Aminosyror, vars formler diskuteras i gymnasiets kemikurs, är viktiga ämnen för människokroppen. Proteiner, som består av aminosyrarester, är nödvändiga för att en person ska fungera fullt ut.
Definition
Aminosyror, vars formler kommer att diskuteras nedan, är organiska föreningar vars molekyler innehåller amino- och karboxylgrupper. Karboxyl består av en karbonyl- och en hydroxylgrupp.
Du kan betrakta aminosyror som derivat av karboxylsyror, där väteatomen är ersatt av en aminogrupp.
Kemiska egenskaper
Aminosyror, vars allmänna formel kan representeras som CnH2nNH2COOH, är amfotära kemiska föreningar.
Närvaron av två funktionella grupper i deras molekyler förklarar möjligheten att dessa organiska ämnen uppvisar basiska och sura egenskaper.
Deras vattenlösningar har egenskaperna hos buffertlösningar. En zwitterjon är en aminosyramolekyl där aminogruppen är NH3+ och karboxylen är -COO-. En molekyl av denna typ har ett betydande dipolmoment, medanden totala laddningen är noll. Kristaller av många aminosyror är byggda på sådana molekyler.
Bland de viktigaste kemiska egenskaperna hos denna klass av ämnen kan polykondensationsprocesser urskiljas, som ett resultat av vilka polyamider bildas, inklusive proteiner, peptider, nylon.
Aminosyror, vars allmänna formel är CnH2nNH2COOH, reagerar med syror, baser, metalloxider, s alter av svaga syror. Av särskilt intresse är interaktionerna mellan aminosyror och alkoholer relaterade till förestring.
Funktioner av isomerism
För att skriva ner strukturformlerna för aminosyror, noterar vi att många aminosyror som är involverade i biokemiska transformationer innehåller en aminogrupp i a-positionen från karboxylgruppen. En sådan kolatom är ett kir alt centrum och aminosyror anses vara optiska isomerer.
Strukturformeln för aminosyror ger en uppfattning om placeringen av de huvudsakliga funktionella grupperna som utgör en given substans, i förhållande till den aktiva kolatomen.
Naturliga aminosyror som ingår i proteinmolekyler är representanter för L-serien.
Optiska isomerer av aminosyror kännetecknas av spontan långsam icke-enzymatisk racemisering.
Funktioner hos a-föreningar
Vilken formel som helst för ämnen av denna typ antar placeringen av aminogruppen vid den andra kolatomen. 20 aminosyror, vars formler övervägs även i en skolbiologikurs, är ocksåtillhör denna art. Till exempel inkluderar dessa alanin, asparagin, serin, leucin, tyrosin, fenylalanin, valin. Det är dessa föreningar som utgör den mänskliga genetiska koden. Förutom standardanslutningar? icke-standardiserade aminosyror, som är deras derivat, hittades också i proteinmolekyler.
Klassificering genom syntes
Hur kan de essentiella aminosyrorna separeras? Formler av denna klass är uppdelade enligt den fysiologiska basen i semi-utbytbara, som kan syntetiseras i människokroppen. Vanliga föreningar som syntetiseras i alla levande organismer isoleras också.
Division för radikala och funktionella grupper
Aminosyraformeln skiljer sig i strukturen av radikalen (sidogruppen). Det finns en uppdelning i opolära molekyler som innehåller en hydrofob opolär radikal, såväl som i laddade polära grupper. Aromatiska aminosyror betraktas som en separat grupp inom biokemi: histidin, tryptofan, tyrosin. Beroende på funktionsgrupperna särskiljs flera grupper. Alifatiska föreningar representeras av:
- monoaminomonokarboxylföreningar, som kan betraktas som glycin, valin, alanin, leucin;
- oximonokaminokarboxylsubstanser: treonin, serin;
- monoaminokarboxylsyra: glutaminsyra, asparaginsyra;
- svavelinnehållande föreningar: metionin, cystein;
- diaminomonokarboxylämnen: lysin, histidin, arginin;
- heterocyklisk: prolin, histidin,tryptofan/
Val som helst aminosyraformel kan skrivas i allmänna termer, bara radikala grupper kommer att skilja sig åt.
Kvalitativ definition
För att detektera små mängder aminosyror utförs en ninhydrinreaktion. I processen att värma aminosyror med ett överskott av ninhydrin erhålls en lila produkt om syran har en fri a-aminogrupp, och en gul produkt är typisk för en skyddad grupp. Denna metod har hög känslighet och används för kolorimetrisk detektion av aminosyror. På grundval av detta skapades metoden för partitionskromatografi på papper, som introducerades av Martin 1944.
Samma kemiska reaktion används i en automatisk aminosyraanalysator. Anordningen, skapad av Moore, Shpakman, Stein, är baserad på separationen av en aminosyrablandning i kolonner fyllda med jonbytarhartser. Från kolonnen kommer elueringsströmmen in i blandaren, ninhydrin går också hit.
Det kvantitativa innehållet av aminosyror bedöms av intensiteten hos den resulterande färgen. Avläsningarna registreras med en fotoelektrisk kolorimeter, registrerad av en brännare.
Liknande teknik används för närvarande i klinisk praxis för blod-, cerebrospinalvätska- och urintester. Det låter dig ge en fullständig bild av den kvalitativa sammansättningen av aminosyror som finns i biologiska vätskor, för att identifiera icke-standardiserade kväveinnehållande ämnen i dem.
Funktioner i nomenklaturen
Hur man namnger rättaminosyror? Formlerna och namnen på dessa föreningar anges enligt den internationella IUPAC-nomenklaturen. Aminogruppens position läggs till motsvarande karboxylsyra, utgående från kolvätet vid karboxylgruppen.
T.ex. 2-aminoetansyra. Utöver den internationella nomenklaturen finns det triviala namn som används inom biokemin. Således är aminoättiksyra ett glycin som används i modern medicin.
Om det finns två karboxylgrupper i molekylen läggs suffixet -dion till namnet. Till exempel, 2-aminobutandisyra.
För alla representanter för denna klass är strukturell isomerism karakteristisk, på grund av förändringar i strukturen av kolkedjan, såväl som placeringen av karboxyl- och aminogrupperna. Förutom glycin (den enklaste representanten för denna klass av syreh altiga organiska ämnen)? de återstående föreningarna har spegelantipoder (optiska isomerer).
Application
Aminosyror är vanliga i naturen, de är grunden för att bygga animaliska och vegetabiliska proteiner. Dessa föreningar används inom medicin vid allvarlig utmattning av kroppen, till exempel efter komplexa kirurgiska operationer. Glutaminsyra hjälper till att bekämpa nervsjukdomar, och histidin används för att behandla magsår. Vid syntesen av syntetiska fibrer (kapron, enanth) fungerar aminokapron- och aminoenantsyror som råmaterial.
Slutsats
Aminosyror är organiska föreningar som i sinahar två funktionella grupper. Det är de strukturella egenskaperna som förklarar dualiteten av deras kemiska egenskaper, såväl som särdragen för deras användning. Baserat på resultaten av forskningsexperiment var det möjligt att fastställa att biomassan av levande organismer som lever på vår planet uppgår till 1,8 1012-2,4 1012 ton torrsubstans. Aminosyror är de första monomererna i biosyntesen av proteinmolekyler, utan vilka existensen av människor och djur är omöjlig.
Beroende på fysiologiska egenskaper sker en uppdelning av alla aminosyror i essentiella ämnen, vars syntes inte utförs i människokroppen och däggdjur. För att undvika störningar i metabola processer är det viktigt att äta mat som innehåller dessa aminosyror.
Det är dessa föreningar som är ett slags "tegelstenar" som används för att bygga biopolymerproteiner. Beroende på vilka aminosyrarester, i vilken sekvens de kommer att radas upp i proteinstrukturen, har det resulterande proteinet vissa fysikaliska och kemiska egenskaper och tillämpningar. Tack vare kvalitativa reaktioner på funktionella grupper bestämmer biokemister sammansättningen av proteinmolekyler och letar efter nya sätt att syntetisera individuella biopolymerer som är nödvändiga för människokroppen.
