Аминокислоты: строения и свойства

На сегодня из живых существ удалось выделить более 170 различных аминокислот. Причем 20 из них являются обязательными составляющими клеток большинства видов живых существ. Аминокислоты отличаются по строению боковых цепей. (Вспомните из курса химии: боковая цепь называют радикалом.) В составе простейшей аминокислоты глицина боковую цепь заменяет атом водорода. В более сложно организованной аминокислоты аланина боковой цепью является метил (- СН3). Разнообразие аминокислот обусловлено усложнением боковой цепи. Он может состоять из углеводородной цепи, спиртового остатка, соединений серы, дополнительной карбоксильной или аминогруппы и даже достаточно сложных органических соединений, карбоновый цепь которых имеет форму кольца. В зависимости от структуры боковых цепей аминокислоты имеют различные химические и физические свойства. Классификация аминокислот. Аминокислоты классифицируют по – разному. Наиболее четкой является классификация по структуре заместителей, которые определяют физические и химические особенности каждой аминокислоты. По такому принципу 20 универсальных аминокислот разделяют на четыре группы (форзац 1): неполярные (аланин, валин, изолейцин, лейцин, метионин, пролин, триптофан, фенилаланин, глицин) полярные, при pH = 7 незаряженные (аспарагин, глутамин, авгу, тирозин, треонин, цистеин) полярниу при pH = 7 заряжены отрицательно (аспарагиновая и глутаминовая кислоты) полярные, при pH = 7 заряжены положительно (аргинин, гистпдин, лизин).

Отметим, что среди 20 универсальных аминокислот есть одна – пролин, в которой вместо аминогруппы (- NH2) содержится иминогруппы = NH, поэтому ее называют иминокислотою. Какие аминокислоты называют незаменимыми Каждая растение способно синтезировать все 20 универсальных аминокислот, используя для этого остатки карбонатной и азотной кислот. Животные также могут образовывать аминокислоты из простых молекул, но не способны синтезировать все необходимые для жизни аминокислоты. Именно эти аминокислоты, которые животные не способны синтезировать, называют незаменимыми аминокислотами. Каждому виду животных свойствен определенный набор незаменимых аминокислот. В организме человека не синтезируются восемь аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Они не играют в метаболизме особой роли, отличной от роли других аминокислот. Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм животного с пищей. Причем в мясе есть все незаменимые аминокислоты, а в тканях большинства растений – нет, потому полноценной растительной пищей для человека только пшеница и рис, в зернах которых содержится весь набор незаменимых аминокислот. Человек, который потребляет пшеничный хлеб, обычную каменную соль и воду, теоретически может жить, не страдая от дефицита необходимых организму веществ. Аминокислоты способны реагировать между собой – карбоксильная группа одной аминокислоты взаимодействует с аминогруппой другой. При этом образуется молекула воды, а валентности высвободившиеся участвуют в образовании связей между аминокислотами (114). (Вспомните, что такое реакция конденсации.) Пептиднним является ковалентная связь аминогруппы с карбоксильной (- NH- CO-). Вещества, состоящие из остатков 2-8 аминокислот, называются пептидами, из остатков 10-60 аминокислот – полипептидами (114). Полипептиды, содержащие сотни остатков аминокислот, и являются белками – главной строительной веществом клетки. (Вспомните фамилии ученых, разработали положение полипептидной теории строения белков.) Итак, аминокислоты являются мономерами, из которых строятся белки. Причем все белки образуются именно с 20 универсальных аминокислот. Хотя и здесь есть свои исключения. В некоторых белках изредка встречаются производные этих аминокислот, например гидроксилизин или гидроксипролин. Как выяснилось, эти аминокислоты являются вторичными, т.е. образовались они уже после того, как вошли в состав полипептидной цепи. Отдельные пептиды и аминокислоты являются основой не только для белков, но и для других веществ. Следует отметить, что таких аминокислот, которые не входят в состав белков, ученые насчитали уже более 150. Это не только промежуточные звенья синтеза универсальных аминокислот, а и функционально нагруженные вещества, имеющие в клетке определенную функцию. Например, неотъемлемый компонент меланина – пигмента кожи и волос человека – аминокислота тирозин. Кроме того, аминокислотам присущи и другие важные функции. Аминокислоты, поступающие в организм животного с пищей, могут быть источником энергии. Они легко окисляются до С02, Н20 и простейших нитроге – новмисних соединений. При этом энергии выделяется не меньше, чем при окислении моносахаридов. Благодаря своим амфотерными свойствам аминокислоты обеспечивают буферность содержимого клетки. (Вспомните, благодаря которым еще веществам поддерживается постоянство pH клетки.)

Теги: белки, Биология, источник энергии, классификация, необходимый элемент, определение, свойства, строение человека