Aminosyrer, hvis formler diskuteres i gymnasiets kemikursus, er vigtige stoffer for den menneskelige krop. Proteiner, der består af aminosyrerester, er nødvendige for, at en person kan fungere fuldt ud.
Definition
Aminosyrer, hvis formler vil blive diskuteret nedenfor, er organiske forbindelser, hvis molekyler indeholder amino- og carboxylgrupper. Carboxyl består af en carbonyl- og en hydroxylgruppe.
Du kan betragte aminosyrer som derivater af carboxylsyrer, hvor hydrogenatomet er erstattet af en aminogruppe.
Kemiske egenskabers træk
Aminosyrer, hvis generelle formel kan repræsenteres som CnH2nNH2COOH, er amfotere kemiske forbindelser.
Tilstedeværelsen af to funktionelle grupper i deres molekyler forklarer muligheden for, at disse organiske stoffer udviser basiske og sure egenskaber.
Deres vandige opløsninger har egenskaberne som bufferopløsninger. En zwitterion er et aminosyremolekyle, hvor aminogruppen er NH3+ og carboxylen er -COO-. Et molekyle af denne type har et betydeligt dipolmoment, mensden samlede ladning er nul. Krystaller af mange aminosyrer er bygget på sådanne molekyler.
Blandt de vigtigste kemiske egenskaber ved denne klasse af stoffer kan der skelnes mellem polykondensationsprocesser, som resulterer i, at der dannes polyamider, herunder proteiner, peptider, nylon.
Aminosyrer, hvis generelle formel er CnH2nNH2COOH, reagerer med syrer, baser, metaloxider, s alte af svage syrer. Af særlig interesse er interaktionerne mellem aminosyrer og alkoholer relateret til esterificering.
Funktioner ved isomerisme
For at nedskrive strukturformlerne for aminosyrer, bemærker vi, at mange aminosyrer involveret i biokemiske transformationer indeholder en aminogruppe i a-positionen fra carboxylgruppen. Et sådant carbonatom er et chir alt center, og aminosyrer betragtes som optiske isomerer.
Strukturformlen for aminosyrer giver en idé om placeringen af de vigtigste funktionelle grupper, der udgør et givet stof, i forhold til det aktive kulstofatom.
Naturlige aminosyrer, der er en del af proteinmolekyler, er repræsentanter for L-serien.
Optiske isomerer af aminosyrer er karakteriseret ved spontan langsom ikke-enzymatisk racemisering.
Funktioner af a-forbindelser
Enhver formel for stoffer af denne type antager placeringen af aminogruppen ved det andet carbonatom. 20 aminosyrer, hvis formler overvejes selv i et skolebiologikursus, er det ogsåtilhører denne art. For eksempel omfatter disse alanin, asparagin, serin, leucin, tyrosin, phenylalanin, valin. Det er disse forbindelser, der udgør den menneskelige genetiske kode. Ud over standardforbindelser? ikke-standard aminosyrer, som er deres derivater, blev også fundet i proteinmolekyler.
Klassificering efter syntese
Hvordan kan de essentielle aminosyrer adskilles? Formler i denne klasse er underopdelt i overensstemmelse med det fysiologiske grundlag i semi-udskiftelige, i stand til at blive syntetiseret i den menneskelige krop. Almindelige forbindelser syntetiseret i enhver levende organisme isoleres også.
Division for radikale og funktionelle grupper
Aminosyreformlen adskiller sig i strukturen af radikalet (sidegruppen). Der er en opdeling i ikke-polære molekyler indeholdende et hydrofobt ikke-polært radikal, samt i ladede polære grupper. Aromatiske aminosyrer betragtes som en separat gruppe i biokemi: histidin, tryptofan, tyrosin. Afhængigt af de funktionelle grupper skelnes der mellem flere grupper. Alifatiske forbindelser er repræsenteret ved:
- monoaminomonocarboxylforbindelser, som kan betragtes som glycin, valin, alanin, leucin;
- oxymonocaminocarboxyliske stoffer: threonin, serin;
- monoaminocarboxylsyre: glutaminsyre, asparaginsyre;
- svovlholdige forbindelser: methionin, cystein;
- diaminomonocarboxyliske stoffer: lysin, histidin, arginin;
- heterocyklisk: prolin, histidin,tryptofan/
Enhver aminosyreformel kan skrives i generelle vendinger, kun radikale grupper vil være forskellige.
Kvalitativ definition
For at påvise små mængder aminosyrer udføres en ninhydrinreaktion. Ved opvarmning af aminosyrer med et overskud af ninhydrin opnås et lilla produkt, hvis syren har en fri a-aminogruppe, og et gult produkt er typisk for en beskyttet gruppe. Denne metode har høj følsomhed og bruges til kolorimetrisk påvisning af aminosyrer. På grundlag heraf blev metoden til partitionskromatografi på papir, introduceret af Martin i 1944, skabt.
Den samme kemiske reaktion bruges i en automatisk aminosyreanalysator. Enheden, skabt af Moore, Shpakman, Stein, er baseret på adskillelse af en aminosyreblanding i søjler fyldt med ionbytterharpikser. Fra kolonnen kommer eluentstrømmen ind i blanderen, ninhydrin går også her.
Det kvantitative indhold af aminosyrer bedømmes ud fra intensiteten af den resulterende farve. Aflæsningerne registreres af et fotoelektrisk kolorimeter, optaget af en optager.
Lignende teknologi bruges i øjeblikket i klinisk praksis til blod-, cerebrospinalvæske- og urinprøver. Det giver dig mulighed for at give et komplet billede af den kvalitative sammensætning af aminosyrer indeholdt i biologiske væsker, for at identificere ikke-standard nitrogenholdige stoffer i dem.
Funktioner i nomenklaturen
Sådan navngives korrektaminosyrer? Formlerne og navnene på disse forbindelser er givet i henhold til den internationale IUPAC-nomenklatur. Aminogruppens position føjes til den tilsvarende carboxylsyre, startende fra carbonhydriden ved carboxylgruppen.
For eksempel 2-aminoethansyre. Ud over den internationale nomenklatur er der trivielle navne, der bruges i biokemi. Aminoeddikesyre er således en glycin, der bruges i moderne medicin.
Hvis der er to carboxylgrupper i molekylet, tilføjes suffikset -dionisk til navnet. For eksempel 2-aminobutandisyre.
For alle repræsentanter for denne klasse er strukturel isomerisme karakteristisk på grund af ændringer i strukturen af carbonkæden, samt placeringen af carboxyl- og aminogrupperne. Ud over glycin (den enkleste repræsentant for denne klasse af oxygenholdige organiske stoffer)? de resterende forbindelser har spejlantipoder (optiske isomerer).
Application
Aminosyrer er almindelige i naturen, de er grundlaget for opbygning af animalske og vegetabilske proteiner. Disse forbindelser bruges i medicin i tilfælde af alvorlig udmattelse af kroppen, for eksempel efter komplekse kirurgiske operationer. Glutaminsyre hjælper med at bekæmpe nervesygdomme, og histidin bruges til at behandle mavesår. Ved syntesen af syntetiske fibre (capron, enanth) fungerer aminocapron- og aminoenanthic-syrer som råmaterialer.
Konklusion
Aminosyrer er organiske forbindelser, der i dereshar to funktionsgrupper. Det er de strukturelle egenskaber, der forklarer dualiteten af deres kemiske egenskaber, såvel som de særlige forhold ved deres anvendelse. Baseret på resultaterne af forskningseksperimenter var det muligt at fastslå, at biomassen af levende organismer, der lever på vores planet, udgør 1,8 1012-2,4 1012 tons tørstof. Aminosyrer er de første monomerer i biosyntesen af proteinmolekyler, uden hvilke eksistensen af mennesker og dyr er umulig.
Afhængig af fysiologiske karakteristika er der en opdeling af alle aminosyrer i essentielle stoffer, hvis syntese ikke udføres i den menneskelige krop og pattedyr. For at undgå forstyrrelser i metaboliske processer er det vigtigt at spise fødevarer, der indeholder disse aminosyrer.
Det er disse forbindelser, der er en slags "mursten", der bruges til at bygge biopolymerproteiner. Afhængigt af hvilke aminosyrerester, i hvilken rækkefølge de vil opstilles i proteinstrukturen, har det resulterende protein visse fysiske og kemiske egenskaber og anvendelser. Takket være kvalitative reaktioner på funktionelle grupper bestemmer biokemikere sammensætningen af proteinmolekyler og leder efter nye måder at syntetisere individuelle biopolymerer, der er nødvendige for den menneskelige krop.
