Биолошка улога аминокиселина и њихова примена

Каква је биолошка улога аминокиселина? Покушајмо заједно да нађемо одговор на ово питање. Ми откривамо специфичности структуре ове класе органских супстанци, њихових хемијских својстава, главних поља примјене.

Историјска позадина

Прва отворена амино киселина била је глицин. Синтетизована је 1820. године киселом хидролизом желатина. Дешифрирање амино киселинског састава протеинских молекула је било могуће само средином прошлог вијека, након тога је откривена аминокиселина - треонин.

Главне функције

Тренутно постоје информације о 300 аминокиселина, које обављају различите функције у организму.

Која је главна биолошка улога аминокиселина? Двадесет њих се сматра стандардним (протеиногеним), јер су део главних протеинских молекула.

Ова једињења су део одређених протеина. Оксиприлин је основа колагена, еластин формира десмозин.

Могу бити посредне супстанце у метаболичким процесима. Ова функција врши цитрулин, орнитин.

Биолошка функција амино киселина такође се састоји у синтези нуклеотида, полиамида. Ланац угљеника ових једињења користи се за формирање других органских супстанци:

• глукоза се синтетише из глукозних амино киселина;
• липиди се формирају кетогеним једињењима.

Биолошка улога аминокиселина јемогућност њиховог коришћења да дефинишу функционалне групе. Цистеин се користи када се открије сулфатна група. Аспартат се користи у детекцији амино групе.

Карактеристике номенклатуре

Како исправно назвати аминокиселине? Структура, класификација, биолошка улога ових једињења се сматрају чак иу току школског програма.

Амино киселине су деривати карбоксилних киселина, у којима се један атом водоника замењује са амино групом.

У зависности од локације ове функцијегрупе, једно једињење може имати неколико изомера. Хеми користе истовремено три различите номенклатуре: рационално, тривијално, систематично.

Свакодневна имена ових једињења се односе наизвор од кога су додијељени. Серин је укључен у фиброин свилу, глутамин се налази у глутенима житарица. Цистин је присутан у каменама бешике.

Рационално име повезано са дериватомкарбоксилна киселина, а скраћеница се користи за означавање секвенце распоређивања амино киселина у молекулу протеина. У биокемији се користе скраћена и тривијална имена ових једињења.

Амино класификација

Да бисмо разумели биолошку улогу аминокиселина и њихову примену, бавимо се детаљније о врстама класификације ових органских једињења.

Тренутно се користе неколико врста класификације:

• на радикалу;
• према степену њеног поларитета;
• према синтези у телу.

Структура радикала у органској хемији емитује различите врсте амино киселина.

Алифатична једињења могу да садрже један карбоксил и једну амино групу, у ком случају су моноамино-карбоксилна једињења.

У присуству два ЦООХ и једне амино групе, супстанце називају моноамино дикарбоксилне супстанце.

Такође се разликују диаминомонокарбоксилни и диаминодикарбоксилни облици амино киселина.

Цикличне врсте се разликују не само у броју циклуса, већ иу квалитативном саставу.

Према Ленингеру, аминокиселине су подељене у четири групе према специфичностима интеракције угљоводоничног радикала са водом:

• хидрофобни;
• хидрофилни;
• негативно наплаћено;
• позитивно напуњен.

У зависности од способности аминокиселина да се синтетишу у људском телу, емитују их незаменљивим (долазе из хране), као и заменљиве врсте.

Бројни научни експерименти доказали су биолошку улогу алфа-амино киселина.

Физичке особине

Шта карактерише аминокиселине? Номенклатура, својства и биолошка улога ових једињења предложени су дипломцима школе на јединственом државном испиту из хемије. Ове органске киселине су високо растворљиве у води, имају високу тачку топљења.

Њихова оптичка активност се објашњава присуством асиметричног атома угљеника у молекулима (једини изузетак је глицин). Због тога су пронађени Л- и Д-стереоизомери аминокиселина.

Изомери Л-серије налазе се у саставу животињских протеина. ПХ вредност ових једињења је у опсегу од 5,5-7.

Хемијска својства

Размотрите више аминокиселина. Морају бити познати структуру, хемијске особине, биолошку улогу ових органских супстанци.

Специфичност хемијских особина аминокиселина лежи у њиховој двојности. Разлог за амфотерику је присуство две функционалне групе у саставу ових органских киселина.

Присуство везано за карбоксилну групу ЦООХова једињења су по природи кисела. Они лако интерагују са активним металима, базичним оксидима, алкалијама. Такође, киселина својстава ових органских једињења манифестује се у реакцији естерификације (естри формирају са алкохолом).

Амино киселине такође могу ући у хемикалијеинтеракција са солима формираним слабим минералним киселинама. Као пример такве реакције, можемо узети у обзир интеракцију аминокиселина са бикарбонатима и карбонатима.

Главна својства ове класе су способност аминокиселина да реагују са другим киселинама у амино групи. Када ово формира соли.

Биолошка улога декарбоксилације амино киселина је да се формира неутрална средина, која је апсолутно сигурна за живи организам.

Нинхидрин реакција вам омогућава да идентификујетераствор амино киселина. Суштина реакције је да безбојни раствор нинхидрина, у интеракцији са аминокиселином, кондензира у облику димера кроз атом азота који се одваја из амино групе одговарајуће киселине.

Добијени пигмент има црвено-љубичасту боју, а поред тога се јавља декарбоксилација аминокиселина, што резултира стварањем специфичног алдехида и угљенмоноксида (4).

То је нинхидринска реакција која се користи.биолога у анализи примарне структуре протеинских молекула. Према интензитету боје, могуће је идентификовати квантитативни садржај аминокиселина у почетном раствору, стога је таква анализа погодна за детекцију концентрације амино киселина.

Специфичне реакције

Амино киселине, поред карбоксилних и амино група, могу садржати додатне функционалне групе. За њихову одлучност у лабораторијама за истраживање спроводе квалитативне реакције.

Аргинин се може детектовати у смеши вршењем квалитативне реакције Сакагуцхи (у гванидинској групи). Цистеин се може одредити методом Фоул специфичним за СХ групу.

Реакција нитрације (реакција кантопротеина)омогућава вам да потврдите присуство у смеши ароматичних амино киселина. Реакција Милона има за циљ да идентификује хидроксил групу у ароматичном прстену тирозина.

Карактеристике пептидне везе

Шта карактерише аминокиселине које садрже сумпор? Њихова биолошка улога је повезана са стварањем молекула пептида. Када неколико молекула аминокиселина интерагују једни са другима, молекули воде се одвајају, а остаци аминокиселина користећи пептидне (амидне) везе формирају пептиде.

Број аминокиселинских остатака који се формирајуполипептид се значајно разликује. Ови пептиди који не садрже више од десет аминокиселинских остатака називају се олигопептиди. Име насталог једињења често указује на број остатака аминокиселина.

Ако супстанца садржи више од десетамино киселински остаци, једињења се називају полипептиди. За она једињења која садрже више од педесет амино киселинских остатака, производ њихове синтезе се назива протеином.

Дакле, хормон глукагена, који се састоји од 29аминокиселине, биолози називају хормон. Остаци аминокиселина су мономери првобитних органских киселина, од којих се формирају протеинска једињења.

Аминокиселински остатак, који је написан лево, има амино групу, назива се Н-терминал, фрагмент који има карбоксилну групу, сматра се Ц-терминалом, обично је написан на десној страни.

Када се именује резултујући полипептидкористите скраћена имена аминокиселина из којих се формира. На пример, ако су гликин, серин и аланин укључени у интеракцију, резултујући трипептид ће се читати као глицерил серил аланин.

Значај неких амино киселина

Глицин (аминооцетна киселина) је донатор фрагмената угљеника који су неопходни за стварање хемоглобина, пирола, холина, нуклеотида, као и за синтезу креатина.

Серин је присутан на активним местима ензима. Ова аминокиселина је потребна за синтезу фосфопротеина (природно млеко казеина).

Глукохолна киселина је потребна за формирањесекундарна, терцијарна структура протеина молекула. Ово једињење има најреактивније функционалне групе, тако да супстанца лако улази у редокс процес, везује тешке метале у облику нерастворљивих једињења. Она врши функцију донатора сулфатне групе, која је у потрази за синтезом супстанци које садрже сумпор.

Закључак

Амино киселине су амфотерне органскеједињења великог биолошког значаја. То су аминокиселински остаци у процесу синтезе који формирају секвенцу, која је примарна структура протеинских молекула. У зависности од тога како су тачно распоређени фрагменти амино киселина, синтетизује се протеин специфичан за сваки живи организам.