Obecný vzorec aminokyselin

Aminokyseliny, jejichž vzorce jsou zvažovány v průběhu vysokoškolské chemie, jsou důležitými látkami pro lidské tělo. Proteiny, složené z aminokyselinových zbytků, jsou nezbytné pro to, aby osoba plně žila.

Definice

Aminokyseliny, jejichž vzorce budou pokládány níže, jsou organické sloučeniny, ve kterých molekuly obsahují aminové a karboxylové skupiny. Karboxylová skupina obsahuje karbonylovou a hydroxylovou skupinu.

Můžete považovat aminokyseliny za deriváty karboxylových kyselin, kde je atom vodíku nahrazen aminoskupinou.

Vlastnosti chemických vlastností

Aminokyseliny, jejichž obecný vzorec může být reprezentován jako CnH2nNH2COOH, jsou amfoterní chemické sloučeniny.

Přítomnost dvou funkčních skupin ve svých molekulách vysvětluje možnost, že tyto organické látky projeví základní a kyselé vlastnosti.

Jejich vodné roztoky mají vlastnosti tlumivých roztoků. Zwitterion je molekula aminokyseliny, kde aminoskupina je NH3 + a karboxyl je reprezentován jako -COO-. Molekula tohoto typu má zásadní dipólový moment s celkovým nábojem rovným nule. Na takových molekulách jsou vytvořeny krystaly mnoha aminokyselin.

Mezi nejdůležitější chemické vlastnosti této třídy látek lze vyvodit polykondenzační procesy, které vedou k tvorbě polyamidů, včetně bílkovin, peptidů a nylonu.

Aminokyseliny, jejichž obecný vzorec má formu CnH2nNH2COOH, reagují s kyselinami, bázemi, oxidy kovů, soli slabých kyselin. Zvláštní význam mají interakce aminokyselin s alkoholy souvisejícími s esterifikací.

Vlastnosti isomerismu

Abychom zaznamenali strukturní vzorce aminokyselin, poznamenáváme, že mnoho aminokyselin účastnících se biochemických transformací obsahuje aminoskupinu v poloze a od karboxylové skupiny. Takový atom uhlíku je chirální centrum a aminokyseliny jsou považovány za optické izomery.

Strukturní vzorec aminokyselin dává představu o umístění hlavních funkčních skupin obsažených v látce vzhledem k aktivnímu atomu uhlíku.

Přírodní aminokyseliny, které jsou součástí proteinových molekul, jsou zástupci řady L.

U optických izomerů aminokyselin je charakteristická spontánní pomalá neenzymatická racemizace.

Vlastnosti a-sloučenin

Jakýkoli vzorec látek tohoto typu předpokládá uspořádání aminoskupiny na druhém atomu uhlíku. 20 aminokyselin, jejichž vzorce jsou zvažovány dokonce i ve školním oboru biologie, patří k tomuto druhu. Například zahrnují alanin, asparagin, serin, leucin, tyrosin, fenylalanin, valin. Tyto sloučeniny tvoří lidský genetický kód. Kromě standardních připojení? také v proteinových molekulách jsou nalezeny nestandardní aminokyseliny, které jsou jejich deriváty.

Klasifikace syntézou

Jak můžete separovat esenciální aminokyseliny? Vzorce této třídy jsou rozděleny na základě fyziologie na polozměnitelné, které mohou být syntetizovány v lidském těle. Izolujte a obvyklé sloučeniny syntetizované v jakémkoli živém organismu.

Oddělení radikálních a funkčních skupin

Formulace aminokyselin se liší ve struktuře radikálů (postranní skupina). Existuje rozdělení na nepolární molekuly obsahující hydrofobní nepolární radikál a nabité polární skupiny. Jako samostatná skupina v biochemii jsou považovány aromatické aminokyseliny: histidin, tryptofan, tyrosin. V závislosti na funkčních skupinách se rozlišuje několik skupin. Alifatické sloučeniny jsou reprezentovány:

• monoaminomonokarboxylové sloučeniny, jako je glycin, valin, alanin, leucin;
• hydroxymonokaminokarbonové látky: threonin, serin;
• monoaminokarbon: glutamová, kyselina asparagová;
• sloučeniny obsahující síru: methionin, cystein;
• diaminomonokarbonové látky: lysin, histidin, arginin;
• heterocyklus: prolin, histidin, tryptofan /

Jakýkoliv vzorec aminokyselin může být napsán v obecné formě, pouze radikální skupiny budou odlišné.

Kvalitativní definice

K detekci malých množství aminokyselin se provádí ninhydrinová reakce. Při procesu zahřívání aminokyselin s nadměrným množstvím ninhydrinu se produkt z lilie získává, jestliže kyselina má volnou a-aminoskupinu a chráněná skupina je charakterizována produkcí žlutého produktu. Tato technika má vysokou citlivost, používá se pro kolorimetrickou detekci aminokyselin. Na jeho základě byla na papíře vyvinutá metoda distribuční chromatografie zavedená Martinem v roce 1944.

Stejná chemická reakce se používá v automatickém analyzátoru aminokyselin. Zařízení vytvořené Moorem, Shpakmanem, Steinem, je založeno na separaci směsi aminokyselin v kolonách, které jsou vyplněny iontoměničové pryskyřice. Ze sloupce proudí eluent do mixéru a přichází ninhydrin.

Intenzita výsledné barvy se posuzuje na kvantitativním obsahu aminokyselin. Indikace určuje fotoelektrokolorimetr, který zaznamenává rekordér.

Tato technologie se v současnosti používá v klinické praxi pro krevní testy, mozkomíšní moč, moč. Umožňuje poskytnout úplný obraz o kvalitativním složení aminokyselin obsažených v biologických tekutinách, aby se v nich stanovily nestandardní látky obsahující dusík.

Funkce nomenklatury

Jak správně pojmenovat aminokyseliny? Vzory a názvy těchto sloučenin jsou uvedeny v mezinárodní nomenklatuře IUPAC. Poloha aminoskupiny se přidá k odpovídající karboxylové kyselině, počínaje číslováním z uhlovodíku, který stojí pod karboxylovou skupinou.

Například kyselina 2-aminoethanová. Kromě mezinárodní nomenklatury se v biochemii používají triviální názvy. Kyselina aminokyselina je tedy glycin, který se používá v moderní medicíně.
V přítomnosti dvou karboxylových skupin v molekule se k názvu přidává suffix-diodická přípona. Například kyselina 2-aminobutandiová.

Všichni členové této třídy jsou charakterizováni strukturní izomerismem, kvůli změnám v struktuře uhlíkového řetězce, stejně jako umístění karboxylových a aminoskupin. Kromě glycinu (nejjednoduššího zástupce této třídy organických látek obsahujících kyslík)? ostatní sloučeniny mají zrcadlové antipody (optické izomery).

Aplikace

Aminokyseliny jsou v přírodě běžné, jsou základem pro stavbu zvířat a rostlinných bílkovin. Tyto sloučeniny se používají v lékařství v případě závažného vyčerpání organismu, například po komplikovaných chirurgických zákrocích. Kyselina glutamová pomáhá v boji proti nervovým onemocněním a histidin se používá k léčbě žaludečních vředů. Při syntéze syntetických vláken (kyselina kapronová, enanth) působí jako surovina aminokapronová a aminokyselinová kyselina.

Závěr

Aminokyseliny jsou organické sloučeniny, které ve svém složení mají dvě funkční skupiny. Vlastnosti struktury vysvětlují dualitu jejich chemických vlastností a specifika jejich použití. Podle výsledků experimentů z vědeckého výzkumu bylo možné zjistit, že biomasa živých organismů, které žijí na naší planetě, činí 1,8 · 1012-2,4 · 1012 tun sušiny. Aminokyseliny jsou počátečními monomery v biosyntéze proteinových molekul, bez kterých není existence lidí a zvířat možná.

V závislosti na fyziologických znaménkách je rozdělení všech aminokyselin na nenahraditelné látky, jejichž syntéza není prováděna v lidském těle a savcích. Aby nedošlo k narušení metabolických procesů, je důležité konzumovat potraviny, ve kterých jsou tyto aminokyseliny.

Tyto sloučeniny jsou jedinečné "cihly", které se používají k vytváření biopolymerních proteinů. V závislosti na druhu aminokyselinových zbytků, v jaké sekvenci bude zabudována struktura proteinu, vzniklý protein má určité fyzikální a chemické vlastnosti a oblasti použití. Kvůli kvalitativním reakcím na funkční skupiny určují biochemisté složení proteinových molekul a hledají nové způsoby syntézy jednotlivých biopolymerů, které jsou nezbytné pro lidské tělo.