Химия и запахи
Свидетельство в пользу того, что скорее образуется комплекс одоранта с белками, чем с каротиноидами, получено при использовании специфического реагента N-этилмалеимида
Этот реагент в первую очередь реагирует с сульфгидридными группами белков
В результате этой реакции сульфгидридные группы необратимо блокируются. Эпителий, в котором расположены обонятельные рецепторы лягушки, полностью утрачивают способность реагировать на воздействие одорантов после обработки N-этилмалеимидом. Было, однако, показано, что если подавать вещество, обладающее запахом (этилбутират), в концентрации, достаточной для насыщения обонятельных рецепторов до и во время обработки N-этилмалеимидом, спустя некоторое время после промывания, а течение, которого происходит восстановление ткани, может быть восстановлен нормальный ответный сигнал на бутилэтират и подобные ему соединения. Ответные сигналы на одоранты всех других типов полностью блокировались. Эти результаты не только показывают, что между белками и одорантами образуется комплекс,но и что для разных запахов в обонятельных ресничках существуют различные обонятельные рецепторы.
Было высказано предположение, что запах вещества, зависит от его характеристических низкочастотных полос в ИК-спектре-С целью установления эмпирических корреляций между колебательными спектрами и их запахом были изучены душистые вещества, применяемые в парфюмерии. Все эти соединения имеют полосы поглощения в далекой области ИК-спектра (между 100 и 500 см-1). Оказалось, что такая корреляция включает не только присутствие определенных полос, но и отсутствие некоторых других. По-видимому, имеется связь между положением самой длинноволновой полосы в ИК-спектре и порогом чувствительности к данному запаху. Чем больше длина волны этой полосы, тем выше пороговая чувствительность обнаружения данного вещества. Бутилмеркаптан (запах скунса) имеет в ИК-спектре полосу ниже 200 см-1, и человек может обнаружить его по запаху при концентрации менее 10-12 моль/л. В спектре метанола отсутствуют полосы ниже 1000 см-1; его можно обнаружить по запаху лишь при концентрациях выше 10 -3 моль/л.
Все эти результаты легли в основу довольно спекулятивной теории, согласно которой молекулярные колебания одоранта вызывают специфический резонанс в обонятельных рецепторах, приводящий к возникновению упомянутых выше электрических импульсов. Сторонники этой гипотезы показали, что четверо из шести подвергнутых испытанию смогли различить запахи обычного нафталина (частота в ИК-спектре 363 и 183 см-1) и полностью дейтерированного нафталина (частота в ИК-спектре 331 и 169 см-1). Кроме того, в большинстве случаев невозможно различить по запаху оптические антиподы. Можно считать, что эти результаты подтверждают колебательную теорию, поскольку формы, являющиеся зеркальным изображением друг друга, имеют одинаковые дипольные моменты и колебательные частоты.
Другое объяснение основано на стереохимическом подходе. Получают проекции молекул и исследуют ортогональные изображения. При этом для каждого соединения данного ряда выбирается конформация, которая предположительно наиболее подходит для
взаимодействия с обонятельным рецептором. Выбирается стандарт, с которым сравнивают все сходные со стандартом соединения. Для жирных кислот при использовании в качестве стандарта изовалериановой кислоты были получены корреляции между молекулярной структурой и степенью специфического ингибирования восприятия запаха (анозмия — потеря обоняния). Для бензальдегида (являющегося стандартом) и замещенных бензальдегидов были получены корреляции между запахом миндаля и структурами молекул. Так, миндальный запах о-метилбензальдегида по силе такой же, как и бензальдегида, в то время как о-этил-, о-изопропил- и о-третлактонов: 5-яюдаются для -ха; ять реагироватьецепторы лягушки бутилбензальдегиды обладают гораздо менее сильным запахом миндаля.
Изложенные выше теории, вероятно, являются весьма упрощенными представлениями. Так, в случае андростеролов незначительные изменения структуры существенно изменяют запах, почти не влияя на колебательный спектр в далекой ИК-области или на плоскостное изображение молекулы.
|
|
Смотрите также
Графический метод решения химических задач
Решение расчетных
задач – важнейшая составная часть школьного предмета «химия», так как это один
из приёмов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и
полное усвоение уч ...
Хроматографическое разделение углеводов
Хроматография (от греч. chroma, родительный падеж chromatos - цвет, краска), физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - не ...