Biološka uloga aminokiselina i njihova primjena

Koja je biološka uloga aminokiselina? Pokušajmo zajedno pronaći odgovor na ovo pitanje. Otkrivamo osobitosti strukture ove klase organskih tvari, njihovih kemijskih svojstava, glavnih područja primjene.

Povijesna pozadina

Prva otvorena aminokiselina bila je glicin. Sazvana je 1820. godine kiselom hidrolizom želatine. Dešifriranje aminokiselinskog sastava proteinskih molekula bilo je moguće samo do sredine prošlog stoljeća, tada je otkrivena aminokiselina - treonin.

Glavne funkcije

Trenutno postoje informacije o 300 aminokiselina, koje obavljaju različite funkcije u tijelu.

Koja je glavna biološka uloga aminokiselina? Dvadeset ih se smatra standardnim (proteinogenim), jer su dio glavnih molekula proteina.

Ovi spojevi su dio određenih proteina. Oksiprilin je osnova kolagena, elastin je formiran od desmosina.

Oni mogu biti međuproizvodi u metaboličkim procesima. Ova funkcija izvodi citrulin, ornitin.

Biološka funkcija aminokiselina također se sastoji u sintezi nukleotida, poliamida. Lanac ugljika ovih spojeva koristi se za dobivanje drugih organskih tvari:

• glukoza se sintetizira iz glukogenih amino kiselina;
• lipidi su formirani od ketogenih spojeva.

Biološka uloga aminokiselina jemogućnost njihova korištenja za definiranje funkcionalnih skupina. Cistein se koristi kada se detektira sulfatna skupina. Aspartat se koristi za detekciju amino skupine.

Značajke nomenklature

Kako točno imenovati aminokiseline? Struktura, klasifikacija i biološka uloga tih spojeva smatraju se čak i tijekom školskog programa.

Amino kiseline su derivati ​​karboksilnih kiselina, u kojima je jedan atom vodika zamijenjen amino skupinom.

Ovisno o lokaciji ove funkcionalnostiskupine, jedan spoj može imati nekoliko izomera. Kemisti koriste istodobno tri različite nomenklature: racionalno, trivijalno, sustavno.

Trivijalna imena tih spojeva su povezana sizvor iz kojeg su dodijeljeni. Serin je uključen u fibroin svilu, glutamin se nalazi u glutenu biljaka žitarica. Cistin je prisutan u kamenu mokraćnog mjehura.

Racionalno ime povezano je s derivatomkarboksilna kiselina i skraćena oznaka se koristi za označavanje sekvencije aminokiselina u proteinskoj molekuli. U biokemiji se koriste skraćeni i trivijalni nazivi tih spojeva.

Klasifikacija aminokiselina

Da bismo razumjeli biološku ulogu aminokiselina i njihovu upotrebu, posavjetujmo se detaljnije o vrstama klasifikacije tih organskih spojeva.

Trenutno se koriste više vrsta klasifikacije:

• radikalom;
• po stupnju njegove polariteta;
• o varijanti sinteze u tijelu.

Prema strukturi radikala u organskoj kemiji se izdvajaju različite vrste aminokiselina.

Alifatični spojevi mogu sadržavati jednu karboksilnu i amino skupinu, u tom slučaju oni su monoaminokarbonni spojevi.

U prisutnosti dva COOH i jedne amino skupine, tvari se nazivaju monoamino dikarboksilne supstance.

Također, izolirani su diaminomonokarboksilni i diaminodikarboksilni oblici aminokiselina.

Cikličke vrste razlikuju se ne samo po broju ciklusa već i njihovom kvalitativnom sastavu.

Prema Lenjinu, aminokiseline su podijeljene u četiri skupine prema svojstvima interakcije ugljikovodičnog radikala s vodom:

• hidrofobna;
• hidrofilni;
• negativno naplaćeno;
• pozitivno naplaćeno.

Ovisno o sposobnosti aminokiselina da se sintetiziraju u ljudskom tijelu, neophodni su (dolaze s hranom), kao i izmjenjive vrste.

Brojni znanstveni pokusi pokazali su biološku ulogu alfa-aminokiselina.

Fizička svojstva

Koje su karakteristike aminokiselina? Nomenklatura, svojstva, biološka uloga ovih spojeva nudi se diplomanata škola na jedinstvenom državnom ispitivanju u kemiji. Ove organske kiseline su visoko topljive u vodi, imaju visoku točku topljenja.

Njihova optička aktivnost objašnjava se prisutnošću molekula asimetričnog ugljikovog atoma (osim samog glicina). Zato su otkriveni L- i D-stereoizomeri aminokiselina.

Izomeri serije L nalaze se u sastavu životinjskih bjelančevina. PH vrijednost za ove spojeve je u rasponu od 5,5-7.

Kemijska svojstva

Razmotrite više aminokiselina. Mora biti poznata struktura, kemijska svojstva, biološka uloga tih organskih tvari.

Specifičnost kemijskih svojstava aminokiselina leži u njihovoj dvojnosti. Razlog za amfoternu prisutnost je dvije funkcionalne skupine u sastavu ovih organskih kiselina.

Prisutnost prisutnosti karboksilne skupine COOHti spojevi su kiseli u prirodi. Oni lako mogu stupiti u interakciju s aktivnim metalima, bazičnim oksidima, alkalijama. Također, kiselost svojstava tih organskih spojeva očituje se u reakciji esterifikacije (oblik estera sa alkoholima).

Aminokiseline također mogu ući u kemijsku tvarinterakciju s solima nastalim slabim mineralnim kiselinama. Kao primjer takve reakcije možemo razmotriti interakciju aminokiselina s bikarbonatima i karbonatima.

Glavna svojstva ove klase su sposobnost aminokiselina da reagiraju s drugim kiselinama u amino skupini. Kada to tvori soli.

Biološka uloga dekarboksilacije aminokiselina je da se formira neutralno okruženje koje je apsolutno sigurno za živi organizam.

Ninhidrinska reakcija vam omogućuje prepoznavanjeotopina aminokiselina. Bit reakcije je da se bezbojna ninhidrinska otopina, u interakciji s nekom aminokiselinom, kondenzira u obliku dimera kroz dušikov atom, koji se cijepa iz amino skupine odgovarajuće kiseline.

Dobiveni pigment ima crveno-ljubičastu boju, osim toga dolazi do dekarboksilacije aminokiseline, što rezultira stvaranjem specifičnog aldehida i ugljičnog monoksida (4).

To je ninhidrinska reakcija koja se koristi.biolozi u analizi primarne strukture proteinskih molekula. Prema intenzitetu boje, moguće je identificirati kvantitativni sadržaj aminokiselina u početnoj otopini, pa je takva analiza prikladna za otkrivanje koncentracije aminokiselina.

Specifične reakcije

Amino kiseline, uz karboksilne i amino skupine, mogu sadržavati dodatne funkcionalne skupine. Za njihovo odlučivanje u istraživačkim laboratorijima provode kvalitativne reakcije.

Arginin se može detektirati u smjesi izvršavanjem kvalitativne Sakaguchiove reakcije (na gvanidinsku skupinu). Cistein se može odrediti Foul metodom specifičnim za SH skupinu.

Reakcija nitriranja (reakcija ksantoproteina)omogućuje vam potvrdu prisutnosti u mješavini aromatskih aminokiselina. Reakcija Millona namjerava identificirati hidroksilnu skupinu u aromatskom prstenu tirozina.

Značajke peptidne veze

Što karakterizira aminokiseline koje sadrže sumpor? Njihova biološka uloga povezana je s formiranjem peptidnih molekula. Kada nekoliko molekula aminokiselina međusobno djeluje, molekule vode odvajaju se, a aminokiselinski ostaci pomoću peptidnih (amidnih) veza tvore peptide.

Broj nastanka aminokiselinskih ostatakapolipeptid se značajno razlikuje. Ti peptidi koji sadrže najviše 10 aminokiselinskih ostataka nazivaju se oligopeptidi. Ime rezultirajućeg spoja često označava broj aminokiselinskih ostataka.

Ako tvar sadrži više od desetaminokiselinski ostaci, spojevi se nazivaju polipeptidi. Za one spojeve koji sadrže više od pedeset aminokiselinskih ostataka, proizvod njihove sinteze zove se protein.

Dakle, hormon glukagena, koji se sastoji od 29aminokiseline, biolozi nazivaju hormonom. Aminokiselinski ostaci su monomeri izvornih organskih kiselina, od kojih nastaju proteinski spojevi.

Aminokiselinski ostatak, koji je napisan lijevo, ima amino skupinu, nazvan N-terminal, fragment koji ima karboksilnu skupinu, smatra se C-terminalom, obično je napisan na desnoj strani.

Pri imenovanju rezultirajućeg polipeptidaupotrijebite skraćene nazive aminokiselina iz kojih se formira. Na primjer, ako su glicin, serin i alanin uključeni u interakciju, rezultirajući tripeptid će se očitati kao glicil-seril-alanin.

Značaj nekih aminokiselina

Glicin (amino octena kiselina) donator je ugljikovih fragmenata koji su neophodni za stvaranje hemoglobina, pirola, kolina, nukleotida, kao i za sintezu kreatina.

Serin je prisutan u aktivnim mjestima enzima. Ova aminokiselina je potrebna za sintezu fosfoproteina (kazein prirodno mlijeko).

Za formiranje je potrebna glukozna kiselinasekundarna, tercijarna struktura proteinske molekule. Ovaj spoj ima najreaktivniju funkcionalnu skupinu, tako da tvar lako ulazi u redoksne procese, veže teške metale u obliku netopivih spojeva. To je onaj koji obavlja funkciju donatora sulfatne skupine, koja je potrebna za sintezu tvari koje sadrže sumpor.

zaključak

Amino kiseline su amfoterni organskispojevi od većeg biološkog značaja. To su aminokiselinski ostaci u procesu sinteze koji tvore sekvencu koja je primarna struktura molekula proteina. Ovisno o tome kako su točno aminokiselinski fragmenti raspoređeni, sintetizira se protein specifičan za svaki živi organizam.