C C
C
U G G G G
U
C
U
U
A
Схема двухцепочечного участка РНК

68.

СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК
А. Вторичная
структура и
доменная
организация
рибосомальной 16S
РНК T.Thermophilus.
5'-домен обозначен
синим цветом,
центральный —
фиолетовым, 3'major — красным и
3'-minor — желтым.
Спиральные участки
пронумерованы от 1
до 45.

69.

СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК
B. Вторичная
структура и
доменная
организация 16S и
5S РНК
T.Thermophilus.
Шесть доменов
обозначены
разными цветами.
спиральные
участки
пронумерованы от
1 до 101.

70.

СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК
C. Трехмерная структура рРНК малой субъединицы. Цвет
доменов соответствует рис. А. Домены образуют отдельные
блоки укладки.
D. Трехмерная структура рРНК большой субъединицы. Цвет
доменов соответствует рис.В. В процессе укладки (фолдинга)
домены сильно переплетаются друг с другом.

71.

71

72.

ОН
ОН
—Р~О—Р—
О
О
ангидридная (макроэргическая) связь
При расщеплении макроэргической связи Р~О выделяется
~32 кДж/моль. С этим связана важнейшая роль АТФ как
«поставщика» энергии во всех живых клетках. Нуклеозидная
часть молекулы важна для узнавания и связывания с
различными ферментами, использующими АТФ или ГТФ.
72

73.

Нуклеозидполифосфаты в
биохимических процессах

74.

Нуклеозидполифосфаты в
биохимических процессах
O
ROH + АТФ
RO
P
OH
OH + АДФ

75.

Нуклеозидполифосфаты в
биохимических процессах
HOCH2
HO
O
O
OH
OH
+ HO
P
O
O
P
-O
O
O
-O
P
O
CH2
Ade
O
-O
OH
D-галактоза
OH
АТФ
OH
HOCH2
HO
O
OH
O
O
O- +
OP
-
O
-
O
P
-O
O
O
P
O
CH2
Ade
O
-O
OH
OH
1-фосфат D-галактопиранозы
АДФ
OH

76.

Нуклеозидполифосфаты в
биохимических процессах
O
-
OOC
CHCH2CH2
C
O
O- + АТФ
-
OOC
CHCH2CH2
NH3
CHCH2CH2
O
O- + АДФ
P
O-
нуклеофильная атака
O
OOC
C
NH3
Глутамат
-
O
C
O
O
NH3
P
O- + NH3
O-
-
OOC
O
O
CHCH2CH2CNH2 + -O
P
NH3
O-
O-
Глутамин
O
RCOO- + АТФ + KoASH
фермент
RCO
SKoA + АМФ + -O
P
O-
O
O
P
O-
O-

77.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
ДНК
Транскрипция
РНК
Трансляция
Белок
1. Информационная, или матричная
РНК (ее обозначают мРНК) считывает и
переносит генетическую информацию
от ДНК, содержащейся в хромосомах, к
рибосомам, где происходит синтез
белка со строго определенной
последовательностью аминокислот.

78.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
ДНК
Транскрипция
РНК
Трансляция
ДНК
мРНК
аденин
урацил
тимин
аденин
гуанин
цитозин
цитозин
гуанин
Белок

79.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
2. Транспортная РНК (тРНК) переносит
аминокислоты к рибосомам, где они
соединяются пептидными связями в
определенной последовательности,
которую задает мРНК.
3. Рибосамная РНК (рРНК)
непосредственно участвует в синтезе
белков в рибосомах.
Рибосомы — это сложные
надмолекулярные структуры, которые
состоят из четырех рРНК и нескольких
десятков белков.

80. Транскрипция

80

81. Трансляция

81

82.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Таблица. Генетический код
Кодон
Аминокислота
UUU
Кодон
Аминокислота
UCU
Кодон
Аминокислота
UAU
Phe
Кодон
UGU
Tyr
UUC
UCC
UUA
UCA
UAA
UUG
UCG
UAG
UAC
CCU
CAU
Cys
UGC
Ser
CUU
Leu
CUC
Аминокислота
–
UGA
–
UGG
Trp
CGU
His
CCC
CAC
CGC
Pro
CUA
CCA
CAA
CGA
Gln
CUG
CCG
CAG
AUU
ACU
AAU
Arg
CGG
AGA
Asn
AUC
Ile
ACC
AAC
AGG
Thr
AUA
ACA
AAA
AGU
Lys
AUG
Met
GUU
ACG
AAG
GCU
GAU
Ser
AGC
GGU
Asp
GUC
GCC
Val
GAC
GGC
GGA
Ala
Gly
GUA
GCA
GAA
GUG
GCG
GAG
Glu
GGG

83. Передача наследственной информации от ДНК к и-РНК и к белку

ДНК
(фрагмент)
и- РНК
(фрагмент)
Г
Т Г
Ц А Ц
Г У
Г
Г Г А
Ц Ц Т
Т Т Т
А А А
Ц Г Т
Г Ц А
Г А
У У У
Ц Г У
Ц Ц У
А А А
Г
Антикодоны
т- РНК
Полипептид
(фрагмент)
Аргинин
Ц А Ц
Валин
Глицин
Г
Ц А
Фенилаланин
83
21.06.2022

84. Центральная догма (основной постулат) молекулярной биологии – матричный синтез.

Этапы биосинтеза белка:
ДНК репликация ДНК транскрипция и-РНК трансляция белок
84
21.06.2022

85. Николай Константинович Кольцов (1872-1940)

Отечественный зоолог,
цитолог, генетик.
Выдвинул идею о том, что
синтез белка идет
по матричному принципу.
85
21.06.2022

86. Строение рибосомы: 1 — большая субъединица, 2 — малая субъединица

Рибосомы - очень мелкие
органоиды клетки,
образованные
рибонуклеиновыми
кислотами и белками.
Каждая рибосома состоит
из двух частиц - малой и
большой.
Основной функцией
рибосом является синтез
белков.
86
21.06.2022

87.

Биосинтез белка
87
21.06.2022

88. Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка.

мРНК
Ц
АГ У У
Г
АЦУ У
А
Ц
а/к
а/к
УУГ
Ц А
У
ГУ
А
а/
к
88

89.

Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке тРНК.
Кодон– триплет нуклеотидов на и-РНК.
Водородные связи между
комплементарными нуклеотидами
мРНК
Ц
АГ У У
Г
АЦУ У
А
Ц
УУГ
Ц А
А У
а/
к
а/
к
а/к
89

90.

мРНК
Ц
АГ У У
Ц А
Г
АЦУ У
А
А
Ц
У
УУГ
а/
к
Пептидная
связь
а/к
а/
к
90

91.

И-РНК на рибосомах
белок
91

92.

Полисома из
печени
содержит 12
рибосом,
которые
выглядят
темными
пятнами. А
цепочка иРНК
на снимке не
видна.
На одной и-РНК «работают» несколько рибосом. Такой комплекс
называется полисома. После завершения синтеза иРНК распадается на
нуклеотиды.
Весь цикл процессов, связанных с синтезом одной белковой молекулы,
занимает в среднем 1-3 с.
92
21.06.2022

93.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
неперекрывающийся код
перекрывающийся код
AC GUAC
A C G UA C
A C G UAC A GA UC C G GA UGC
Thr
Tyr
Arg
Ser
Gly
Cys

94.

Нуклеозидполифосфаты в
биохимических процессах
O
O
-
RC
O
O-
P
O
O
-
O
P
O
-
O
P
O
CH2
O
-
O
Ade
O
АТФ
Ацилат
OH
O
RС
OH
O
O
P
O
O
CH2
Ade
O
-
O
+
-
O
P
O-
Ациладенилат
OH
OH
O
O
P
O-
Дифосфат-ион
O-

95.

Нуклеозидполифосфаты в
биохимических процессах
O
-
O
O
P
O
-
P
O
O
-
O
P
O
CH2
Ade
O
-
O
+
O
+
NH3
R
АТФ
-аминокислота
OH
OH
O
+
NH3
CH
R
COO-
CH
C
O
O
P
O
O
CH2
Ade
O
-
O
Ангидридная группа
+ -O
P
O-
OH
Аминоациладенилат
OH
O
O
P
O-
O-

96.

Никотинамиднуклеотиды
Никотинамид
Аденин
O
NH2
C
N
NH2
O
N
CH2O
OH
HO
P
HO
O
O
P
N
O
CH2
O
HO
O
OH
R=H
OR
Никотинамидадениндинуклеотид (НАД+)
R=PO3H2 Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ+)
N
N

97.

Никотинамиднуклеотиды
H
CONH2
+ H
N
R
НАД+
Субстрат
H
Восстановленная
форма
H
CONH2
Фермент
+ H+ + Субстрат
N
R
НАДН
Окисленная
форма

98.

Никотинамиднуклеотиды
Hа
Hб
H
H
CONH2
N
R
H
Энантиотопные атомы Hа
(про-R) и Нб (про-S) в молекуле
НАДН

99.

Никотинамиднуклеотиды
D
CONH2
+
N
H
D
C
CH3
+ CH3
HO
+
H+
+
H+
H
R
R-1-дейтероэтанол
CONH2
+
НАДD
H
D
H
C
O
CONH2
CH3
HO
R
НАД+
C
N
H
N
O
CONH2
R
НАД+
H
+ CH3
N
R
S-1-дейтероэтанол
НАДН
C
H

100.

Никотинамиднуклеотиды
Активный центр фермента
CONH2
CH3
H
H
C
H
O
CONH2
N
R
CH3
H
D
N
C
R
H
H
O
НАД+
НАДD
R-конфигурация
Стереоспецифичность окислительновосстановительной реакции с участием
кофермента.

101.

Никотинамиднуклеотиды
H
H
CONH2
CH3
+
CONH2
COOH
C
N
O
N
R
2-оксопропановая
(пировиноградная)
кислота
R
НАДН
НАД+
COOH
+
CH3
C
H
HO
2S-гидроксипропановая
(L-молочная)
кислота

102.

Никотинамиднуклеотиды
NH2
OH
CH2O
Фрагмент
рибитола
P
HO
H O
HO
H
OH
O
P
N
N
OCH2
N
O
N
O
CH3
HO
H
H
H
N
N
O
NH
CH3
OH
OH
Нуклеотидный фрагмент
N
O
Фрагмент изоаллоксазина
Флавинадениндинуклеотид (ФАД)

103.

Никотинамиднуклеотиды
R
CH3
N
N
O
CH3
R
H
N
N
O
+2H
NH
CH3
N
-2H
NH
CH3
O
ФАД
(оксиленная форма)
N
H
O
ФАДН2
(восстановленная форма)