Табиғи заттардың алуан түрлілігінің ішінде аминқышқылдары ерекше орын алады. Бұл олардың биологияда да, органикалық химияда да ерекше маңыздылығымен түсіндіріледі. Қарапайым және күрделі белоктардың молекулалары жер бетіндегі тіршіліктің барлық формаларының негізі болып табылатын аминқышқылдарынан тұрады. Дәл осы себепті ғылым аминқышқылдарының құрылысы, олардың қасиеттері, алынуы және қолданылуы сияқты мәселелерді зерттеуге үлкен мән береді. Бұл қосылыстардың медицинада да маңызы зор, олар дәрілік препараттар ретінде қолданылады. Өз денсаулығына байыппен қарайтын және белсенді өмір салтын ұстанатын адамдар үшін протеин мономерлері тағамның бір түрі болып табылады (спорттық тамақтану деп аталады). Олардың кейбір түрлері синтетикалық талшықтар – энант пен капрон өндірісінде шикізат ретінде органикалық синтез химиясында қолданылады. Көріп отырғаныңыздай, аминокарбон қышқылдары табиғатта да, адам қоғамының өмірінде де өте маңызды рөл атқарады, сондықтан олармен толығырақ танысайық.
Құрылым мүмкіндіктеріамин қышқылдары
Бұл кластың қосылыстары амфотерлі органикалық заттарға жатады, яғни олардың құрамында екі функционалды топ бар, демек, қос қасиет көрсетеді. Атап айтқанда, молекулаларда NH2 амин топтарымен және COOH карбоксил топтарымен біріктірілген көмірсутек радикалдары бар. Басқа заттармен химиялық реакцияларда аминқышқылдары негіз немесе қышқыл ретінде әрекет етеді. Мұндай қосылыстардың изомериясы не көміртек қаңқасының кеңістіктік конфигурациясының, не амин тобының орналасуының өзгеруіне байланысты көрінеді, ал аминқышқылдарының классификациясы көмірсутек радикалының құрылымдық ерекшеліктері мен қасиеттеріне байланысты анықталады. Ол түзу немесе тармақталған тізбек түрінде болуы мүмкін, сонымен қатар циклдік құрылымдарды қамтиды.
Аминкарбон қышқылдарының оптикалық белсенділігі
Өсімдіктер, жануарлар және адамдар ағзаларында кездесетін полипептидтердің барлық мономерлері және олардың 20 түрі L-аминқышқылдарына жатады. Олардың көпшілігінде поляризацияланған жарық шоғын солға айналдыратын асимметриялық көміртек атомы бар. Екі мономерде, изолейцин мен треонинде осындай екі көміртек атомы бар, ал аминсірке қышқылында (глицин) бірде-бір атом жоқ. Амин қышқылдарының оптикалық белсенділігіне қарай жіктелуі биохимия мен молекулалық биологияда ақуыз биосинтезіндегі трансляция процесін зерттеу кезінде кеңінен қолданылады. Бір қызығы, аминқышқылдарының D-формалары ешқашан белоктардың полипептидтік тізбегіне кірмейді, бірақ бактериялық мембраналар мен актиномицет саңырауқұлақтарының метаболизм өнімдерінде болады, содан кейінбар, шын мәнінде, олар табиғи антибиотиктерде, мысалы, грамицидинде кездеседі. Биохимияда цитрулин, гомосерин, орнитин сияқты D пішінді кеңістіктік құрылымы бар заттар кеңінен белгілі, олар жасуша алмасу реакцияларында маңызды рөл атқарады.
Цвитериондар дегеніміз не?
Белок мономерлерінің құрамында аминдер мен карбон қышқылдарының функционалды топтары бар екенін тағы бір рет еске түсірейік. Бөлшектер -NH2 және COOH молекуланың ішінде бір-бірімен әрекеттеседі, бұл биполярлы ион (цвиттерион) деп аталатын ішкі тұздың пайда болуына әкеледі. Амин қышқылдарының бұл ішкі құрылымы олардың су сияқты полярлы еріткіштермен әрекеттесу қабілетінің жоғарылығын түсіндіреді. Ерітінділерде зарядталған бөлшектердің болуы олардың электр өткізгіштігін анықтайды.
α-амин қышқылдары дегеніміз не
Егер амин тобы молекулада бірінші көміртегі атомында орналасса, карбоксил орналасқан жерінен есептегенде, бұл амин қышқылы α-амин қышқылына жатады. Олар классификацияда жетекші орын алады, өйткені дәл осы мономерлерден барлық биологиялық белсенді ақуыз молекулалары түзіледі, мысалы, ферменттер, гемоглобин, актин, коллаген және т.б. Бұл класс амин қышқылдарының құрылымын қарастыруға болады. Неврологиялық тәжірибеде депрессия мен неврастенияның жеңіл түрлерін емдеуде седативті дәрі ретінде кеңінен қолданылатын глицин мысалында.
Бұл амин қышқылының халықаралық атауы α-аминосірке, олоптикалық L-пішіні бар және протеиногенді, яғни трансляция процесіне қатысады және ақуыз макромолекулаларының бөлігі болып табылады.
Белоктар мен олардың мономерлерінің метаболизмдегі рөлі
Сүтқоректілер, оның ішінде адам ағзасының қалыпты қызметін белок молекулаларынан тұратын гормондарсыз елестету мүмкін емес. Құрамына кіретін аминқышқылдарының химиялық құрылымы олардың α-формаларға жататынын дәлелдейді. Мысалы, трийодтиронин мен тироксинді қалқанша без шығарады. Олар зат алмасуды реттейді және оның жасушаларында α-амин қышқылы тирозиннен синтезделеді. Қарапайым және күрделі белоктарда 20 негізгі мономерлер де, олардың туындылары да бар. Карбоксиглутамин қышқылы протромбинде болады, ол қанның ұюын реттейді, метиллизин миозинде (бұлшықет ақуызы), селеноцистеин пероксидаза ферментінде болады.
Белоктар мен олардың мономерлерінің тағамдық құндылығы
Аминқышқылдарының құрылымын және олардың жіктелуін қарастыра отырып, ақуыз мономерлерінің жасушаларда синтезделу қабілетіне немесе мүмкін еместігіне негізделген градацияға тоқталайық. Аланин, пролин, тирозин және басқа қосылыстар пластикалық метаболизм реакцияларында түзіледі, ал триптофан және басқа жеті аминқышқылдары біздің ағзамызға тек тамақпен енуі керек.
Дұрыс және теңгерімді тамақтану көрсеткіштерінің бірі – адамның ақуызды тағамдарды тұтыну деңгейі. Бұл күніне денеге түскен тағамның жалпы мөлшерінің кем дегенде төрттен бірі болуы керек. Әсіресеақуыздарда валин, изолейцин және басқа да маңызды аминқышқылдары болуы маңызды. Бұл жағдайда белоктар толық деп аталады. Олар адам ағзасына өсімдік тағамдарынан немесе құрамында саңырауқұлақтар бар тағамдардан түседі.
Маңызды ақуыз мономерлерінің өздері сүтқоректілердің жасушаларында синтезделе алмайды. Егер алмастырылмайтын аминқышқылдарының молекулаларының құрылымын қарастыратын болсақ, олардың әртүрлі кластарға жататынына көз жеткізе аламыз. Сонымен, валин мен лейцин алифаттық қатарға, триптофан ароматты аминқышқылдарына, треонин гидроксиамин қышқылдарына жатады.
