Struktur asid amino. Penentuan dan klasifikasi asid amino

Di antara pelbagai jenis bahan semulajadi, asid amino menduduki tempat yang istimewa. Ia dijelaskan dengan kepentingan luar biasa mereka dalam biologi dan dalam kimia organik. Fakta ialah asid amino adalah molekul protein sederhana dan kompleks, yang menjadi asas bagi semua bentuk kehidupan di Bumi tanpa pengecualian. Oleh sebab itu sains memberi perhatian serius kepada kajian mengenai isu-isu seperti struktur asid amino, sifat, pengeluaran dan aplikasi mereka. Kepentingan sebatian ini juga bagus dalam ubat, di mana ia digunakan sebagai ubat terapeutik. Bagi mereka yang serius terlibat dalam kesihatan mereka sendiri dan menjalani cara hidup yang aktif, monomer protein adalah sejenis makanan (yang dipanggil pemakanan sukan). Antara jenis mereka digunakan dalam kimia sintesis organik sebagai bahan mentah dalam penghasilan serat sintetik - enanth dan kapron. Seperti yang kita lihat, asid aminokarboksilat memainkan peranan yang sangat penting dalam alam semula jadi dan dalam kehidupan masyarakat manusia, jadi kita akan mengenali mereka dengan lebih terperinci.

Ciri struktur asid amino

Sebatian-sebatian kelas ini termasuk bahan organik amphoterik, iaitu, ia mengandungi dua kumpulan berfungsi, dan, oleh itu, mempamerkan sifat ganda. Khususnya, radikal hidrokarbon dilampirkan pada molekul, yang disambungkan kepada kumpulan amino NH ₂ dan kumpulan karboksil COOH. Dalam tindak balas kimia dengan bahan-bahan lain, asid amino berfungsi sebagai asas, kemudian sebagai asid. Isomerisme sebatian ini ditunjukkan disebabkan oleh perubahan atau konfigurasi ruang kerangka karbon, atau kedudukan kumpulan amino, dan klasifikasi asid amino ditentukan berdasarkan ciri-ciri struktur dan sifat radikal hidrokarbon. Ia boleh dalam bentuk rantai tanpa bercabang atau bercabang, dan juga mengandungi struktur kitaran.

Aktiviti optik asid aminokarboksilat

Semua monomer polipeptida, dan 20 spesiesnya, yang hadir dalam organisma tumbuhan, haiwan dan manusia, adalah asid L-amino. Kebanyakannya mengandungi atom karbon asimetrik, berputar semasa giliran rasuk terpolarisasi cahaya ke kiri. Dua monomer: isoleucine dan threonine - mempunyai dua atom karbon seperti itu, dan asid aminoacetic (glisin) - tiada. Klasifikasi asid amino oleh aktiviti optik digunakan secara meluas dalam biokimia dan biologi molekul apabila mengkaji proses terjemahan dalam biosintesis protein. Menariknya, bentuk D-bentuk asid amino tidak pernah dimasukkan dalam komposisi rantaian protein polipeptida, tetapi terdapat dalam membran bakteria dan dalam produk metabolik kulat actinomycete, iaitu, sebenarnya, mereka didapati dalam antibiotik semulajadi, misalnya, dalam gramicidin. Dalam biokimia, bahan-bahan dengan struktur D-bentuk ruang, seperti citrulline, homoserine, ornithine, yang memainkan peranan penting dalam tindak balas metabolisme selular, diketahui secara meluas.

Apa itu zwitter ion?

Mari kita ingat sekali lagi bahawa monomer protein mempunyai kumpulan amina dan asid carboxylic berfungsi dalam komposisi mereka. Zarah -NH ₂ dan COOH berinteraksi di antara mereka di dalam molekul, yang membawa kepada penampilan garam dalaman, yang dipanggil ion bipolar (zwitterion ion). Struktur dalaman seperti asid amino menerangkan keupayaan tinggi mereka untuk berinteraksi dengan pelarut kutub, contohnya, dengan air. Kehadiran dalam penyelesaian zarah yang dikenakan menyebabkan kekonduksian elektriknya.

Apakah asid α-amino

Jika kumpulan amine terletak di dalam molekul pada atom karbon pertama, mengira dari lokasi karboksil, asid amino tersebut dirujuk sebagai kelas asid α-amino. Mereka menduduki tempat utama dalam klasifikasi, kerana dari monomer-monomer ini semua molekul protein aktif secara biologi dibina, misalnya seperti enzim, hemoglobin, actin, kolagen, dan lain-lain Struktur asid amino kelas ini boleh dipertimbangkan dalam contoh glisin, Yang banyak digunakan dalam amalan neurologi, sebagai penenang dalam rawatan bentuk ringan kemurungan dan neurasthenia.

Nama antarabangsa asid amino ini adalah α-aminoaketik, ia mempunyai bentuk L optik dan proteinogenik, iaitu, ia mengambil bahagian dalam proses terjemahan dan merupakan sebahagian daripada makromolekul protein.

Peranan protein dan monomer mereka dalam metabolisme

Tidak mungkin untuk membayangkan aktiviti kehidupan normal organisme mamalia, termasuk manusia, tanpa hormon yang terdiri daripada molekul protein. Struktur kimia asid amino yang termasuk dalam komposisi mereka mengesahkan kepunyaan mereka dengan bentuk α. Sebagai contoh, triiodothyronine dan tiroksin dihasilkan oleh kelenjar tiroid. Mereka mengawal metabolisme dan disintesis dalam sel-selnya dari asid α-amino tirosin. Dalam protein sederhana dan kompleks terdapat 20 monomer asas dan derivatifnya. Dalam prothrombin, yang mengawal pembekuan darah, asid carboxyglutamic hadir, dalam myosin (protein otot), metilisin dikesan, dalam enzim peroksidase - selenosistein.

Nilai pemakanan protein dan monomer mereka

Memandangkan struktur asid amino dan klasifikasi mereka, mari kita pertimbangkan penggredan berdasarkan keupayaan atau kemustahilan monomer protein untuk disintesis dalam sel. Alanine, proline, tyrosine dan sebatian lain terbentuk dalam tindak balas metabolisme plastik, dan tryptophan dan tujuh asid amino lain mesti memasuki organisma kita hanya dengan produk makanan.

Salah satu indikator diet yang betul dan seimbang adalah tahap penggunaan makanan protein manusia. Sekurang-kurangnya seperempat daripada jumlah makanan yang telah ditelan dalam sehari. Adalah penting bahawa protein mengandungi dalam komposisi valine, isoleucine dan asid amino penting lainnya. Dalam kes ini, protein akan dipanggil penuh. Mereka memasuki tubuh manusia dari makanan tumbuhan atau produk yang mengandungi cendawan.

Monomer protein yang tidak dapat digantikan sama sekali tidak boleh disintesis dalam sel-sel mamalia. Jika kita menganggap struktur molekul asid amino, yang tidak boleh ditukar, kita dapat melihat bahawa mereka tergolong dalam kelas yang berbeza. Oleh itu, valine dan leucine tergolong dalam siri alifatik, tryptophan kepada asid amino aromatik, dan threine kepada asid hydroxyamino.