Amino rūgštys, kurių formulės aptariamos vidurinės mokyklos chemijos kurse, yra svarbios žmogaus organizmui medžiagos. B altymai, susidedantys iš aminorūgščių liekanų, yra būtini, kad žmogus galėtų visavertiškai funkcionuoti.
Apibrėžimas
Aminorūgštys, kurių formulės bus aptartos toliau, yra organiniai junginiai, kurių molekulėse yra amino ir karboksilo grupių. Karboksilas susideda iš karbonilo ir hidroksilo grupės.
Aminorūgštis galite laikyti karboksirūgščių dariniais, kur vandenilio atomas yra pakeistas aminogrupe.
Cheminių savybių ypatybės
Amino rūgštys, kurių bendroji formulė gali būti pavaizduota kaip CnH2nNH2COOH, yra amfoteriniai cheminiai junginiai.
Dviejų funkcinių grupių buvimas jų molekulėse paaiškina, kad šios organinės medžiagos gali turėti bazinių ir rūgščių savybių.
Jų vandeniniai tirpalai turi buferinių tirpalų savybių. Cviterionas yra aminorūgšties molekulė, kurioje amino grupė yra NH3+, o karboksilas yra -COO-. Šio tipo molekulė turi reikšmingą dipolio momentąbendras mokestis lygus nuliui. Daugelio aminorūgščių kristalai yra pastatyti ant tokių molekulių.
Tarp svarbiausių šios klasės medžiagų cheminių savybių galima išskirti polikondensacijos procesus, dėl kurių susidaro poliamidai, įskaitant b altymus, peptidus, nailoną.
Amino rūgštys, kurių bendroji formulė yra CnH2nNH2COOH, reaguoja su rūgštimis, bazėmis, metalų oksidais, silpnų rūgščių druskomis. Ypač įdomi yra aminorūgščių sąveika su alkoholiais, susijusi su esterifikavimu.
Izomerizmo ypatybės
Siekdami užrašyti aminorūgščių struktūrines formules, atkreipiame dėmesį, kad daugelis aminorūgščių, dalyvaujančių biocheminiuose virsmuose, turi amino grupę a padėtyje nuo karboksilo grupės. Toks anglies atomas yra chiralinis centras, o aminorūgštys laikomos optiniais izomerais.
Struktūrinė aminorūgščių formulė leidžia suprasti pagrindinių funkcinių grupių, sudarančių tam tikrą medžiagą, vietą, palyginti su aktyviu anglies atomu.
Natūralios aminorūgštys, kurios yra b altymų molekulių dalis, yra L serijos atstovės.
Aminorūgščių optiniams izomerams būdinga spontaniška lėta nefermentinė racemizacija.
A junginių savybės
Bet kuri šio tipo medžiagų formulė prisiima amino grupės vietą prie antrojo anglies atomo. Taip pat yra 20 aminorūgščių, kurių formulės nagrinėjamos net mokykliniame biologijos kursepriklauso šiai rūšiai. Pavyzdžiui, tai yra alaninas, asparaginas, serinas, leucinas, tirozinas, fenilalaninas, valinas. Būtent šie junginiai sudaro žmogaus genetinį kodą. Be standartinių jungčių? nestandartinių aminorūgščių, kurios yra jų dariniai, taip pat buvo rasta b altymų molekulėse.
Klasifikavimas pagal sintezę
Kaip galima atskirti nepakeičiamas aminorūgštis? Šios klasės formulės pagal fiziologinį pagrindą skirstomos į pusiau pakeičiamas, galinčias sintetinti žmogaus organizme. Taip pat išskiriami įprasti junginiai, susintetinti bet kuriame gyvame organizme.
Radikaliųjų ir funkcinių grupių skyrius
Aminorūgščių formulė skiriasi radikalo (šoninės grupės) struktūra. Yra padalijimas į nepolines molekules, turinčias hidrofobinį nepolinį radikalą, taip pat į įkrautas polines grupes. Aromatinės aminorūgštys biochemijoje laikomos atskira grupe: histidinas, triptofanas, tirozinas. Priklausomai nuo funkcinių grupių, išskiriamos kelios grupės. Alifatiniai junginiai žymimi:
- monoaminomonokarboksirūgštys, kurios gali būti laikomos glicinu, valinu, alaninu, leucinu;
- oksimonokaminokarboksirūgštys: treoninas, serinas;
- monoaminokarboksirūgštis: glutamas, asparto rūgštis;
- sieros turintys junginiai: metioninas, cisteinas;
- diaminomonokarboksirūgštys: lizinas, histidinas, argininas;
- heterociklinis: prolinas, histidinas,triptofanas/
Bet kurią aminorūgščių formulę galima parašyti bendrais terminais, skirsis tik radikalų grupės.
Kokybinis apibrėžimas
Norint aptikti nedidelį aminorūgščių kiekį, atliekama ninhidrino reakcija. Kaitinant aminorūgštis su ninhidrino pertekliumi, gaunamas purpurinis produktas, jei rūgštis turi laisvą a-amino grupę, o apsaugotai grupei būdingas geltonas produktas. Šis metodas yra labai jautrus ir naudojamas kolorimetriniam aminorūgščių aptikimui. Jo pagrindu buvo sukurtas 1944 m. Martino pristatytas skaidymo chromatografijos popieriuje metodas.
Ta pati cheminė reakcija naudojama automatiniame aminorūgščių analizatoriuje. Moore, Shpakman, Stein sukurtas prietaisas pagrįstas aminorūgščių mišinio atskyrimu kolonėlėse, užpildytose jonų mainų dervomis. Iš kolonėlės eliuento srovė patenka į maišytuvą, čia taip pat patenka ninhidrinas.
Kiekybinis aminorūgščių kiekis nustatomas pagal gaunamos spalvos intensyvumą. Rodmenys registruojami fotoelektriniu kolorimetru, registruojami įrašymo prietaisu.
Panaši technologija šiuo metu naudojama klinikinėje praktikoje atliekant kraujo, smegenų skysčio ir šlapimo tyrimus. Tai leidžia susidaryti išsamų vaizdą apie kokybinę aminorūgščių, esančių biologiniuose skysčiuose, sudėtį, nustatyti juose nestandartines azoto turinčias medžiagas.
Nomenklatūros ypatybės
Kaip teisingai pavadintiamino rūgštys? Šių junginių formulės ir pavadinimai pateikiami pagal tarptautinę IUPAC nomenklatūrą. Amino grupės padėtis pridedama prie atitinkamos karboksirūgšties, pradedant nuo angliavandenilio prie karboksilo grupės.
Pavyzdžiui, 2-aminoetano rūgštis. Be tarptautinės nomenklatūros, biochemijoje vartojami trivialūs pavadinimai. Taigi, aminoacto rūgštis yra šiuolaikinėje medicinoje naudojamas glicinas.
Jei molekulėje yra dvi karboksilo grupės, prie pavadinimo pridedama priesaga -dioninė. Pavyzdžiui, 2-aminobutandio rūgštis.
Visiems šios klasės atstovams būdinga struktūrinė izomerija, atsirandanti dėl anglies grandinės struktūros pokyčių, taip pat dėl karboksilo ir amino grupių išsidėstymo. Be glicino (paprasčiausio šios deguonies turinčių organinių medžiagų klasės atstovo)? likę junginiai turi veidrodinius antipodus (optinius izomerus).
Programa
Amino rūgštys yra paplitusios gamtoje, jos yra gyvulinių ir augalinių b altymų susidarymo pagrindas. Šie junginiai medicinoje naudojami esant dideliam organizmo išsekimui, pavyzdžiui, po sudėtingų chirurginių operacijų. Glutamo rūgštis padeda kovoti su nervų ligomis, o histidinu gydoma skrandžio opa. Sintetinio pluošto (kaprono, enanto) sintezėje aminokaprono ir aminoenanto rūgštys veikia kaip žaliavos.
Išvada
Amino rūgštys yra organiniai junginiai, kurie savoturi dvi funkcines grupes. Būtent struktūriniai ypatumai paaiškina jų cheminių savybių dvilypumą, taip pat ir naudojimo specifiką. Remiantis tyrimų eksperimentų rezultatais, buvo galima nustatyti, kad mūsų planetoje gyvenančių gyvų organizmų biomasė sudaro 1,8 1012-2,4 1012 tonų sausųjų medžiagų. Aminorūgštys yra pradiniai b altymų molekulių biosintezės monomerai, be kurių žmonių ir gyvūnų egzistavimas neįmanomas.
Priklausomai nuo fiziologinių savybių, visos aminorūgštys skirstomos į esmines medžiagas, kurių sintezė žmogaus ir žinduolių organizme nevyksta. Siekiant išvengti medžiagų apykaitos procesų sutrikimų, svarbu valgyti maistą, kuriame yra šių aminorūgščių.
Būtent šie junginiai yra savotiškos „plytos“, kurios naudojamos biopolimeriniams b altymams gaminti. Priklausomai nuo to, kokios aminorūgščių liekanos, kokia seka išsirikiuos b altymo struktūroje, gautas b altymas turi tam tikras fizines ir chemines savybes bei pritaikymą. Dėl kokybiškų reakcijų į funkcines grupes biochemikai nustato b altymų molekulių sudėtį, ieško naujų būdų, kaip sintetinti atskirus žmogaus organizmui būtinus biopolimerus.
