תפקידו הביולוגי של חומצות אמינו והיישומים שלהם

מהו תפקידם הביולוגי של חומצות אמינו? בואו ננסה יחד כדי למצוא תשובה לשאלה זו. זיהוי תכונות מבניות של מחלקה של תרכובות אורגניות, תכונותיהם הכימיות, בתחום העיקרי של היישום.

מידע היסטורי

גליצין פתוח אמינו חומצה ראשית היה. 1820 godu מסונתז שלו על ידי הידרוליזה חומצית של ג'לטין. רכב חומצות אמינו המוסק של מולקולת החלבון היה רק באמצע המאה הקודמת, זה היה אז גילה חומצת אמינו - תראונין.

פונקציות בסיסיות

כרגע, ישנם כ 300 חומצות אמינו לבצע פעולות שונות בגוף.

מהו התפקיד הביולוגי העיקרי של חומצות אמינו? עשרים מהם נחשבים סטנדרטי (proteinogenic), כי הם חלק מהליבה של מולקולות חלבון.

תרכובות אלו הן חלק של חלבונים מסוימים. Oksiprilin בסיס קולגן, אלסטין נוצר desmosine.

הם יכולים להיות חומרי ביניים בתהליכי חילוף חומרים. כזה הוא פונקציה של Citrulline, ornithine.

הביולוגי פונקציה של חומצות אמינו והוא סינתזה של נוקלאוטידים, מפוליאמידים. השרשרת של התרכובות השתמשו כדי ליצור חומרים אורגניים אחרים:

• גלוקוז מסונתז מחומצות אמינו glucogenic;
• ליפידים נוצרים תרכובות קטוגנית.

תפקידו הביולוגי של חומצות אמינו היא האפשרות של שימוש בהן לצורך קביעת קבוצות פונקציונליות. ציסטאין משמש לזיהוי קבוצת סולפט. Aspartate משמש לזיהוי קבוצת אמינו.

תכונות מינוח

כיצד לזהות את חומצות אמינו בצורה נכונה? המבנה, סיווג, תפקיד ביולוגי של תרכובות אלה נחשבים, אפילו בתוכנית הלימודים בקורס.

חומצות אמינו הן נגזרות של חומצות קרבוקסיליות, שהרכבת אטום מימן אחד מוחלף על ידי קבוצת אמינו.

בהתאם למיקום של הקבוצות הפונקציונליות במתחם אחד יכול להיות מספר איזומרים. כימאים להשתמש רק שלושה מינוח שונה: הרציונלי, טריוויאלי, שיטתי.

שמות טריוויאליות של תרכובות אלה קשורים המקור שממנו הם בודדו. סרין שולבו משי fibroin, גלוטמין נמצא דגנים גלוטן. נוכח ציסטין ב אבנים בשלפוחית.

שם Rational קשורה נגזר חומצה קרבוקסילית, ואת הקיצור המשמש לציון המיקום של הרצף של חומצות אמינו בתוך מולקולת חלבון. בביוכימיה הם שמות וקיצורים טריוויאלי של תרכובות אלה.

סיווג של חומצות אמינו

על מנת להבין מה תפקיד ביולוגי של חומצות אמינו ויישומם, ישכון על הסיווג של סוגים אלה של תרכובות אורגניות.

נכון לעכשיו, מספר סוגים של סיווג:

• על ידי קיצוניים;
• על מידת הקוטביות;
• של סינתזת התגלמות בגוף.

על פי סוגים שונים במבנה הרדיקלי של חומצות אמינו מבודדות בכימיה אורגנית.

אליפטיות יכול להכיל carboxyl אחד וקבוצה אמינו, ובמקרה הם תרכובות monoaminokarbonovymi.

כאשר שתי קבוצות אמינו COOH וחומרי אודיו נקראים חומרי monoaminodikarbonovymi.

כמו כן להפריש diaminomonocarboxylic ו diaminodikarbonovye טופס חומצת אמינו.

סוגים שונים מחזוריים לא רק את מספר המחזורים, אלא גם הרכב האיכותי שלהם.

By Lehninger, חומצות אמינו נחלקות לארבע קבוצות על פי הייחוד של התגובה הרדיקלית פחמימנים עם מים:

• הידרופובי;
• הידרופילי;
• שלילי - טעון;
• -מטען חשמלי חיובי.

בהתאם היכולת לסנתז את חומצות אמיניות בגוף האדם להפריש חיוני (מעשה עם אוכל), והסוגים להחלפה.

תפקידו הביולוגי של חומצת אמינו מסוג אלפא הוכח על ידי ניסויים מדעיים רבים.

תכונות פיסיקליות

חומצות אמינו מאופיינות? מינוח, נכסי התפקיד ביולוגי של תרכובות אלה מוצעים לבוגרי בתי ספר בחינת המדינה המאוחדת בכימיה. חומצות אורגניות אלה הם מסיסים בקלות במים, יש נקודת התכה גבוהה.

הפעילות האופטית שלהם בשל נוכחותם של המולקולות של אטום פחמן אסימטרי (החריג היחיד הוא גליצין). לכן L- ו- D-stereoisomers של חומצות אמינו נמצאו.

איזומרים של L-series נמצאים בהרכב של חלבון מן החי. הערך עבור מדד המימן של תרכובות אלה הוא בטווח 5.5-7.

תכונות כימיות

שקול יותר חומצות אמינו. מבנה, כימי מאפיינים, תפקידים ביולוגיים של חומרים אורגניים אלה צריכים לדעת.

הספציפי של התכונות הכימיות של חומצות אמינו טמון הדואליות שלהם. הסיבה amphoteric היא הנוכחות של שתי קבוצות פונקציונליות של חומצות אורגניות אלה.

הנוכחות של הקבוצה carboxyl COOH עושה תרכובות אלה בעלי אופי חומצי. הם בקלות להגיב עם המתכות הפעילות, תחמוצות בסיסיות, אלקלי. כמו כן תכונות חומציות של תרכובות האורגניות אלה מוצגות תגובת esterification (עם אלכוהול כדי ליצור אסטרים).

חומצות אמינו גם עשויות להגיב כימית עם המלחים נוצר על ידי חומצות מינרליים חלשות. כדוגמה של תגובה כזו יכולה להיחשב האינטראקציה של חומצות אמינו עם פחמתי bicarbonates.

המאפיינים העיקריים של המעמד הזה הם אמינו יכולת חומצות להגיב עם חומצות אחרות בקבוצת אמינו. בכך יוצר מלח.

תפקידו הביולוגי של decarboxylation של חומצות אמינו היוצרות סביבה ניטרלית כי הוא בטוח לחלוטין עבור אורגניזם חי.

מבחן Ninhydrin יכול לזהות חומצות אמינו בתמיסה. מהות התגובה היא שהפתרון חסר צבע של ninhydrin באינטראקציה עם חומצת אמינו עיבוי יתר בצורת דימר דרך אטום חנקן אשר הוא ביקע ידי חומצת אמינו המקביל.

הפיגמנט וכתוצאה מכך יש תוספת filoletovy גוון אדמדם, decarboxylation של חומצות אמינו מתרחש, וכתוצאה מכך היווצרות פחמן חד חמצני אלדהיד ו מסוים (4).

זה תגובת ninhydrin משמשת ביולוגים בניתוח של המבנה הראשוני של מולקולות חלבון. על פי עוצמת הצבע ניתן לאתר תוכן חומצת אמינו כמוני בפתרון הראשוני, ולכן ניתוח דומה הוא רלוונטי כאשר מזהים ריכוז חומצת אמינו.

תגובות ספציפיות

חומצות אמינו האחרות מאשר קבוצות carboxyl ו אמינו, עשויות להכיל קבוצות פונקציונליות נוספות. עבור נחישותם במעבדות המחקר לבצע ריאקציות איכותיות.

ארגינין יכול להיות מזוהה את התערובת על ידי ביצוע תגובת Sakaguchi איכותית (קבוצת guanidine על). ציסטאין יכול להיקבע על ידי FOLL, ספציפית עבור קבוצות SH.

תגובת נייטרשן (תגובה ksantoproteinovaya) מאפשרת לאשר את קיומו של תערובת של חומצות אמינו ארומטיות. Millon התגובה היא עבור זיהוי של קבוצת הידרוקסיל על טבעת ארומטית של טירוזין.

מאפיינים של אג"ח פפטיד

מה שמאפיין את חומצות אמינו גופרית? התפקיד הביולוגי שלהם קשור להיווצרות מולקולות של פפטידים. באינטראקציה בין חומצת אמינו מרובה מולקולה היא התפצלה מולקולות מי שאריות חומצת אמינו באמצעות אג"ח פפטיד (אמיד) ליצירת פפטידים.

מספר שאריות חומצת אמינו המהוות את פוליפפטיד משתנה במידה ניכרת. פפטידים אלו המכילים לא יותר מעשר שאריות חומצת אמינו, המכונים oligopeptides. שמו של תרכובות וכתוצאה הוא לרוב מציין את מספר שאריות חומצת אמינו.

אם רכב חומר המכיל יותר מעשר שאריות חומצת אמינו, התרכובות הם פוליפפטידים שנקראו. לאלו תרכובות הכוללות אלה למעלה מחמישים שאריות חומצת אמינו, תוצר של סינתזה של חלבון הנקרא.

לפיכך, הורמון glyukagen, שבה המבנה ישנם 29 חומצות אמינו ביולוגים קוראים את ההורמון. שאריות חומצת אמינו החל מונומרים נחשבים חומצות אורגניות אשר נוצרות מן המתחם חלבוניים.

שאריות חומצת אמינו נרשם בצד שמאל, יש קבוצת אמינו, שנקרא N-terminal שבר שיש קבוצה carboxyl, על פי C- מסוף, זה בדרך כלל כתוב מימין.

כאשר שיום אמינו פוליפפטיד וכתוצאה קיצורים חומצה משמשים, שממנו הוא נוצר. לדוגמא, אם האינטראקציה השתתפה גליצין, סרין, אלאנין, tripeptide הנגזר ייקרא glitsilserilalanin.

החשיבות של חומצות אמינו מסוימות

גליצין (חומצת aminoacetic) היא תורם של שברי פחמן אשר נחוצים ההיווצרות של המוגלובין, פירול, כולין, נוקלאוטידים, כמו גם לסינתזה של קריאטין.

סרין שוהה אתרים הפעילים של אנזימים. חומצת אמינו זו נדרשת עבור phosphoprotein תהליך הסינתזה (קזאין חלב טבעי).

Glucogenic חומצה דרושה כדי ליצור את המבנה מהשני, שליישונים של מולקולת החלבון. תרכובת זו היא הקבוצה הפונקציונלית תגובתי ביותר, כך החומר בקלות עובר תהליכי חמצון-חיזור, שקושרה את המתכות כבדות כמו תרכובות מסיסות. היא הייתה זו אשר משמשת תורם לקבוצת סולפט, ביקוש לסינתזה של חומרים המכיל גופרית.

מסקנה

חומצות אמינו הן תרכובות אורגניות amphoteric יש בה משמעות ביולוגית. זה אמינו שאריות חומצה בתהליך הסינתזה יוצרות רצף שהיא המבנה העיקרי של מולקולות החלבון. בהתאם לאופן בשורה את שברי חומצת אמינו מסונתזים חלבון ספציפי עבור כל אורגניזם חי.