Aminosyrer, hvis formler diskuteres på videregående skoles kjemikurs, er viktige stoffer for menneskekroppen. Proteiner, som består av aminosyrerester, er nødvendige for at en person skal fungere fullt ut.
Definition
Aminosyrer, hvis formler vil bli diskutert nedenfor, er organiske forbindelser hvis molekyler inneholder amino- og karboksylgrupper. Karboksyl består av en karbonyl- og en hydroksylgruppe.
Du kan betrakte aminosyrer som derivater av karboksylsyrer, der hydrogenatomet er erstattet med en aminogruppe.
Kjemiske egenskaper
Aminosyrer, hvis generelle formel kan representeres som CnH2nNH2COOH, er amfotere kjemiske forbindelser.
Tilstedeværelsen av to funksjonelle grupper i molekylene deres forklarer muligheten for at disse organiske stoffene viser basiske og sure egenskaper.
Deres vandige løsninger har egenskapene til bufferløsninger. Et zwitterion er et aminosyremolekyl der aminogruppen er NH3+ og karboksylen er -COO-. Et molekyl av denne typen har et betydelig dipolmoment, mensden totale ladningen er null. Krystaller av mange aminosyrer er bygget på slike molekyler.
Blant de viktigste kjemiske egenskapene til denne klassen av stoffer kan polykondensasjonsprosesser skilles ut, som et resultat av at det dannes polyamider, inkludert proteiner, peptider, nylon.
Aminosyrer, hvis generelle formel er CnH2nNH2COOH, reagerer med syrer, baser, metalloksider, s alter av svake syrer. Av spesiell interesse er interaksjonene mellom aminosyrer og alkoholer relatert til forestring.
Features of isomerism
For å skrive ned strukturformlene til aminosyrer, legger vi merke til at mange aminosyrer involvert i biokjemiske transformasjoner inneholder en aminogruppe i a-posisjonen fra karboksylgruppen. Et slikt karbonatom er et kir alt senter, og aminosyrer regnes som optiske isomerer.
Strukturformelen til aminosyrer gir en ide om plasseringen av de viktigste funksjonelle gruppene som utgjør et gitt stoff, i forhold til det aktive karbonatomet.
Naturlige aminosyrer som er en del av proteinmolekyler er representanter for L-serien.
Optiske isomerer av aminosyrer er preget av spontan langsom ikke-enzymatisk racemisering.
Funksjoner av a-forbindelser
Enhver formel for stoffer av denne typen antar plasseringen av aminogruppen ved det andre karbonatomet. 20 aminosyrer, hvis formler vurderes selv i et skolebiologikurs, er det ogsåtilhører denne arten. For eksempel inkluderer disse alanin, asparagin, serin, leucin, tyrosin, fenylalanin, valin. Det er disse forbindelsene som utgjør den menneskelige genetiske koden. I tillegg til standard tilkoblinger? ikke-standard aminosyrer, som er deres derivater, ble også funnet i proteinmolekyler.
Klassifisering etter syntese
Hvordan kan de essensielle aminosyrene skilles? Formler av denne klassen er delt inn i henhold til det fysiologiske grunnlaget i semi-utskiftbare, i stand til å syntetiseres i menneskekroppen. Vanlige forbindelser syntetisert i enhver levende organisme blir også isolert.
Divisjon for radikale og funksjonelle grupper
Aminosyreformelen er forskjellig i strukturen til radikalet (sidegruppen). Det er en inndeling i ikke-polare molekyler som inneholder et hydrofobt ikke-polart radikal, samt i ladede polare grupper. Aromatiske aminosyrer betraktes som en egen gruppe i biokjemi: histidin, tryptofan, tyrosin. Avhengig av funksjonsgruppene skilles flere grupper ut. Alifatiske forbindelser er representert ved:
- monoaminomonokarboksylforbindelser, som kan betraktes som glycin, valin, alanin, leucin;
- oksymonokaminokarboksyliske stoffer: treonin, serin;
- monoaminokarboksylsyre: glutaminsyre, asparaginsyre;
- svovelholdige forbindelser: metionin, cystein;
- diaminomonokarboksyliske stoffer: lysin, histidin, arginin;
- heterosyklisk: prolin, histidin,tryptofan/
Enhver aminosyreformel kan skrives i generelle termer, bare radikale grupper vil avvike.
Kvalitativ definisjon
For å påvise små mengder aminosyrer utføres en ninhydrinreaksjon. I prosessen med å varme opp aminosyrer med et overskudd av ninhydrin, oppnås et lilla produkt hvis syren har en fri a-aminogruppe, og et gult produkt er typisk for en beskyttet gruppe. Denne metoden har høy sensitivitet og brukes til kolorimetrisk påvisning av aminosyrer. På grunnlag av dette ble metoden for partisjonskromatografi på papir, introdusert av Martin i 1944, opprettet.
Den samme kjemiske reaksjonen brukes i en automatisk aminosyreanalysator. Enheten, laget av Moore, Shpakman, Stein, er basert på separasjon av en aminosyreblanding i kolonner fylt med ionebytterharpikser. Fra kolonnen kommer elueringsstrømmen inn i blanderen, ninhydrin går også hit.
Det kvantitative innholdet av aminosyrer bedømmes av intensiteten til den resulterende fargen. Avlesningene registreres av et fotoelektrisk kolorimeter, registrert av en opptaker.
Lignende teknologi brukes for tiden i klinisk praksis for blod-, cerebrospinalvæske- og urinprøver. Den lar deg gi et fullstendig bilde av den kvalitative sammensetningen av aminosyrer som finnes i biologiske væsker, for å identifisere ikke-standard nitrogenholdige stoffer i dem.
Funksjoner i nomenklaturen
Hvordan navngi riktigaminosyrer? Formlene og navnene på disse forbindelsene er gitt i henhold til den internasjonale IUPAC-nomenklaturen. Posisjonen til aminogruppen legges til den tilsvarende karboksylsyren, med utgangspunkt i hydrokarbonet ved karboksylgruppen.
For eksempel 2-aminoetansyre. I tillegg til den internasjonale nomenklaturen er det trivielle navn som brukes i biokjemi. Dermed er aminoeddiksyre et glycin som brukes i moderne medisin.
Hvis det er to karboksylgrupper i molekylet, legges suffikset -dionisk til navnet. For eksempel 2-aminobutandisyre.
For alle representanter for denne klassen er strukturell isomerisme karakteristisk, på grunn av endringer i strukturen til karbonkjeden, samt plasseringen av karboksyl- og aminogruppene. I tillegg til glycin (den enkleste representanten for denne klassen av oksygenholdige organiske stoffer)? de resterende forbindelsene har speilantipoder (optiske isomerer).
Application
Aminosyrer er vanlige i naturen, de er grunnlaget for å bygge animalske og vegetabilske proteiner. Disse forbindelsene brukes i medisin i tilfelle alvorlig utmattelse av kroppen, for eksempel etter komplekse kirurgiske operasjoner. Glutaminsyre hjelper til med å bekjempe nervøse sykdommer, og histidin brukes til å behandle magesår. I syntesen av syntetiske fibre (kapron, enanth) fungerer aminokapron- og aminoenantsyrer som råmaterialer.
Konklusjon
Aminosyrer er organiske forbindelser som i dereshar to funksjonsgrupper. Det er de strukturelle egenskapene som forklarer dualiteten til deres kjemiske egenskaper, så vel som spesifikasjonene ved bruken. Basert på resultatene av forskningseksperimenter var det mulig å fastslå at biomassen til levende organismer som lever på planeten vår utgjør 1,8 1012-2,4 1012 tonn tørrstoff. Aminosyrer er de første monomerene i biosyntesen av proteinmolekyler, uten hvilke eksistensen av mennesker og dyr er umulig.
Avhengig av fysiologiske egenskaper er det en oppdeling av alle aminosyrer i essensielle stoffer, hvis syntese ikke utføres i menneskekroppen og pattedyrene. For å unngå forstyrrelser i metabolske prosesser er det viktig å spise mat som inneholder disse aminosyrene.
Det er disse forbindelsene som er en slags "murstein" som brukes til å bygge biopolymerproteiner. Avhengig av hvilke aminosyrerester, i hvilken rekkefølge de vil stille seg opp i proteinstrukturen, har det resulterende proteinet visse fysiske og kjemiske egenskaper og anvendelser. Takket være kvalitative reaksjoner på funksjonelle grupper bestemmer biokjemikere sammensetningen av proteinmolekyler, og leter etter nye måter å syntetisere individuelle biopolymerer som er nødvendige for menneskekroppen.
