1 / 32

Organická chémia v živočíšnej ríši

Organická chémia v živočíšnej ríši. (http://www.chtf.stuba.sk/ ~ szolcsanyi/education/index.htm). Komunikácia a obrana (sémiochemikálie a alkaloidy) Od jedov k liekom (toxíny ako inšpirácia) „ Homo olfactoricus“ (parfémy, feromóny a sex). Komunikácia. SÉMIOCHEMIKÁLIE - Feromóny

ella
Download Presentation

Organická chémia v živočíšnej ríši

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Organická chémiav živočíšnej ríši (http://www.chtf.stuba.sk/~szolcsanyi/education/index.htm)

  2. Komunikácia a obrana • (sémiochemikálie a alkaloidy) • Od jedov k liekom • (toxíny ako inšpirácia) • „Homo olfactoricus“ • (parfémy, feromóny a sex)

  3. Komunikácia • SÉMIOCHEMIKÁLIE • - Feromóny • - Alelochemikálie • alomóny • kairomóny • synomóny

  4. Chemická komunikácia hmyzu Hmyz (Insecta) je druhovo najbohatšie živočíšne spoločenstvo (Predpokladá sa, že tvorí asi 90% všetkých živých foriem na Zemi!) Vône a pachy sú pre hmyz nepostrádateľné pre: - hľadanie si potravy - výber optimálneho miesta na kladenie vajíčok - identifikácii a lokalizácii koristi - obrane a útoku pri napadnutí predátorom - výbere sexuálneho partnera a samotnom párení - organizovaní sociálneho života

  5. Chemická komunikácia hmyzu (http://www.pherobase.com) Feromóny:- sexuálne - agregačné - disperzné - poplachové - stopovacie - značkovacie - sociálne - juvenilné

  6. Diverzita hmyzích feromónov

  7. (Poly)funkčnosť hmyzích feromónov Voška slivková (Hyalopterus pruni) Zlatoočka škvrnitá (Chrysopa perla) Poplachový feromón Drevokaz čiarkovaný (Trypodendron lineatum) Vrtivka čerešňová (Rhagoletis cerasi) Disperzné feromóny

  8. Praktické využitie feromónov • Feromónové pasce: • agregačný feromón lykožrúta smrekového • (Ips typographus) spôsobí koncentráciu hmyzu na • jednom mieste, kde sa následne aplikuje insekticíd • „Manipulácia“ opeľovačov: • mandibulárny feromón kráľovnej (QMP) včely • medonosnej (Apis mellifera) oddiali rojenie • rastliny ošetrené QMP sú opeľované častejšie • vyššia úroda ovocia a vyššie výnosy medu • Reprodukcia hospodárskych zvierat: • 5a-androstenón izolovaný zo slín kanca • urýchli dospievanie mladej samice svine domácej • (Sus scrofa domestica) zhruba o jeden mesiac

  9. Chemická obrana živočíchov Naftalén (b.v. = 80°C, LD50 = 100 mg/kg) Taiwanský podzemný termit (Coptotermes formosanus) Predátor: „Červený mravec“ Red imported fire ant (Solenopsis invicta) - agresívny druh spôsobujúci bolestivé uhryznutie

  10. Hmyzí „delostrelec“ „chrobák strelček“ African bombardier beetle (Stenaptinus insignis) Teplota koktejlu: 100°C ! Frekvencia pulzov: 500 Hz ! Sprevádzané počuteľnými detonáciami !

  11. „Limu make o Hana“ • Stará legenda domorodcov z ostrova Maui • hovorí o „smrteľnej chaluhe z Hany“ • (Limu make o Hana) • Existuje písomný záznam z roku 1838 referujúci • o „jedovatej morskej riase zo zálivu Hana“ • (David Malo) • P. J. Scheuer a R. E. Moore sa v 1961 rozhodli • preskúmať pravdivosť legendy... Hana, Maui (Havaj, USA) Hawaian Institute of Marine Biology Paul J. Scheuer Richard E. Moore

  12. Zbrane morských živočíchov I. Mäkké koraly rodu Palythoa (Havajské ostrovy, USA)

  13. Druhý najšikovnejší syntetik na svete • Palytoxín: • Izolovaný z mäkkých koralov v roku 1961 na Havaji - Scheuer & Moore (Honolulu) • Štruktúra čiastočne vyriešená v roku 1981 - Hirata (Nagoya) & Moore (Honolulu) • Štruktúra a konformácia detailne vyriešená v roku 1982 - Kishi (Cambridge) • Prvé syntetické štúdie v roku 1985 - Kishi (Cambridge) • Sumárny vzorec C129H223O54N3, Mólová hmotnosť 2679 g/mol • 64 stereogénnych centier, 7 násobných C=C väzieb • Možnosť existencie 271 (2 361 183 241 434 822 606 848) rôznych izomérov !!! • Totálna syntéza palytoxínu (1994): • - Nozaki-Hiyama-Kishi coupling na prípravu alylalkoholov • Pd(0)/TlOH-katalyzovaná syntéza E/Z-konjugovaných diénov • - Nová metóda prípravy N-acylvinylových močovín Yoshito Kishi

  14. Zbrane morských živočíchov II. Štvorzubec (Fugu rubripes) • Potentný neurotoxín: • produkuje ho aktinomycéta Nocardiopsis dassonvillei žijúca vo vaječníkoch štvorzubca • viaže sa Na+kanáliky na povrchu nervových • buniek a blokuje prenos vzruchov • narúša prirodzenú rovnováhu iónov nevyhnutnú • pre existenciu akčných potenciálov • je mimoriadne efektívny v tlmení bolesti • LD50 = 0.6 mg/kg (intravenózne) „Japonská ruleta“ (mortalita 61%)

  15. Od jedov k liekom

  16. Z pralesa do lekárne • had je najčastejším pôvodcom uhryznutí • na brazílskych banánových plantážach • jed spôsobuje prudký pokles krvného tlaku • (LD50 = 210 mg (subkutánne u človeka)) • bol z neho izolovaný pentapeptid, ktorý • je účinným ACE inhibítorom Krovinár žararaka (Bothrops jararaca) Zdravá vs. aterosklerotická aorta Kaskáda renín-angiotenzín-aldosterón

  17. Z pralesa (takmer) do lekárne Epibatidín Pralesnička trojfarebná (Epipedobates tricolor) Ekvádorskí Indiáni už stáročia používajú sekréty zo žiab ako šípové jedy Epibatidín: - funguje ako selektívny depolarizátor nAChr - spôsobuje svalovú relaxáciu a kardiorespiračnú depresiu - je asi 200-krát účinnejším analgetikom ako morfín - terapeutické dávky sú však už pre ľudí toxické...

  18. Z pralesa (takmer) do lekárne Epibatidín ABT-594 Molekula vyvinutá firmou Abbott Laboratories (Illinois, USA) v roku 1998 ABT-294: -potláča bolesť spôsobenú lokálnym prehriatím alebo bodnutím - zároveň plne zachováva príjemný dotykový vnem - má asi 100-krát lepšiu selektivitu pri väzbe na nAChr - zlúčenina je rádovo menej toxická ako epibatidín...

  19. Homo olfactoricus

  20. Komplexnosť čuchového vnemu Molekuly vyvolávajúce identický čuchový vnem Enantioselektívna čuchová percepcia

  21. Fyziologické efekty pachov a vôní • endokrinologické zmeny – nálada, chuť do jedla • - éterické oleje, aromaterapia, praktiky obchodných reťazcov • sociálne rozpoznávanie (ne)príbuzných – rodič & dieťa, výber partnera • - major histocompatibility complex (MHC), human leukocyte antigen (HLA) • synchronizácia menštruačných cyklov –McClintockovej efekt • - volatilné steroidy z potu podpazušia (alebo vaginálne sekréty?)

  22. (Bimodálne) Vnímanie pachov a vôní • 50% ľudí vôbec necíti 5a-androstenón • 15% ho vníma slabo (neutrálne/príjemne) • 35% ho vníma intenzívne (limit = 20 ppt) • ako pach moču/potu • chlapci na rozdiel od dievčat naň strácajú • po puberte citlivosť, naopak ženy sa vekom • stávajú vnímavejšie na 5a-androstenón • 3a-androstenol pravdepodobne spôsobuje • synchronizáciu menštruačných cyklov Hľuzovka čierna (Tuber melanosporum) Prasa domáce (Sus scrofa domestica) Človek „rozumný“ (Homo sapiens sapiens)

  23. Poruchy vnímania pachov a vôní (špecifické anosmie) J. N. Labows, G. Preti: Human semiochemicals. In Fragrance: the psychology and biology of perfume. Eds.: S. Van Toller, G. H. Dodd, pp. 69-90, London: Elsevier Science, 1992.

  24. Telové pachy ako diagnostické markery R. L. Doty: The primates III: humans. In Social odours in mammals, Eds.: R. E. Brown, D. W. MacDonald, pp. 804-832, London: OUP, 1985.

  25. Čo je vlastne parfum ?

  26. Voňavá organická chémia Molekuly odorantov zodpovedné za charakteristické vône parfémov

  27. „Absolútna“ vôňa môže zabiť 

  28. Ľudské feromóny (?) Humánne steroidy s feromónovými účinkami Pravdepodobné ľudské feromóny

  29. Vždy ide o prachy a....sex „Vomeroferíny“ - androstény - progestíny - estrogény Realm for Women (EROX Corp., 1993) Realm for Men „...AND WE ALL WILL BE IRRESISTIBLY SEXY AND ATTRACTIVE“  Pheromone 10:13 Pheromone 10X Pre dámy (dehydroepiandrosterón) Pre pánov (neprchavé steroidy) (Athena Institute, 1989)

  30. Konečne poriadne afrodiziakum! Bremenalotid (Peptid PT-141) • metabolit Melanotanu II. vyvinutého ako „samoopaľovacieho“ peptidu • (9 z 10 dobrovoľníkov však okrem opálenia pozorovalo aj spontánnu erekciu!) • agonista peptidového hormónu melanokortínu (a-MSH) v CNS • (neovplyvňuje kardiovaskulárny systém!) • u mužov spôsobuje erekciu (možná liečba erektilnej dysfunkcie) • u žien zvyšuje libido (možná liečba sexuálnej dysfunkcie) • vo forme nosového spreja sa v súčasnosti nachádza v III.fáze klinických skúšok • (Palatin Technologies, New Jersey, USA)

  31. Použitá literatúra M. Balog, M. Tatarko: Odhalené tajomstvá chémie (Vydavateľstvo Veda, 2008) T. D. Wyatt: Pheromones and Animal Behaviour (Cambridge University Press, 2003) K. C. Nicolaou, T. Montagnon: Molecules That Changed the World (Wiley-VCH, 2008) H. Surburg, J. Panten: Common Fragrance and Flavor Materials (Wiley-VCH, 2006) J. Emsley: Better Looking, Better Living, Better Loving (Wiley-VCH, 2007)

  32. Internetové zdroje Databáza hmyzích feromónov: http://www.pherobase.com „Včelárska chémia“: http://www.chemsoc.org/ExemplarChem/entries/2001/loveridge/index.html Legenda o palytoxíne: http://www2.hawaii.edu/~bemorton/Neuroscience/Neurochemistry/Legend.html Vývoj Captoprilu z hadieho jedu: http://opa.faseb.org/pdf/venom.pdf Parfémy: http://en.wikipedia.org/wiki/Perfume „Unisex“ afrodiziakum: http://www.palatin.com/products/bremelanotide/overview.asp

More Related