A természetes anyagok hatalmas választéka között az aminosavak különleges helyet foglalnak el. Ezt a biológiában és a szerves kémiában betöltött kivételes jelentőségük magyarázza. A helyzet az, hogy az egyszerű és összetett fehérjék molekulái aminosavakból állnak, amelyek kivétel nélkül a földi élet minden formájának alapját képezik. Ez az oka annak, hogy a tudomány komoly figyelmet fordít olyan kérdések vizsgálatára, mint az aminosavak szerkezete, tulajdonságai, előállítása és felhasználása. Ezek a vegyületek nagy jelentőséggel bírnak a gyógyászatban is, ahol gyógyászati készítményekként használják őket. Azok számára, akik komolyan foglalkoznak saját egészségükkel és aktív életmódot folytatnak, a fehérjemonomerek egyfajta táplálékot jelentenek (úgynevezett sporttáplálkozás). Néhány típusukat a szerves szintézis kémiájában használják alapanyagként szintetikus szálak - enant és kapron - előállításához. Mint látható, az aminokarbonsavak nagyon fontos szerepet töltenek be mind a természetben, mind az emberi társadalom életében, ezért ismerjük meg őket részletesebben.
Struktúra jellemzőiaminosavak
Ebbe az osztályba tartozó vegyületek az amfoter szerves anyagokhoz tartoznak, azaz két funkciós csoportot tartalmaznak, és ezért kettős tulajdonságokkal rendelkeznek. A molekulák különösen NH2 aminocsoportokkal és COOH karboxilcsoportokkal kombinált szénhidrogén gyököket tartalmaznak. Más anyagokkal való kémiai reakciókban az aminosavak bázisként vagy savként működnek. Az ilyen vegyületek izomerizmusa a szénváz térbeli konfigurációjának vagy az aminocsoport helyzetének megváltozásával nyilvánul meg, és az aminosavak osztályozását a szénhidrogén gyök szerkezeti jellemzői és tulajdonságai alapján határozzák meg. Lehet egyenes vagy elágazó láncú, és tartalmazhat ciklikus szerkezeteket is.
Aminokarbonsavak optikai aktivitása
A polipeptidek összes monomerje és 20 faja, amely növényekben, állatokban és emberekben előfordul, az L-aminosavak közé tartozik. Legtöbbjük aszimmetrikus szénatomot tartalmaz, amely egy polarizált fénysugarat balra forgat. Két monomer, az izoleucin és a treonin két ilyen szénatomot tartalmaz, az amino-ecetsavnak (glicinnek) pedig nincs. Az aminosavak optikai aktivitásuk szerinti osztályozását széles körben alkalmazzák a biokémiában és a molekuláris biológiában, amikor a transzláció folyamatát tanulmányozzák a fehérjebioszintézisben. Érdekes módon az aminosavak D-formái soha nem részei a fehérjék polipeptid láncainak, hanem jelen vannak a bakteriális membránokban és az aktinomyceta gombák anyagcseretermékeiben.valójában megtalálhatók a természetes antibiotikumokban, például a gramicidinben. A biokémiában széles körben ismertek a D-alakú térszerkezetű anyagok, mint a citrullin, homoszerin, ornitin, amelyek fontos szerepet játszanak a sejtanyagcsere-reakciókban.
Mik azok a zwitterionok?
Emlékezzen még egyszer arra, hogy a fehérjemonomerek aminok és karbonsavak funkcionális csoportjait tartalmazzák. Az -NH2 és a COOH részecskék kölcsönhatásba lépnek egymással a molekulán belül, ami egy bipoláris ionnak (ikerionnak) nevezett belső só megjelenéséhez vezet. Az aminosavak e belső szerkezete magyarázza, hogy nagy mértékben képesek kölcsönhatásba lépni poláris oldószerekkel, például vízzel. A töltött részecskék jelenléte az oldatokban meghatározza azok elektromos vezetőképességét.
Mik azok az α-aminosavak
Ha az aminocsoport a molekulában az első szénatomnál található, a karboxil helyétől számítva, akkor ez az aminosav α-aminosavnak minősül. Vezető helyet foglalnak el az osztályozásban, mert ezekből a monomerekből épül fel minden biológiailag aktív fehérjemolekula, például enzimek, hemoglobin, aktin, kollagén stb. Az ebbe az osztályba tartozó aminosavak szerkezetét tekinthetjük a glicin példáját használva, ugyanazt, amelyet széles körben használnak a neurológiai gyakorlatban nyugtatóként a depresszió és a neuraszténia enyhe formáinak kezelésében.
Ennek az aminosavnak a nemzetközi neve α-aminoecetsavoptikai L-alakú és proteinogén, azaz részt vesz a transzlációs folyamatban és a fehérje makromolekulák része.
A fehérjék és monomerjeik szerepe az anyagcserében
Lehetetlen elképzelni az emlősök szervezetének normális működését, beleértve az embert is, fehérjemolekulákból álló hormonok nélkül. Az összetételüket alkotó aminosavak kémiai szerkezete megerősíti az α-formákhoz való tartozásukat. Például a trijódtironint és a tiroxint a pajzsmirigy termeli. Szabályozzák az anyagcserét, és sejtjeiben szintetizálódnak az α-aminosav tirozinból. Az egyszerű és összetett fehérjékben 20 bázikus monomer és származékaik vannak. A karboxiglutaminsav a protrombinban, amely szabályozza a véralvadást, a metillizin a miozinban (izomfehérje), a szelenocisztein pedig a peroxidáz enzimben található.
A fehérjék és monomerjeik tápértéke
Tekintettel az aminosavak szerkezetére és osztályozására, térjünk ki a gradációra, amely a fehérjemonomerek sejtekben való szintézisének képessége vagy lehetetlensége alapján történik. Az alanin, a prolin, a tirozin és más vegyületek képlékeny anyagcsere-reakciók során keletkeznek, míg a triptofán és további hét aminosav csak táplálékkal kerülhet a szervezetünkbe.
A megfelelő és kiegyensúlyozott táplálkozás egyik mutatója a fehérjetartalmú élelmiszerek emberi fogyasztásának mértéke. Legalább egynegyedének kell lennie a szervezetbe naponta bekerült teljes táplálékmennyiségnek. Különösenfontos, hogy a fehérjék valint, izoleucint és más esszenciális aminosavakat tartalmazzanak. Ebben az esetben a fehérjéket teljesnek nevezik. Növényi vagy gombát tartalmazó élelmiszerekből kerülnek az emberi szervezetbe.
Maguk az esszenciális fehérjemonomerek nem szintetizálhatók emlőssejtekben. Ha figyelembe vesszük a nélkülözhetetlen aminosavak molekuláinak szerkezetét, megbizonyosodhatunk arról, hogy különböző osztályokba tartoznak. Tehát a valin és a leucin az alifás csoportba tartozik, a triptofán az aromás aminosavak közé, a treonin pedig a hidroxi-aminosavak közé.
