Podcast o Organické zlúčeniny dusíka a síry

Kapitoly

Aminy - zásady života

Tíoly a superlepidlo bielkovín

Cyklickí hrdinovia - heterocykly

Energia pre svaly

Síra a aminokyseliny

Přepis

Natália: Predstavte si študentku Lenku. Sedí nad učebnicou biochémie a pozerá na zložitý 3D model bielkoviny. Vyzerá to ako obrovské klbko farebných stužiek a ona má pocit, že sa v tom nikdy nevyzná.

Matej: Presne tento pocit pozná asi každý. Ale čo ak povieme, že kľúč k pochopeniu toho klbka sa skrýva v maličkých, no extrémne dôležitých atómoch dusíka a síry? Počúvate Studyfi Podcast.

Natália: Dobre Matej, tak poďme na to. Začnime s dusíkom. Čo sú to vlastne amíny a prečo sú pre nás také dôležité?

Matej: Super otázka. V skratke, amíny sú najbežnejšie organické zásady v prírode. Vznikajú tak, že v molekule amoniaku nahradíme jeden alebo viac vodíkov nejakou uhľovodíkovou skupinou. Sú to vlastne takí potomkovia amoniaku.

Natália: A prečo je dôležité, že sú zásadité?

Matej: Pretože táto vlastnosť hrá kľúčovú úlohu v nespočetnom množstve biochemických reakcií. Aminy sú dokonca silnejšie zásady ako samotný amoniak. A tu je pekný príklad – metyláciou etanolamínu vzniká cholín.

Natália: Cholín... ten znie povedome. Nie je to súčasť nejakého neurotransmiteru?

Matej: Presne tak! Cholín je prekurzorom acetylcholínu, ktorý je nevyhnutný pre svalovú kontrakciu a celkovo pre prenos nervových vzruchov. Bez neho by naše svaly nedostávali príkazy.

Natália: Dobre, dusík máme. Čo tá síra? Tam máme zlúčeniny, ktoré sa volajú tíoly, však?

Matej: Áno, a sú si štruktúrne veľmi podobné alkoholom, len namiesto atómu kyslíka majú atóm síry. Takže namiesto skupiny -OH majú -SH.

Natália: Takže taký bratranec alkoholu. A čo je ich najdôležitejšia vlastnosť?

Matej: Presne tak. Ich super-schopnosťou je, že sa veľmi ľahko oxidujú a spájajú do párov. Dva tíoly vytvoria takzvaný disulfid. A tu sa vraciame k našej študentke Lenke a jej zamotanej bielkovine.

Natália: Aha! Takže toto s tým súvisí!

Matej: Absolútne. Práve tieto väzby, takzvané disulfidové mostíky, fungujú ako superlepidlo, ktoré drží pokope terciárnu štruktúru bielkovín. Bez nich by to klbko stužiek jednoducho nedržalo tvar.

Natália: Fajn, zatiaľ sme hovorili o reťazcoch. Ale čo ak sú atómy dusíka a síry súčasťou nejakého kruhu?

Matej: Vtedy hovoríme o heterocyklických zlúčeninách. Sú extrémne dôležité. Medzi tie, ktoré obsahujú dusík, patria napríklad pyridín a pyrimidín, ktoré tvoria základ niektorých báz v DNA a RNA.

Natália: A čo síra? Aj tá sa vie dostať do kruhu?

Matej: Samozrejme. Dva dôležité príklady sú tiazol a tiofén. Napríklad tiazolový kruh nájdeme v tiamíne, teda vo vitamíne B1.

Natália: Takže keď si vezmem B-komplex, v podstate jem heterocykly?

Matej: V podstate áno. A aby sme boli konkrétni, napríklad kyselina nikotínová, známa ako vitamín B3, obsahuje pyridínový kruh, a uracil, báza v RNA, zas pyrimidínový.

Natália: V našich podkladoch sa spomína aj jedna špeciálna makroergická zlúčenina odvodená od močoviny. To znie dosť zložito.

Matej: Znie, ale princíp je jednoduchý. Ide o kreatínfosfát. Je to v podstate nabitá batéria pre naše svaly. Keď potrebuješ rýchlu energiu, napríklad pri šprinte, svaly okamžite siahnu po kreatínfosfáte, aby si bleskovo obnovili zásoby ATP.

Natália: Čiže je to taký energetický pohotovostný systém pre prvých pár sekúnd záťaže?

Matej: Perfektne povedané. Je to hlavný dôvod, prečo niektorí športovci užívajú kreatín ako doplnok – aby mali týchto „batérií“ vo svaloch viac.

Natália: Poďme sa ešte na záver pozrieť na aminokyseliny. Viem, že niektoré obsahujú síru. Ktoré to sú?

Matej: Najznámejšie sú metionín a cysteín. Práve cysteín je ten hrdina, ktorý vďaka svojej -SH skupine tvorí spomínané disulfidové mostíky. Okrem toho ho nájdeme vo vysokých koncentráciách v keratíne – teda v bielkovine, ktorá tvorí naše vlasy a nechty.

Natália: Takže sila vlasov závisí aj od síry. A čo iné zlúčeniny s kyselinou sírovou?

Matej: Kyselina sírová sa v tele viaže esterovou väzbou napríklad v heparíne, čo je látka proti zrážaniu krvi, alebo v niektorých zložkách chrupaviek, ako je dermatánsulfát. Zabezpečuje tam ich správnu funkciu.

Natália: Super. Takže od bielkovín cez vitamíny až po energiu vo svaloch – dusík a síra sú naozaj všade. Ďakujem ti veľmi pekne za vysvetlenie, Matej.

Matej: Aj ja ďakujem. A pamätajte, aj tá najzložitejšia štruktúra sa skladá z jednoduchších a logických častí.