Ang mga amino acid, ang mga pormula nito ay tinalakay sa kursong kimika sa mataas na paaralan, ay mahalagang sangkap para sa katawan ng tao. Ang mga protina, na binubuo ng mga residue ng amino acid, ay kailangan para ganap na gumana ang isang tao.
Definition
Amino acids, ang mga formula na tatalakayin sa ibaba, ay mga organic compound na ang mga molekula ay naglalaman ng mga amino at carboxyl group. Ang carboxyl ay binubuo ng isang carbonyl at isang hydroxyl group.
Maaari mong isaalang-alang ang mga amino acid bilang mga derivatives ng mga carboxylic acid, kung saan ang hydrogen atom ay pinapalitan ng isang amino group.
Mga katangian ng mga kemikal na katangian
Ang mga amino acid, na ang pangkalahatang formula ay maaaring katawanin bilang CnH2nNH2COOH, ay mga amphoteric chemical compound.
Ang pagkakaroon ng dalawang functional na grupo sa kanilang mga molekula ay nagpapaliwanag sa posibilidad ng mga organikong sangkap na ito na nagpapakita ng mga basic at acidic na katangian.
Ang kanilang mga aqueous solution ay may mga katangian ng buffer solution. Ang zwitterion ay isang molekula ng amino acid kung saan ang pangkat ng amino ay NH3+ at ang carboxyl ay -COO-. Ang isang molekula ng ganitong uri ay may makabuluhang dipole moment, habangang kabuuang singil ay zero. Ang mga kristal ng maraming amino acid ay itinayo sa gayong mga molekula.
Sa mga pinakamahalagang kemikal na katangian ng klase ng mga sangkap na ito, maaaring makilala ang mga proseso ng polycondensation, bilang resulta kung saan nabuo ang mga polyamide, kabilang ang mga protina, peptides, nylon.
Amino acids, ang pangkalahatang pormula kung saan ay CnH2nNH2COOH, ay tumutugon sa mga acid, base, metal oxide, asin ng mga mahinang acid. Ang partikular na interes ay ang mga pakikipag-ugnayan ng mga amino acid sa mga alkohol na nauugnay sa esterification.
Mga tampok ng isomerism
Upang maisulat ang mga pormula ng istruktura ng mga amino acid, tandaan namin na maraming mga amino acid na kasangkot sa mga pagbabagong biochemical ay naglalaman ng isang amino group sa a-posisyon mula sa pangkat ng carboxyl. Ang naturang carbon atom ay isang chiral center, at ang mga amino acid ay itinuturing na optical isomer.
Ang pormula ng istruktura ng mga amino acid ay nagbibigay ng ideya sa lokasyon ng mga pangunahing functional group na bumubuo sa isang partikular na substance, na nauugnay sa aktibong carbon atom.
Ang mga natural na amino acid na bahagi ng mga molekula ng protina ay mga kinatawan ng L-series.
Ang mga optical isomer ng mga amino acid ay nailalarawan sa pamamagitan ng kusang mabagal na non-enzymatic racemization.
Mga tampok ng a-compounds
Anumang pormula ng mga sangkap ng ganitong uri ay ipinapalagay ang lokasyon ng pangkat ng amino sa pangalawang carbon atom. 20 amino acids, ang mga formula na kung saan ay isinasaalang-alang kahit na sa isang kurso sa biology ng paaralan, ay dinnabibilang sa species na ito. Halimbawa, kabilang dito ang alanine, asparagine, serine, leucine, tyrosine, phenylalanine, valine. Ang mga compound na ito ang bumubuo sa genetic code ng tao. Bilang karagdagan sa mga karaniwang koneksyon? ang mga hindi karaniwang amino acid, na mga derivatives ng mga ito, ay natagpuan din sa mga molekula ng protina.
Pag-uuri ayon sa synthesis
Paano mapaghihiwalay ang mahahalagang amino acid? Ang mga formula ng klase na ito ay nahahati ayon sa pisyolohikal na batayan sa semi-replaceable, na may kakayahang ma-synthesize sa katawan ng tao. Ang mga ordinaryong compound na na-synthesize sa anumang buhay na organismo ay nakahiwalay din.
Dibisyon para sa mga radikal at functional na grupo
Ang formula ng amino acid ay naiiba sa istruktura ng radical (side group). Mayroong isang dibisyon sa mga non-polar molecule na naglalaman ng hydrophobic non-polar radical, gayundin sa mga naka-charge na polar group. Ang mga aromatic amino acid ay itinuturing na isang hiwalay na grupo sa biochemistry: histidine, tryptophan, tyrosine. Depende sa mga functional na grupo, maraming mga grupo ang nakikilala. Ang mga aliphatic compound ay kinakatawan ng:
- monoaminomonocarboxylic compound, na maaaring ituring na glycine, valine, alanine, leucine;
- oxymonocaminocarboxylic substance: threonine, serine;
- monoaminocarboxylic: glutamic, aspartic acid;
- sulfur-containing compounds: methionine, cysteine;
- diaminomonocarboxylic substance: lysine, histidine, arginine;
- heterocyclic: proline, histidine,tryptophan/
Anumang formula ng amino acid ay maaaring isulat sa mga pangkalahatang termino, ang mga radikal na grupo lamang ang magkakaiba.
Qualitative definition
Upang matukoy ang maliit na halaga ng mga amino acid, isang reaksyon ng ninhydrin ang isinasagawa. Sa proseso ng pag-init ng mga amino acid na may labis na ninhydrin, ang isang lilang produkto ay nakuha kung ang acid ay may libreng a-amino group, at isang dilaw na produkto ay tipikal para sa isang protektadong grupo. Ang pamamaraang ito ay may mataas na sensitivity at ginagamit para sa colorimetric detection ng mga amino acid. Sa batayan nito, nilikha ang paraan ng partition chromatography sa papel, na ipinakilala ni Martin noong 1944.
Ang parehong kemikal na reaksyon ay ginagamit sa isang awtomatikong amino acid analyzer. Ang aparato, na nilikha ni Moore, Shpakman, Stein, ay batay sa paghihiwalay ng isang pinaghalong amino acid sa mga haligi na puno ng mga resin ng ion-exchange. Mula sa column, pumapasok ang eluent current sa mixer, dito rin napupunta ang ninhydrin.
Ang dami ng nilalaman ng mga amino acid ay hinuhusgahan ng intensity ng nagresultang kulay. Ang mga pagbabasa ay nire-record ng isang photoelectric colorimeter, na nire-record ng isang recorder.
Ang katulad na teknolohiya ay kasalukuyang ginagamit sa klinikal na kasanayan para sa mga pagsusuri sa dugo, cerebrospinal fluid at ihi. Binibigyang-daan ka nitong magbigay ng kumpletong larawan ng husay na komposisyon ng mga amino acid na nasa mga biological fluid, upang matukoy ang mga hindi karaniwang nitrogen-containing substance sa mga ito.
Mga tampok ng nomenclature
Paano pangalanan nang tamamga amino acid? Ang mga formula at pangalan ng mga compound na ito ay ibinibigay ayon sa internasyonal na IUPAC nomenclature. Ang posisyon ng amino group ay idinaragdag sa kaukulang carboxylic acid, simula sa hydrocarbon sa carboxyl group.
Halimbawa, 2-aminoethanoic acid. Bilang karagdagan sa internasyonal na katawagan, may mga maliit na pangalan na ginagamit sa biochemistry. Kaya, ang aminoacetic acid ay isang glycine na ginagamit sa modernong medisina.
Kung mayroong dalawang grupo ng carboxyl sa molekula, idinaragdag ang suffix -dionic sa pangalan. Halimbawa, 2-aminobutanedioic acid.
Para sa lahat ng kinatawan ng klase na ito, ang structural isomerism ay katangian, dahil sa mga pagbabago sa istruktura ng carbon chain, gayundin ang lokasyon ng mga carboxyl at amino group. Bilang karagdagan sa glycine (ang pinakasimpleng kinatawan ng klase na ito ng mga organikong sangkap na naglalaman ng oxygen)? ang natitirang mga compound ay may mirror antipodes (optical isomers).
Application
Ang mga amino acid ay karaniwan sa kalikasan, sila ang batayan ng pagbuo ng mga protina ng hayop at gulay. Ang mga compound na ito ay ginagamit sa gamot sa kaso ng matinding pagkapagod ng katawan, halimbawa, pagkatapos ng mga kumplikadong operasyon sa operasyon. Ang glutamic acid ay nakakatulong na labanan ang mga sakit sa nerbiyos, at ang histidine ay ginagamit upang gamutin ang mga ulser sa tiyan. Sa synthesis ng mga synthetic fibers (capron, enanth), ang aminocaproic at aminoenanthic acid ay kumikilos bilang hilaw na materyales.
Konklusyon
Ang
Amino acids ay mga organikong compound na sa kanilangmay dalawang functional na grupo. Ito ay ang mga tampok na istruktura na nagpapaliwanag sa duality ng kanilang mga kemikal na katangian, pati na rin ang mga detalye ng kanilang paggamit. Batay sa mga resulta ng mga eksperimento sa pananaliksik, posibleng maitatag na ang biomass ng mga nabubuhay na organismo na naninirahan sa ating planeta ay may kabuuang 1.8 1012-2.4 1012 tonelada ng tuyong bagay. Ang mga amino acid ay ang mga unang monomer sa biosynthesis ng mga molekula ng protina, kung wala ito ay imposible ang pagkakaroon ng tao at hayop.
Depende sa mga katangiang pisyolohikal, mayroong isang dibisyon ng lahat ng mga amino acid sa mahahalagang sangkap, na ang synthesis ay hindi isinasagawa sa katawan ng tao at mga mammal. Upang maiwasan ang mga abala sa mga proseso ng metabolic, mahalagang kumain ng mga pagkaing naglalaman ng mga amino acid na ito.
Ang mga compound na ito ay isang uri ng "mga brick" na ginagamit upang bumuo ng mga biopolymer na protina. Depende sa kung aling mga residue ng amino acid, sa kung anong pagkakasunod-sunod ang ilalagay nila sa istruktura ng protina, ang resultang protina ay may ilang pisikal at kemikal na mga katangian at aplikasyon. Salamat sa mga qualitative na reaksyon sa mga functional na grupo, tinutukoy ng mga biochemist ang komposisyon ng mga molekula ng protina, na naghahanap ng mga bagong paraan upang ma-synthesize ang mga indibidwal na biopolymer na kinakailangan para sa katawan ng tao.
