Формулалары орта мектептегі химия курсында қарастырылатын аминқышқылдары адам ағзасы үшін маңызды заттар болып табылады. Адамның толық жұмыс істеуі үшін аминқышқылдарының қалдықтарынан тұратын белоктар қажет.
Анықтама
Формулалары төменде талқыланатын аминқышқылдары – молекулаларында амин және карбоксил топтары бар органикалық қосылыстар. Карбоксил карбонил мен гидроксил тобынан тұрады.
Амин қышқылдарын карбон қышқылдарының туындылары ретінде қарастыруға болады, мұнда сутегі атомы амин тобымен ауыстырылады.
Химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері
Жалпы формуласын CnH2nNH2COOH түрінде көрсетуге болатын аминқышқылдары амфотерлі химиялық қосылыстар болып табылады.
Молекулаларында екі функционалды топтың болуы бұл органикалық заттардың негіздік және қышқылдық қасиеттерін көрсету мүмкіндігін түсіндіреді.
Олардың судағы ерітінділері буферлік ерітінділердің қасиеттеріне ие. Цвиттерион - амин қышқылдарының молекуласы, онда амин тобы NH3+ және карбоксил -COO-. Бұл түрдегі молекуланың айтарлықтай дипольдік моменті бар, алжалпы заряд нөлге тең. Көптеген амин қышқылдарының кристалдары осындай молекулаларға салынған.
Заттардың осы класының ең маңызды химиялық қасиеттерінің ішінде поликонденсация процестерін бөліп көрсетуге болады, нәтижесінде полиамидтер, соның ішінде белоктар, пептидтер, нейлон түзіледі.
Жалпы формуласы CnH2nNH2COOH болатын аминқышқылдары қышқылдармен, негіздермен, металл оксидтерімен, әлсіз қышқылдардың тұздарымен әрекеттеседі. Аминқышқылдарының этерификацияға байланысты спирттермен әрекеттесуі ерекше қызығушылық тудырады.
Изомерия ерекшеліктері
Амин қышқылдарының құрылымдық формулаларын жазу үшін биохимиялық өзгерістерге қатысатын көптеген амин қышқылдарының құрамында карбоксил тобынан a-позициясында амин тобы бар екенін ескереміз. Мұндай көміртегі атомы хиральды орталық болып табылады, ал аминқышқылдары оптикалық изомерлер болып саналады.
Аминқышқылдарының құрылымдық формуласы белсенді көміртек атомына қатысты берілген затты құрайтын негізгі функционалдық топтардың орналасуы туралы түсінік береді.
Белок молекулаларының бөлігі болып табылатын табиғи аминқышқылдары L сериясының өкілдері болып табылады.
Аминқышқылдарының оптикалық изомерлері өздігінен баяу ферментативті емес рацемизациямен сипатталады.
a-қосылыстарының ерекшеліктері
Осы түрдегі заттардың кез келген формуласы екінші көміртегі атомындағы амин тобының орналасуын болжайды. Формулалары мектеп биология курсында қарастырылатын 20 аминқышқылдары да баросы түрге жатады. Мысалы, оларға аланин, аспарагин, серин, лейцин, тирозин, фенилаланин, валин жатады. Дәл осы қосылыстар адамның генетикалық кодын құрайды. Стандартты қосылымдардан басқа? Олардың туындылары болып табылатын стандартты емес аминқышқылдары да белок молекулаларында табылған.
Синтезі бойынша жіктеу
Маңызды аминқышқылдарын қалай бөлуге болады? Бұл кластың формулалары физиологиялық негізіне қарай адам ағзасында синтезделуге қабілетті жартылай ауыстырылатын болып бөлінеді. Кез келген тірі организмде синтезделген қарапайым қосылыстар да оқшауланған.
Радикалды және функционалды топтарға арналған бөлім
Амин қышқылының формуласы радикалдың (жүйірлік топ) құрылымы бойынша ерекшеленеді. Құрамында гидрофобты полярлы емес радикалы бар полярлы емес молекулаларға, сондай-ақ зарядталған полярлы топтарға бөліну бар. Хош иісті аминқышқылдары биохимияда жеке топ ретінде қарастырылады: гистидин, триптофан, тирозин. Функционалдық топтарға байланысты бірнеше топтар бөлінеді. Алифаттық қосылыстар мынамен берілген:
- глицин, валин, аланин, лейцин деп санауға болатын моноаминомонокарбонды қосылыстар;
- оксимонокаминокарбонды заттар: треонин, серин;
- моноаминокарбонды: глутамин, аспарагин қышқылы;
- құрамында күкірт бар қосылыстар: метионин, цистеин;
- диаминомонокарбонды заттар: лизин, гистидин, аргинин;
- гетероциклді: пролин, гистидин,триптофан/
Кез келген аминқышқыл формуласын жалпы түрде жазуға болады, тек радикалды топтар әр түрлі болады.
Сапалық анықтама
Амин қышқылдарының аз мөлшерін анықтау үшін нинидрин реакциясы жүргізіледі. Аминқышқылдарды нингидриннің артық мөлшерімен қыздыру процесінде қышқылда бос а-амин тобы болса, ал сары түсті өнім қорғалған топқа тән болса күлгін өнім алынады. Бұл әдіс жоғары сезімталдыққа ие және аминқышқылдарын колориметриялық анықтау үшін қолданылады. Оның негізінде 1944 жылы Мартин енгізген қағазға бөлу хроматографиясы әдісі құрылды.
Дәл осындай химиялық реакция аминқышқылдарының автоматты анализаторында қолданылады. Мур, Шпакман, Штайн жасаған құрылғы ионалмастырғыш шайырлармен толтырылған колонналарда амин қышқылы қоспасын бөлуге негізделген. Колоннадан элюент тогы араластырғышқа түседі, нингидрин де осында түседі.
Амин қышқылдарының сандық мазмұны алынған түстің қарқындылығымен бағаланады. Көрсеткіштер фотоэлектрлік колориметр арқылы жазылады, магнитофон арқылы жазылады.
Ұқсас технология қазіргі уақытта клиникалық тәжірибеде қан, ми-жұлын сұйықтығы және зәр анализі үшін қолданылады. Ол биологиялық сұйықтықтардың құрамындағы аминқышқылдарының сапалық құрамының толық бейнесін беруге, олардағы стандартты емес азот бар заттарды анықтауға мүмкіндік береді.
Номенклатураның ерекшеліктері
Қалай дұрыс атау керекаминқышқылдары? Бұл қосылыстардың формулалары мен атаулары халықаралық IUPAC номенклатурасына сәйкес берілген. Амин тобының орны карбоксил тобындағы көмірсутектен бастап, сәйкес карбон қышқылына қосылады.
Мысалы, 2-аминоэтан қышқылы. Халықаралық номенклатурадан басқа биохимияда қолданылатын тривиальды атаулар бар. Сонымен, аминсірке қышқылы қазіргі медицинада қолданылатын глицин болып табылады.
Молекулада екі карбоксил тобы болса, атауға -дионик жұрнағы қосылады. Мысалы, 2-аминобутандиой қышқылы.
Бұл кластың барлық өкілдері үшін көміртек тізбегінің құрылымының өзгеруіне, сонымен қатар карбоксил және амин топтарының орналасуына байланысты құрылымдық изомерия тән. Глициннен басқа (құрамында оттегі бар органикалық заттардың осы класының ең қарапайым өкілі)? қалған қосылыстардың айна антиподтары (оптикалық изомерлер) бар.
Қолданба
Амин қышқылдары табиғатта кең таралған, олар жануарлар мен өсімдік ақуыздарын құруға негіз болады. Бұл қосылыстар медицинада дененің қатты сарқылуында, мысалы, күрделі хирургиялық операциялардан кейін қолданылады. Глутамин қышқылы жүйке ауруларымен күресуге көмектеседі, ал гистидин асқазан жарасын емдеу үшін қолданылады. Синтетикалық талшықтарды (капрон, энант) синтездеуде аминокапрон және аминонантикалық қышқылдар шикізат ретінде әрекет етеді.
Қорытынды
Аминқышқылдары – құрамындағы органикалық қосылыстарекі функционалдық тобы бар. Бұл олардың химиялық қасиеттерінің екі жақтылығын, сондай-ақ қолдану ерекшеліктерін түсіндіретін құрылымдық ерекшеліктері. Зерттеу эксперименттерінің нәтижелеріне сүйене отырып, біздің планетамызда өмір сүретін тірі ағзалардың биомассасы 1,8 1012-2,4 1012 тонна құрғақ затты құрайтынын анықтау мүмкін болды. Аминқышқылдары белок молекулаларының биосинтезіндегі бастапқы мономерлер болып табылады, оларсыз адам мен жануарлардың тіршілігі мүмкін емес.
Физиологиялық ерекшеліктеріне байланысты барлық аминқышқылдарының синтезі адам ағзасында және сүтқоректілерде жүзеге асырылмайтын алмастырылмайтын заттарға бөлінуі жүреді. Метаболизм процестерінің бұзылуын болдырмау үшін құрамында осы аминқышқылдары бар тағамдарды жеу маңызды.
Дәл осы қосылыстар биополимер белоктарын құру үшін қолданылатын «кірпіштің» бір түрі. Қандай аминқышқылдарының қалдықтары, олар белок құрылымында қандай ретпен орналасатынына байланысты, алынған ақуыз белгілі бір физикалық-химиялық қасиеттерге ие және қолданылуы. Функционалдық топтарға сапалы реакциялардың арқасында биохимиктер белок молекулаларының құрамын анықтайды, адам ағзасына қажетті жеке биополимерлерді синтездеудің жаңа жолдарын іздейді.
