Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант → Органическая химия → Химия природных продуктов ↓


Биосинтез природных продуктов


В области органической химии биосинтез природных продуктов является захватывающей темой. Природные продукты — это органические соединения, которые встречаются в живых организмах. У них специфическая архитектура и функциональные возможности, которые делают их важными во многих биологических процессах. Их биосинтез, что означает, как они образуются из простых исходных материалов в природе, включает в себя серию ферментативных реакций. Давайте подробнее рассмотрим этот увлекательный процесс.

Что такое природные продукты?

Природные продукты — это малые молекулы, обнаруженные в природе, которые производятся живыми организмами. К ним относятся антибиотики, пигменты и даже некоторые токсины. Несмотря на их различную роль, они имеют одно и то же происхождение, так как они возникают из простых строительных блоков, которые проходят сложные преобразования.

Строительные блоки в биосинтезе

Биосинтез обычно начинается с первичных метаболитов, таких как ацетат, мевалонат, глицин. Они служат строительными блоками, которые ведут к более сложным структурам.

Пример: ацетатный путь

    Ацетил-КоА + Малонил-КоА --> Жирные кислоты
    Ацетил-КоА + Малонил-КоА --> Жирные кислоты

Преобразование ацетил-КоА и малонил-КоА в жирные кислоты является ключевым этапом в образовании различных природных продуктов.

Пути в биосинтезе

Биосинтез природных продуктов часто включает следующие основные пути:

1. Путь поликетидов

Поликетиды биосинтезируются из ацетата через серию конденсаций. Они универсальны и приводят к получению многих антибиотиков, противогрибковых и противораковых соединений.

Визуальный пример - упрощенный путь биосинтеза поликетидов

Ацетил-КоА Поликетид

2. Шикиматный путь

Шикиматный путь центральен в растениях и микроорганизмах, ведя к ароматическим соединениям. Эти соединения образуют важные элементы, такие как аминокислоты фенилаланин, тирозин и триптофан.

Пример: фенилаланин из шикимата

    Шикимат --> Хоризмат --> Фенилаланин
    Шикимат --> Хоризмат --> Фенилаланин

Визуальный пример - преобразование коризита

Шикимат Хоризмат Фенилаланин

Ферменты в биосинтезе

Ферменты играют важную роль в биосинтетических путях, действуя как катализаторы реакций. Эти реакции часто требуют специфических 3D-структур, которые могут обеспечить ферменты.

Визуальный пример - ферментативный катализ

Ферменты Субстрат

Роль природных продуктов

Природные продукты – это не просто поразительные химические вещества. Они играют огромную роль в природе, включая защитные механизмы для растений и имеют решающее значение в экологических взаимодействиях. Человечество также в значительной степени использовало эти соединения.

Медицинские применения

Многие природные продукты являются биологическими соединениями, используемыми в лекарствах, такими как пенициллин из гриба Penicillium, который произвел революцию в антибиотиках.

Сельскохозяйственные применения

Различные природные продукты выполняют роль пестицидов и гербицидов, делая важным понимание их биосинтеза и воздействия на природу.

Проблемы и возможности в биосинтезе природных продуктов

Биосинтез природных продуктов — это очень сложный процесс. Проблемы включают понимание сложных ферментативных путей и способность синтетической биологии использовать и манипулировать этими путями.

Синтетическая биология

Синтетическая биология пытается использовать биосинтетические пути для производства сложных природных продуктов в лабораторных условиях. Это может привести к более устойчивому производству нужных соединений.

Визуальный пример - потенциал синтетической биологии

ДНК Продукт

Заключение

Биосинтез природных продуктов включает преобразование нескольких базовых молекул в множество сложных структур, которые имеют огромное экологическое и человеческое значение. Понимая эти процессы, мы можем оценить химию, которая приводит к явлениям, начиная от защитных механизмов растений до антибиотиков, спасающих жизни. По мере того как исследования продолжаются в этой увлекательной области, открываются новые возможности для устойчивых химических процессов и новых открытий в области лекарственных средств, предлагающие новые горизонты в химии и биологии. Понимание этих процессов на языке, доступном для понимания, и через примеры помогает преодолеть разрыв между сложной химией и повседневными применениями.


Докторант → 2.4.4


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (2.4.3)
Полный синтез природных соединений
Следующий (2.5) →
Супрамолекулярная химия

Комментарии 



Биосинтез природных продуктов

https://www.chemistryelite.com/phd/2.4.4?ceal=ru