Алифаттық аминқышқылдары – карбон қышқылдарының туындылары – табиғатта кең таралған. Олар көптеген өмірлік процестерде маңызды рөл атқарады. Олардың негізінде дәрілердің кейбір түрлері жасалады.
Алифатты амин қышқылы - бұл не?
Амин қышқылдары адам және басқа жануарлар ағзасында маңызды функцияларды орындайды, өйткені олар нейротрансмиттерлер және ақуыздарды құруға арналған «құрылыс материалы» болып табылады. Олар дұрыс метаболизм үшін де қажет.
Алифатты амин қышқылдары – амин және карбоксил топтары алифаттық көміртегі атомымен байланысқан әр түрлі аминокарбон амин қышқылдары. "Алифатты" термині берілген элемент атомдарының сызықтық немесе тармақталған тізбегін білдіреді.
Тірі организмдерден бөлініп алынған аминқышқылдарының негізгі бөлігі алифатты. Химияда олар негізінен осы заттардың күнделікті атауларын олар алынған бастапқы белоктарға сәйкес пайдаланады, өйткені жүйелі номенклатураға сәйкес олардың тым ауыр атаулары бар.
Құрылымы бойынша қосылым түрлері
Алифаттық аминқышқылдары амин және карбоксил топтарының орналасуына байланысты келесі түрлерге бөлінеді:
- Альфа изомерлер. Оларға өсімдіктерде, микроорганизмдерде және жануарларда кездесетін табиғи қосылыстардың негізгі бөлігі жатады. Олар метеориттерде де кездеседі және бұл заттардың құрылымы жердегі тіршілік иелерімен бірдей.
- Бетта-амин қышқылдары. Мысал ретінде А коферментінің бөлігі болып табылатын β-аланинді келтіруге болады. Соңғысы май қышқылдарының синтезі мен тотығуына қатысады.
- Гамма изомерлер. Бұл топтың ең жарқын өкілдерінің бірі - жүйке процестерін тежеуге, қозуды әлсіретуге және басуға жауапты жүйке жүйесінің ең маңызды нейротрансмиттері ɣ-аминобутир қышқылы (GABA).
Глициннен басқа барлық альфа-типті амин қышқылдары асимметриялық құрылымға ие, кеңістікте қосылмайтын (L- және D-амин қышқылдары) және табиғи оптикалық белсенділікке ие екі айна шағылысу түрінде болады. Ең маңызды L-амин қышқылдары – глицин, аланин, серин, цистеин, аспарагин қышқылы, тирозин, лейцин, глутамин, изолейцин, аргинин, лизин, пролин.
Алифаттық аминқышқылдарының мысалдары төмендегі суретте көрсетілген.
Басқа критерийлерге сәйкес заттардың түрлері
Алифаттық аминқышқылдарының белок синтезіне қатысу сипатына қарай да жіктелуі бар.
- РНҚ бақылауымен рибосомалардағы ақуыздарға қосылатын L-сериясының протеиногенді қосылыстары. Оларреттілік генетикалық кодталған. Мұндай амин қышқылы бар болғаны жиырма ғана.
- Протеиногенді емес (кодталмаған), белоктардың бөлігі емес, бірақ маңызды функцияларды орындайды (негізінен зат алмасу процестеріне қатысу). Олардың кейбіреулері токсиндер және адам үшін улы.
Қышқылдық-негіздік қасиеттері бойынша алифатты аминқышқылдары 3 түрге бөлінеді:
- қышқыл (аспаратин және глютамин қышқылдары);
- бейтарап, құрамында негізгі және қышқыл топтардың саны бірдей;
- негізгі (гистидин, аргинин, лизин және т.б.).
Физикалық және химиялық сипаттамалар
Алифаттық аминқышқылдарына келесі қасиеттер тән:
- кристалдық күйдегі биполярлы иондар түріндегі құрылым;
- жоғары балқу температурасы (α-амин қышқылдарының айқын мәні жоқ);
- суда және сілтілердің, қышқылдардың сулы ерітінділерінде жақсы ерігіштік;
- амфотерлік;
- қышқыл ортадағы негізгі қасиеттер және керісінше;
- егер ортаның рН-ы изоэлектрлік нүктеден жоғары болса, онда алифатты аминқышқылдары суда жақсы еритін сілтілермен тұздар түзеді.
Бұл заттардың олардың натрий немесе калий тұздарымен қоспалары химиялық талдау үшін қолданылатын буферлік ерітінділерді жасау үшін пайдаланылады.
Синтез
БЗертханалық жағдайда бұл қосылыстарды өндіру қиын міндет болып табылады, өйткені олар оптикалық белсенді, ал табиғи жағдайда олардың өндірісі ферменттердің қатысуымен жүреді. Сондықтан химиялық жолмен оптикалық изомерлердің қоспасы болып табылатын рацемикалық аминқышқылдары ғана алынады.
Бастапқы материал ретінде аммиакпен әрекеттескенде алифатты аминқышқылдарын беретін α-галокарбон қышқылдары қолданылады. Алудың басқа да жолдары бар – кетоқышқылдардан және олардың тотықсыздандырғыш аминдену процесіндегі туындыларынан, малондық эфирден, аминсірке қышқылынан (глицин). Өнеркәсіптік ауқымда аминқышқылдарын синтездеу үшін микробиологиялық технологиялар қолданылады. Гендік инженерияның көмегімен бұл заттар арнайы өсірілетін микроорганизмдер өндіретін ақуыз молекулаларынан бөлініп алынады.
Табиғаттағы рөл
Өсімдіктер мен микроорганизмдерде ғана 200-ден астам алифаттық аминқышқылдары анықталған және бүгінде олардың барлығы бес жүзден астамы бар. Олар микроорганизмдер шығаратын бактерияға қарсы заттардың (мысалы, пенициллин) бөлігі болып табылады және көптеген бактериялардың жасуша қабырғаларын құрайды.
Жануарлар организмінде бұл заттар келесі негізгі қызметтерді атқарады:
- белоктардың, ферменттердің, гормондардың, коферменттердің және басқа маңызды органикалық қосылыстардың синтезі;
- биологиялық белсенді аминдердің түзілуі (дофамин, норадреналин, эпинефрин, серотонин және т.б.);
- жүйке импульстарының берілуіне және зат алмасу процестеріне қатысу.
Адам миының жасушаларында аминқышқылдарының қатысуымен белсенді зат алмасу жүреді, оның концентрациясы қан плазмасындағыдан 7 есе жоғары.
Медициналық қолданбалар
Бұл қосылыстарды емдік мақсатта қолдану олардың азотты элементтер алмасуына және биологиялық белсенді заттардың синтезіне қатысу қабілетіне негізделген. Құрамында алифаттық аминқышқылдары бар көптеген препараттар бар. Төменде олардың кейбіреулері және терапевтік тәжірибеде қолданылуы берілген.
- Глютамин қышқылы - ОЖЖ патологиясы, эпилепсия, психоз, балалардағы ақыл-ой кемістігі, церебральды сал ауруы, Даун ауруы.
- Метионин - бауырдың токсикалық зақымдануы (цирроз, мышьяк, хлороформ және басқа токсиндермен улану), сонымен қатар созылмалы алкоголизм, қант диабеті кезіндегі осы органның аурулары.
- Аминалон – нейротропты агент.
- Цистеин - катаракта үшін.
- Ацетилцистеин - муколитик ретінде тыныс алу жүйесінің ауруларында.
