Амінокислоти 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст:

Введення

Класифікація амінокислот

Види ізомерії амінокислот

Двохосновні моноаминокислотах

Одноосновні діамінокіслоти

Оксіамінокіслоти

Сірковмісні амінокислоти

Гетероциклічні амінокислоти

Способи отримання амінокислот

Хімічні властивості амінокислот:

А) Властивості амінокислот, що залежать від наявності карбоксилу.

Б) Властивості амінокислот, що залежать від наявності аміногрупи.

В) Властивості амінокислот, що залежать від спільного наявності карбоксильної і аміногрупи

Окислювально-відновні процеси, що протікають за участю амінокислот.

Зв'язування мінерального азоту амінокислотами.

Список використаної літератури

Введення

Амінокислоти - такі кислоти, які крім карбоксильної групи містять аміногрупу NH 2.



Класифікація амінокислот

1) за углеводородному радикалу (граничні, неграничні, ароматичні, циклічні, гетероциклічні.)

2) за кількістю карбоксильних груп (одноосновні, двохосновні і тд.)

3) по числу аміногруп (моноамінів, діамін і тд.)

4) за наявності інших функціональних груп (оксіамінокіслоти, сірковмісні амінокислоти)

Види ізомерії амінокислот

1) ізомерія вуглецевого скелета

2) ізомерія положення аміногрупи: 2, β, γ і α

У природних умовах, як правило, зустрічаються α-амінокислоти. Вони утворюють мономерні ланки білкових молекул, тобто входять до складу білка.

3) оптична ізомерія. Амінокислоти, які зустрічаються в природі L-ряду. Розглянемо оптичну ізомерію на прикладі α-амінопропіоновой кислоти.

З H 3 - * CH - C = O α-амінопропіоновая кислота, або аланін.

NH 2 OH

Оптичні ізомери:

ВІН OH

С = О C = O

Н - С - NH 2 H 2 N - C - H

CH 3 CH 3

D-ізомер (-) L - ізомер (+)



L - ізомери відрізняються від D - ізомерів смаком. D-ізомери солодкі, а L - ізомери гіркі або позбавлені смаку. Природні амінокислоти це L - ізомери. У біологічному відношенні амінокислоти дуже важливі з'єднання, так як з їх залишків будуються білкові молекули. До складу білків входять 20-25 амінокислот. Це наступні:



1) З H 2 - C = O амінооцтова кислота, або гліцин

NH 2 OH

2) CH 3 - CH - C = O α - амінопропіоновая кислота, аланін

NH 2 OH

3) З H3 - CH - CH - C = O валін

CH 3 NH 2 OH

4) CH 3 - CH - CH 2 - CH - C = O лейцин

CH 3 NH 2 OH

5) CH 3 - CH 2 - CH - CH - C = O ізолейцин

CH 3 NH 2 OH

6) C 6 H 5 - CH 2 - CH - C = O фенілаланін

NH 2 OH



Двохосновні моноаминокислотах



1) O = C - CH - CH 2 - C = O аспарагінова кислота

HO NH 2 OH

Амід цієї кислоти називається аспарагін. Причому на аміногрупу заміщається гідроксил найбільш віддалений від аміногрупи:

O = C - CH - CH 2 - C = O - аспарагін

HO NH 2 NH 2

2) O = C - CH - CH 2 - CH 2 - C = O - глутамінова кислота

HO NH 2 OH

O = C - CH - CH 2 - CH 2 - C = O - глутамін (амід глутамінової кислоти)

HO NH 2 NH 2

Одноосновні діамінокіслоти

1) CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH - C = O - орнітин

NH 2 NH 2 OH

2) CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH - C = O - лізин

NH 2 NH 2 OH

3) NH = C - NH - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH - C = O-аргінін, в процесі обміну перетворюється на к-ту цитрулін

NH 2 NH 2 OH

4) NH 2 - C - NH - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH - C = O - цитрулін

O NH 2 OH

Оксіамінокіслоти

1) З H2 - CH - C = O - серин

OH NH 2 OH

2) CH 3 - CH - CH - C = O - треонін

OH NH 2 OH

3) HO-C 6 H 4 - CH 2 - CH - C = O - оксіфенілаланін або тирозин

NH 2 OH





Серосодержащіе амінокислоти

1) CH 2 - CH - C = O - цистеїн

SH NH 2 OH

2) CH 2 - CH - C = O - цистин

S NH 2 OH

S

CH 2 - CH - C = O

NH 2 OH

3) CH 3 - S - CH 2 - CH 2-CH - C = O метіонін

NH 2 OH

Гетероциклічні амінокислоти

1) H2C CH 2 2) OH - HC CH 2

OH

H 2 C CH - C = OH 2 C CH - C = O

NH OH NH

пролін оксипролін

3) NC - CH 2 - CH - C = O 4) CH NH 2 OH

NH 2 OH HC CC - CH 2 - CH - C = O

HC CH HC C CH

NH CH NH

гістидин триптофан



Серед усіх амінокислот 9 є незамінними, тобто вони в тканинах синтезуватися не можуть і повинні надходити з їжею. Це кислоти:

  1. Валін;

  2. Лейцин;

  3. Ізолейцин;

  1. Фенілаланін;

  2. Лізин;

  3. Треонін;

  4. Метіонін;

  5. Гістидин;

  6. Триптофан.

Способи отримання амінокислот

1.Амінокіслоти виходять при гідролізі білка, який протікає при нагріванні білкових речовин при температурі дорівнює 100 0 С, у присутності сірчаної кислоти на протязі 24-48 годин. Цей спосіб застосовується при кількісному і якісному визначенні амінокислот в білку, як правило, методом хроматографії.

2.Действіе аміаку на галогенкіслоти:

CH 2 - C = O + NH 3 HCL + CH 2 - C = O

CL OH NH 2 OH

хлоруксусная гліцин

кислота

3. Приєднання аміаку до ненасичених кислот (таким способом отримують β-амінокислоти).

CH 2 = CH - C = O + HNH 2 CH 2 - CH 2 - C = O

OH NH 2 OH

акрилова к-та β - оксіпропіоновая к-та



Приєднання водню йде проти правила Марковникова, оскільки зв'язані подвійні зв'язки.

4.Восстановітельное амінірованіе. Протікає в рослинних і тваринних організмах. Це спосіб пов'язаний з введенням аміногрупи в кетокислоту. Протікає в два етапи:

ВІН OH ВІН

С = О + NH 3 C = O +2 H. С = O

С = О - H 2 O C = NH З H - NH 2

СН 3 CH 3 CH 3

піровіно-імінокіслота аланін

Градний к-та



Хімічні властивості амінокислот:

Вони залежать від наявності:

1) карбоксильної групи

2) аміногрупи

3) від спільного наявності двох цих груп.

А) Властивості амінокислот, що залежать від наявності карбоксилу.

Амінокислоти, як і будь-які кислоти, здатні утворювати: а) солі; б) галогенангідриди, в) складні ефіри; г) аміди; д) ангідриди; е) піддаються декарбоксилюванню.



R - CH - C = O + H 2 O - сіль

NH 2 ONa NH 2 CL

R - CH - C = O - хлорангидрид

R - CH - C = OR - CH - C = O + H 2 O

NH 2 OH NH 2 O - CH 3 - складний ефір

R - CH - C = O + H 2 O

NH 2 NH 2 - амід

R - CH 2 - амін

NH 2

Реакція декарбоксилювання амінокислот відбувається у присутності ферментів декарбоксилаз, а також при розкладанні білкових сполук, в результаті таких реакцій утворюються аміни (нижчі аміни містяться в кишкових газах і мають неприємний запах).



NH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH - C = O-CO2 NH 2 - (CH 2) 5 - NH 2

лізин NH 2 OH діамін пептаметілендіамін (кадаверин)



Б) Властивості амінокислот, що залежать від наявності аміногрупи.

1) Реакції ацилювання (ацил-радикал кислоти). З цієї реакцій один водень аміногрупи заміщується на радикал кислоти - ацил. Прикладом може служити реакція знешкодження бензойної кислоти в організмі тварин:

C 6 H 5 - C = O + HNH 2 - CH 2 - C = OC 6 H 5 - C = O OH

OH OH NH - CH 2 - C = O

бензойна к-та гліцин гиппуровая к-та

2) Реакція амінірованіе (амін-вуглеводневий радикал). З цієї реакцій один водень аміногрупи заміщується на вуглеводневий радикал - амін (такі реакції проводяться в лабораторії, коли треба протітровать амінокислоту, тобто кількісно визначити амінокислоту).



OH

CH 3 - CH - C = O + CH 3 - I HI + CH 3 - CH - C = O

NH 2 OH NH - CH 3

аланін пористий

метил



З цієї реакції аміногрупа як би затискається в лещата, блокується і стає нереакціонноспособной. Реакционноспособной стає тільки карбоксильная група.

3) Реакції дезамінування. Дезамінування-це відщеплення аміногрупи у вигляді аміаку. Такі реакції протікають в обмінних процесах, а часто і при порушенні обміну. Вони ведуть до розпаду амінокислот. Розрізняють чотири види дезамінування:

а) окисне дезамінування.

OH OH OH

C = O + O C = O + H2O C = O + NH 3

CH - NH 2 ОКИСНЕННЯ C = NH C = O

CH 3 CH 3 CH 3

аланін імінокіслота кетокислот (піровиноградна)



Окислювальне дезамінування - процес, зворотний відновного амінірованіе.

б) відновне дезамінування. Протікає під дією водню:



OH OH

C = O +2 H C = O + NH 3

CH - NH 2 CH 2

CH 3 CH 3

аланін пропіонова (гранична) к-та

в) гидролитическое дезамінування. Протікає під дією води. При цьому з амінокислоти утворюються оксикислоти:

OH OH

C = O + HOH C = O + NH 3

CH - NH 2 CH - OH

CH 3 CH 3

аланін оксикислота (молочна)

г) внутрішньо дезамінування:

R R

CH 2 CH

CH - NH 2 протікає в основному в мікроорганізмах CH + NH 3

C = O C = O

OH OH

неграничних к-та

Основний шлях дезамінування - це окислювальне дезамінування. Цей вид дезамінування переважає у тварин, рослин і більшості мікроорганізмів. Відбувається під дією ферментів дегідрогеназ. Проте, активність дегідрогенази тканин тварин для більшості амінокислот дуже низька. Активна тільки дегідрогеназа глутамінової кислоти. Тому більшість амінокислот в організмі тварин дезамінується непрямим шляхом. Непряме окисне дезамінування характеризується попередніми переамінуванням амінокислот з α-кетоглутарової кислотою:

COOH COOH

R CH 2 R CH 2

CH - NH 2 + CH 2 C = O + CH 2

COOH C = O COOH CH - NH 2

COOH COOH

аміно-α-кетоглутаровая кетокіс-глутамінова

кислота к-та лота кислота

Утворюється при цьому глутамінова кислота потім дезамінується під дією глутаматдегідрогенази до α-кетоглутарової кислоти, яка може знову брати участь у непрямому дезамінуванні інших амінокислот.

COOH COOH COOH

CH 2 CH 2 CH 2

CH 2 -2H CH 2 + H2O CH 2 + NH 3

CH - NH 2 C = NH C = O

COOH COOH COOH

глутамінова імінокіслота α-кетоглутаовая к-та

к-та

В) Властивості амінокислот, що залежать від спільного наявності карбоксильної і аміногрупи

1) Амфотерні властивості одноосновних моноаминокислотах. Реакція водних розчинів таких амінокислот на лакмус нейтральна. Це пояснюється тим, що карбоксильна група володіє кислотними властивостями, а аміногрупа - основними. Ці групи взаємодіють з освітою, так званих внутрішніх солей. Внутрішні солі - це солі, що утворюються в результаті взаємодії кислотних і основних груп, що знаходяться в межах однієї і тієї ж молекули. При утворенні внутрішніх солей амінокислот іон водню відщеплюється від карбоксильної групи і приєднується до аміногрупи, яка перетворюється як би в іон замещенного амонію. Наприклад, для аланіну:

CH 3 - CH - C = O CH 3 - CH - C = O -

NH 2 OH + NH 3 O

внутрішня сіль (має два полюси + і -).

ОН

Такі амінокислоти (з одного - С = О і однієї NH 2) мають амфотерними властивостями, вони можуть реагувати як з кислотами, так і з основами, утворюючи при цьому комплексні солі. Взаємодія амінокислоти з кислотою:



CH 3 - CH - C = O + H + CL - CH 3 - CH - C = O +

+ NH 3 O - NH 3 OH CL -

комплексна сіль, де амінокислота є катіоном

Взаємодія з лугом:

CH 3 - CH - C = O + NaOH CH 3 - CH - C = O -

+ NH 3 O - NH 2 O - Na + + H 2 O

комплексна сіль, де амінокислота є аніоном



2) Освіта ді-три і поліпептидів. Ця реакція протікає в організмі під дією ферментів пептидаз. Вона веде до утворення первинної структури білка. При утворенні дипептида дві амінокислоти зв'язуються пептидной зв'язком. При цьому одна амінокислота реагує карбоксильною групою, а інша - аминогруппой.



CH 3 - CH - C = O + HNH - CH 2 - C = O-H2O CH 3 - CH - C - NH - CH 2 - C = O

NH 2 OH OH NH 2 O OH

аланін гліцин діпептідаланінгліцін

- С = О-пептидний зв'язок

NH



Та амінокислота, від якої йде гідроксил карбоксильної групи, тобто залишається кислотний радикал - ацил, змінює закінчення «ін» на «мул».

3) Особливу поведінка амінокислот при нагріванні, у присутності водоотнимающих речовин.

а) α-амінокислоти при нагріванні утворюють циклічні аміди - дікетопіперазіни. взаємодіють дві молекули:

H 3 CH 3 C

CH - C = O CH - C = O

H 2 N OH-2H2O NH NH

HO NH 2 O = C - HC

O = C - CH CH 3

CH 3 дікетопіперазін (2, 5-диметил - 3, 6 дікетопіперазін)

Для різних кислот радикали при групі - СН можуть бути різними, а ядро дікетопіперазіна одне й те саме. На думку російських вчених Землінського, Садикова дікетопіперазіни містяться в поліпептидних ланцюгах. Вони пов'язують залишки амінокислот також, як і пептидні зв'язки.

б) β-амінокислоти при нагріванні втрачають молекулу аміаку і перетворюються на ненасичені кислоти.

CH 3 - CH - CH 2 - C = O-NH3 CH 3 - CH = CH - C = O

NH 2 OH OH

Β-аміномасляна к-та кротоновий к-та

в) γ-амінокислоти при нагріванні, виділяючи воду, утворюють внутрішньомолекулярні циклічні аміди, так звані лактами:

CH 2 - CH 2 - CH 2 - C = OH 2 C - CH 2

NH 2 OH H 2 C C = O - лактам γ-аміномасляної до-ти

γ-аміномасляна к-та NH



Лактам капронової кислоти при полімеризації утворює волокно-капрон.

Окислювально-відновні процеси, що протікають за участю амінокислот.

Ці процеси протікають в організмах рослин і тварин. Є такі сполуки, які здатні або виділяти водень, або поглинати його (приєднувати). При біологічному окисленні йде відщеплення двох атомів водню, а при біологічному відновленні - приєднання двох томів водню. Розглянемо це на прикладі цистеїну і цистину.

CH 2 - CH - C = O CH 2 - CH - C = O

HS NH 2 OH-2H S NH 2 OH

HS NH 2 OH +2 H S NH 2 OH

CH 2 - CH - C = O CH 2 - CH - C = O

цистеїн цистин

відновлена ​​форма окислена форма

Дві молекули цистину, втрачаючи два атоми водню, утворюють окислену форму - цистеїн. Цей процес зворотний, при приєднанні двох атомів водню до цистину утворюється цистеїн - відновлена ​​форма. Аналогічно протікає процес окислювально-відновний на прикладі трипептид - глутатіону, який складається з трьох амінокислот: глутамінової, гліцину та цистеїну.

цистеїн

O = C - NH - CH - CH 2 - SH O = C - NH - CH - CH 2 - S - S-CH 2 - CH - NH - C = O

CH 2 C = O -2 н CH 2 C = OC = O CH 2

CH 2 NH +2 Н CH 2 NH NH CH 2

CH - NH 2 CH 2 гліцин CH - NH 2 CH 2 CH 2 CH - NH 2

C = OC = OC = OC = OC = OC = O

OH OH OH OH OH OH

(2 молекули)

трипептид відновлена ​​форма гексапептид - окислена форма

При окисленні відщеплюється 2 атома водню і з'єднуються дві молекули глутатіону та трипептид перетворюється на гексапептид, тобто окислюється.

Зв'язування мінерального азоту амінокислотами.

У рослин при надлишку азоту в грунті амінокислоти (аспарагінова і глутамінова) здатні пов'язувати його у вигляді аміаку з утворенням амідів - глутаміну і аспарагіну.



OH NH 2

C = OC = O

CH 2 CH 2

CH 2 + NH 3 CH 2

CH - NH 2 CH - NH 2

C = O C = O

OH OH

глутамінова к-та глутамін

Аналогічно йде освіта аспарагіну. В організмах тварин також утворюються аміди аспарагінової і глутамінової кислот, які є резервом (депо) азоту.

Аміак, що утворюється при дезаміірованіі амінокислот, може зв'язуватися аспарагінової і глутамінової кислотами. При цьому утворюються аміди аспарагін і глутамін.



Список використаної літератури:

1) Овчинников Ю.А. Біоорганічна хімія / Ю.А. Овчинников. - М.: Просвещение, 1987.

2) Яковишин Л.А. Обрані голови біоорганічної хімії / Л.А. Яковишин. - Севастополь: Стрижак-прес, 2006.

3) Пилипович Ю.В. Основи біохімії. - М., 2007

4) Нейланд О.Я. Органічна хімія .- М., 1990

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
81.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Амінокислоти
Амінокислоти їх класифікація
Вітаміни і амінокислоти
Незамінні та інші амінокислоти
Незамінні амінокислоти Класифікація вітамінів
Вільні амінокислоти нервової системи
36 Амінокислоти одержання властивості роль у біології
Аміак і амінокислоти їх роль в нашому житті
Амінокислоти одержання властивості роль у біології
© Усі права захищені
написати до нас