Влияние нуклеиновых кислот и продуктов их превращения на скорость разложения инвертного сахара Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

664 1 О

влияние нуклеиновых кислот и продуктов их превращения на скорость РАЗЛОЖЕНИЯ

ИНВЕРТНОГО САХАРА

Л Д БОБРОВНИК, г П ВОЛОШАНЕНКО, Н В РЕМЕСЛО В Н РУДЕНКО

Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов перерабатывающей промышленности Госагропрома УССР

Присутствие в сфере реакции различных катионов и анионов оказывает катализирующее или ингибирующее воздействие на скорость разложения инвертного сахара. По мнению [1], катионы щелочно-земельных металлов значительно ускоряют процесс разложения инвертного сахара. В сахарных растворах разложе ние инвертного сахара идет значительно быстрее под воздействием извести Соли аминокислот повышают скорость разложения инвертного сахара на 50—60%.

Нами изучено влияние нуклеиновых кислот нуклеозидов, пуриновых и пиримидиновых основа нин на разложение инвертного сахара по изменению концентрации Н+ в растворе инвертного сахара В фосфатные буферные растворы (pH 7 и 8) добавляли смесь глюкозы и фруктозы (45:55/ и исследуемого вещества, заливали в стеклянные ампу лы и нагревали при 100° С в течение 12 ч В пробах через определенные промежутки времени контроли ровали падение pH при температуре опыта

По методике [1] вычисляли константы скорости разложения инвертного сахара в присутствии исследуемых соединений и без них Каталитиче ский эффект нуклеиновых кислот, нуклеозидов, пури новых и пиримидиновых оснований на разложение инвертного сахара выражали через коэффициент ср, который характеризовал отношение константы скорости разложения инвертного сахара с добавками соединений к константе скорости разложения инверт ного сахара без них. Результаты эксперимента и расчета представлены в таблице

Таблица

Нуклеиновые кис лоты, нуклеозиды и основания Коэффициент ср

pH 7 pH 8 I PH 8 + + АМг50з

РНК 1,041 1,193 0,987

ДНК 1,041 1,071

Аденозин 1,013 1,069 1,041

Гуанозин 1,000 1,069 1,000

Уридин 1,060 1,069 1,083

Цитидин 1,027 1,083 0,989

Аден и н 0,987 1,143 1,098

Урацил 1,027 1,128 1,143

.Цитозин 1,013 0,974

вые и пиримидиновые основания при нагревг наряду с деполимеризацией нуклеиновых ки> (расщеплением межнуклеотидных и фосфодиэс ных связей) могут претерпевать раскрытие гет циклического кольца [2], что приводит к образ нию различных аминопроизводных, которые к лизируют процесс разложения инвертного сах При pH 7 исследуемые вещества проявл свое каталитическое действие на разложение инв ного сахара после 7 -8-часового нагревания, т< как при pH 8 каталитический эффект наблюд; уже в первые часы взаимодействия (рис 1 2)

V

ш

(00

ор

\ з / і / і /

\ \ V / / / ^ 'Ґ

/

Рис 1 Изменение коэффициента ср в зависимости от должительности нагревания инвертного сахара с р1 / аденином, 2 РНК, 3 уридином

1.15

1,10

105

1,00

Основываясь на результатах эксперимента, можно констатировать, что все исследуемые пуриновые и пиримидиновые основания, их нуклеозиды, полинуклеотиды способствуют разложению инвертного сахара. При pH 7 активность нуклеозидов в разложении инвертного сахара выше, чем их оснований С увеличением pH до 8 заметно растет каталитический эффект как оснований, так и нуклеозидов, в том числ° РНК и ДНК Это и следовало ожидать, так как в слабощелочной среде ^рН 8) нуклеозиды пурино-

031

ох

А з ,

м г'Л -д ■ 7д\ А V \ \ \!

\ ' \\, 1 V г \

\ \ і і / \ /

8

10

Рис 2 Изменени“ коэффициента ф в зависимост продолжительности нагревания инвертного сахар pH 8 1 уридином 2 аденином 3 гуанозі

4 РНК

Введение в сферу реакции сульфита натрия при pH 8 значительно снижает влияние пуринов, пурин-нуклеозидов (аденина, аденозина, гуанозина), цитозина, цитидина, нуклеиновых кислот, но увеличивает скорость разложения инвертного сахара в присутствии урацила, уридина (таблица, рис. 3).

1.Ю

(00

039

010

V 1 \ ч *ч \

/ / / Л" N 2\

7 1 1 I / \ Л

¡1 / /

Л / / / / // . \

і ¡4 і / V

8

І0

Рис. 3. Изменение коэффициента ф в зависимости от продолжительности нагревания инвертного сахара и сульфита натрия с pH 8: 1 — аденозином, 2 — уридином

В пиримидиновых основаниях двойная связь, сопряженная с карбонильной группой, легко подвергается атаке сульфит-аниона. В случае остатков урацила присоединение сульфита происходит с наибольшей скоростью в слабощелочной среде (pH 8), когда гетероциклическое основание не ионизировано [3]. Образующиеся при этом производные довольно неустойчивы, легко отщепляют сульфит-анион:

0

Н

о**чг

і

о

II

о

II

К К

И=Н, остаток Д-рибозы, полинуклеотидная цепь

Вслед за присоединением нуклеофила по двойной связи пиримидиновые остатки могут претерпевать расщепление гетероциклического кольца.

Таким образом, урацил, уридин связывают сульфит-анион и снижают его ингибирующее действие на скорость разложения инвертного сахара. Этого не происходит с остатками цитозина, так как присоединение сульфита по двойной связи С5, С6 последних протекает легко при pH 5—7, т. е. в условиях, когда цитидины частично протонированы по Ы3. Про-тонированная форма является в этом случае наиболее активной.

Взаимодействие нуклеиновых кислот с сульфит-анионом протекает очень медленно, а в двутяжевых районах PH К и ДНК оно практически невозможно благодаря межплоскостным стэкинг-взаимодей-ствиям.

Для остатков пуриновых оснований подобное превращение, естественно, также нехарактерно (двойная углерод-углеродная связь в ядре пурина, соответствующая связи С5, С6 в пиримидинах, включена в ароматическую систему имидазола).

ВЫВОДЫ

1. Нуклеиновые кислоты и их фрагменты катализируют химический распад инвертного сахара, при этом степень разложения растет с повышением pH, так как увеличивается вероятность образования аминопроизводных, которые влияют на процесс разложения инвертного сахара.

2. Скорость разложения инвертного сахара под влиянием нуклеиновых кислот и продуктов их превращения падает при введении сульфита натрия, однако урацил, уридин и их производные ингибируют действие сульфита натрия.

ЛИТЕРАТУРА

1 Сапронов А. Р., Колчева Р А. Красящие вещества и их влияние на качество сахара.— М.: Пищ. пром-сть, 1975.—348 с.

2. Бартон С. Д. Общая органическая химия. Т. 8,— М.: Химия, 1985.—751 с.

3. Шабарова 3. А..Богданов А. А. Химия нуклеиновых кислот и их компонентов.— М.: Химия, 1978.— 582 с.

Кафедра органической химии

Поступила 06.03.89

664.1:547.97

РОЛЬ нуклеиновых кислот и продуктов

ИХ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ОБРАЗОВАНИИ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ

САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Г П. ВОЛОШАНЕНКО, Н В РЕМЕСЛО, В. Н РУДЕНКО

Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов перерабатывающей промышленности Госагропрома УССР

Исследование качественного и количественного состава нуклеиновых кислот и их фрагментов по верстату завода подтвердило мнение [1] о том, что значительная часть этих веществ остается в продуктах свеклосахарного производства, накапливаясь в мелассе. Это дает основание предположить возможность участия этих соединений в образовании

красящих веществ в ходе получения белого сахара.

Изучена активность пиримидиновых и пуриновых оснований, пиримидин- и пуриннуклеозидов, а также РНК и ДНК в реакциях образования красящих веществ в сахарных растворах.

Фосфатные буферные растворы (с pH 7 и 8), содержащие 0,025 моль/л смеси глюкозы и фруктозы