ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

58

ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ — органические соединения, содержащие в своем составе фосфор, связанный с молекулой органического соединения либо фосфор-углеродной связью, либо через гетероатом — кислород, азот, серу. Ф. с., являющиеся неполными эфирами фосфорных кислот (см.), играют чрезвычайно важную биол. роль; к таким соединениям принадлежат нуклеиновые кислоты (см.), фосфолипиды (см. Фосфатиды), фосфопротеиды (см.) и др. Некоторые Ф. с. применяют в качестве лекарственных средств. Особый интерес представляют синтетические физиологически активные соединения, являющиеся полными эфирами или амидами фосфорных к-т, с общей формулой R1R2P (О или S)X, где R1 и R2 — алкильные или алкоксильные радикалы, замещенные амиды, X — кислотная группа (фтор, нитрофенолы, меркаптаны, ангидридные группы). Биол. активность Ф. с. этой группы связана с тем, что они выступают в качестве ингибиторов (см.) холинэстераз (см. Антихолинэстеразные средства). В основе классификации и общепринятой номенклатуры таких Ф. с. лежат фосфорные к-ты, производными к-рых они являются. Так, хим. название армина (см.), производного этил-фосфоновой к-ты, — О-этил-О-м-нит-рофеяилэтилфосфояат.

Характеристики отдельных представителей Ф. с. смотри в статьях Антихолинэстеразные средства, Ар-мин, Нибуфин, Нервно-паралитические отравляющие вещества, Пирофос, Фосфакол, Хлорофос.

Механизм взаимодействия фосфорорганических соединений с холинэстеразами

Эстеразный центр активной поверхности холинэстераз (см.) включает по крайней мере две функционально важные группировки — имидазол остатка гистидина (см.) и гидроксильную группу остатка серина (см.). При сорбции Ф. с. на каталитической поверхности холинэстеразы (ХЭ) между фос-форильным кислородом Ф. с., имидазолом гистидина и гидроксильной группой серина через систему водородных связей образуется циклический фермент-ингибиторный комплекс, аналогичный по структуре фермент-субстратному комплексу Михаэлиса (см. Ферменты). Перераспределение электронов приводит к отщеплению кислотной группы Н • X и образованию фосфорилирован-ной по гидроксильной группе серина ХЭ, причем такое промежуточное соединение в отличие от ацилирован-ной ХЭ (при ее реакции с субстратом) практически неспособно к гидролитическому отщеплению фосфо-рильной группы и восстановлению активности фермента (см. Фосфорилирование). Это определяет необратимый характер угнетения ХЭ под действием Ф. с., однако гидролиз фосфорилированной ХЭ может произойти под действием нуклеофильных реагентов — реактиваторов. Количественной мерой анти-ферментного действия Ф. с. служит бимолекулярная константа скорости реакции ки (М-1* сек”1- или М”1* •мин-1). Ранее такой мерой служила величина концентрации Ф. с., вызывающая угнетение ХЭ на 50% (I50, М).

При развитии острой интоксикации Ф. с. ведущую роль играет их антихолинэстеразный эффект. Предполагают, что определенное значение имеет неантихолинэстеразное действие Ф. с. непосредственно на холинорецептор.

Метаболизм фосфорорганических соединений

По гипотезе В. И. Розенгарта, все метаболические превращения Ф. с. приводят к образованию более полярных продуктов, что облегчает их выведение из организма, и в основном протекают под действием определенных групп ферментов, относящихся к классам гидролаз (см.), трансфераз (см.), оксидоредуктаз (см.). В организме Ф. с. подвергаются и неферментативным превращениям, напр, отщеплению молекулы соляной к-ты в процессе метаболизма хлорофоса, тионтиольной изомеризации. Метаболические превращения Ф. с. в организме могут приводить как к инактивации (детоксикации) фосфорорганических соединений, так и к их активации.

Практическое применение фосфорорганических соединений

Основное практическое использование Ф. с. в качестве акарицидов (см.) и инсектицидов (см.) связано гл. обр. с их высокой биол. эффективностью и с быстрой детоксикацией (по сравнению, напр., с хлорорганическими соединениями). К серьезным недостаткам Ф. с. относится их определенная токсичность в отношении человека и домашних животных и легко возникающая резистентность к ним у членистоногих (см. Гербициды, Дезинсицирующие средства, Ларвициды, Пестициды).

Чрезвычайно важную роль сыграли Ф. с. в исследованиях свойств ХЭ, полученных из различных источников. С помощью большой группы специально синтезированных Ф. с., имеющих неполярные углеводородные радикалы, на каталитической поверхности молекул ХЭ были обнаружены гидрофобные участки, имеющие большое значение в проявлении этими ферментами субстратной специфичности.

Ф. с. в качестве лекарственных средств применяют при лечении глаукомы, для предупреждения и лечения послеоперационной атонии желудка и кишечника, а также при травмах и воспалительных заболеваниях органов жел.-киш. тракта (см. Антихолинэстеразные средства, Армин, Нибуфин).

Библиогр.: О’Брайн Р. Токсические эфиры кислот фосфора, пер. с англ., М., 1964, библиогр.; Розенгарт В. И. и Шерстобитов О. Е. Избирательная токсичность фосфорорганических инсектоакарицидов, Л., 1978; Садыков А. С. и др. Холинэстеразы, Активный центр и механизм действия, Ташкент, 1976; Химия и применение фосфор^ органических соединений, Труды Первой конференции, под ред. А. Е. Арбузова, М., 1957; Е to М. Organophosphorus pesticides, Organic and biological chemistry, Clevelend, 1976, bibliogr.

E. В. Розенгарт.

По теме