Aliphatic amino acids - derivatives ng carboxylic acids - ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan. May mahalagang papel sila sa maraming mahahalagang proseso. Sa kanilang batayan, ang ilang uri ng mga gamot ay ginawa.
Aliphatic amino acid - ano ito?
Ang mga amino acid ay gumaganap ng mahahalagang tungkulin sa katawan ng tao at iba pang mga hayop, dahil sila ay mga neurotransmitter at "building blocks" para sa pagbuo ng mga protina. Kailangan din ang mga ito para sa tamang metabolismo.
Ang
Aliphatic amino acid ay isang iba't ibang aminocarboxylic amino acid kung saan ang mga amino at carboxyl group ay naka-bonding sa isang aliphatic carbon atom. Ang terminong "aliphatic" ay tumutukoy sa mga linear o branched na chain ng mga atom ng isang partikular na elemento.
Ang karamihan ng mga amino acid na nahiwalay sa mga buhay na organismo ay aliphatic. Sa kimika, pangunahing ginagamit nila ang pang-araw-araw na pangalan ng mga sangkap na ito ayon sa orihinal na mga protina kung saan sila nakuha, dahil ayon sa sistematikong katawagan mayroon silang masyadong masalimuot na mga pangalan.
Mga uri ng koneksyon ayon sa istraktura
Aliphatic amino acids, depende sa posisyon ng mga amino at carboxyl group, ay nahahati sa mga sumusunod na uri:
- Alpha isomer. Kabilang dito ang karamihan ng mga natural na compound na matatagpuan sa mga halaman, microorganism, at hayop. Matatagpuan din ang mga ito sa mga meteorite, at ang istraktura ng mga sangkap na ito ay kapareho ng sa mga nabubuhay na nilalang sa lupa.
- Betta-amino acids. Ang isang halimbawa ay ang β-alanine, na bahagi ng coenzyme A. Ang huli ay kasangkot sa synthesis at oksihenasyon ng mga fatty acid.
- Gamma isomer. Ang isa sa pinakamaliwanag na kinatawan ng pangkat na ito ay ang ɣ-aminobutyric acid (GABA), ang pinakamahalagang neurotransmitter ng nervous system na responsable para sa pagsugpo sa mga proseso ng nerbiyos, ang pagpapahina at pagsugpo ng paggulo.
Lahat ng alpha-type na amino acid, maliban sa glycine, ay may asymmetric na istraktura, umiiral sa anyo ng dalawang salamin na salamin na hindi nagsasama sa espasyo (L- at D-amino acids) at may natural na optical activity. Ang pinakamahalagang L-amino acid ay glycine, alanine, serine, cysteine, aspartic acid, tyrosine, leucine, glutamine, isoleucine, arginine, lysine, proline.
Ang mga halimbawa ng aliphatic amino acid ay ipinapakita sa figure sa ibaba.
Mga uri ng substance ayon sa iba pang pamantayan
Mayroon ding klasipikasyon ayon sa likas na katangian ng partisipasyon ng aliphatic amino acids sa synthesis ng protina.
- Proteinogenic compound mula sa L-series, na nakakabit sa mga protina sa ribosome sa ilalim ng kontrol ng RNA. Silaang sequence ay genetically encoded. Dalawampu lang ang ganoong amino acid.
- Non-proteinogenic (non-coding), hindi bahagi ng mga protina, ngunit gumaganap ng mahahalagang function (pangunahin ang pakikilahok sa mga metabolic na proseso). Ang ilan sa mga ito ay lason at lason sa tao.
Ayon sa mga katangian ng acid-base, nahahati ang aliphatic amino acid sa 3 uri:
- acidic (aspartic at glutamic acids);
- neutral, na naglalaman ng parehong bilang ng mga basic at acidic na grupo;
- basic (histidine, arginine, lysine at iba pa).
Mga katangiang pisikal at kemikal
Ang mga sumusunod na katangian ay tipikal para sa aliphatic amino acids:
- istruktura sa anyo ng mga bipolar ions sa mala-kristal na estado;
- high melting point (walang malinaw na halaga ang mga α-amino acid);
- magandang solubility sa tubig at may tubig na mga solusyon ng alkalis, acids;
- amphoteric;
- mga pangunahing katangian sa isang acidic na kapaligiran at vice versa;
- kung ang pH ng medium ay mas malaki kaysa sa isoelectric point, ang aliphatic amino acid ay bumubuo ng mga asin na may alkalis, na natutunaw nang mabuti sa tubig.
Ang mga halo ng mga sangkap na ito kasama ng kanilang mga sodium o potassium s alt ay ginagamit upang gumawa ng mga buffer solution na ginagamit para sa pagsusuri ng kemikal.
Synthesis
BSa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang paggawa ng mga compound na ito ay isang mahirap na gawain, dahil sila ay optically active, at sa mga natural na kondisyon ang kanilang produksyon ay nangyayari sa pakikilahok ng mga enzymes. Samakatuwid, ang mga racemic amino acid lamang, na pinaghalong optical isomer, ang nakukuha sa kemikal.
Bilang panimulang materyal, ginagamit ang mga α-halocarboxylic acid, na, kapag na-react sa ammonia, ay nagbibigay ng mga aliphatic amino acid. Mayroong iba pang mga paraan upang makakuha - mula sa keto acids at ang kanilang mga derivatives sa proseso ng reductive amination, mula sa malonic ester, aminoacetic acid (glycine). Para sa synthesis ng mga amino acid sa isang pang-industriya na sukat, ginagamit ang mga teknolohiyang microbiological. Sa tulong ng genetic engineering, ang mga sangkap na ito ay nakahiwalay sa mga molekula ng protina na ginawa ng mga espesyal na nilinang microorganism.
Tungkulin sa kalikasan
Sa mga halaman at mikroorganismo lamang, higit sa 200 aliphatic amino acid ang natukoy, at sa kabuuan mayroong higit sa limang daan ang mga ito ngayon. Ang mga ito ay bahagi ng mga antibacterial substance (gaya ng penicillin) na ginagawa ng mga microorganism at bumubuo rin ng mga cell wall ng karamihan sa mga bacteria.
Sa katawan ng mga hayop, ang mga sangkap na ito ay gumaganap ng mga sumusunod na pangunahing tungkulin:
- synthesis ng mga protina, enzymes, hormones, coenzymes at iba pang mahahalagang organic compound;
- formation ng biologically active amines (dopamine, norepinephrine, epinephrine, serotonin at iba pa);
- paglahok sa paghahatid ng mga nerve impulses at metabolic process.
Sa mga selula ng utak ng tao ay mayroong aktibong metabolismo na may partisipasyon ng mga amino acid, na ang konsentrasyon nito ay 7 beses na mas mataas kaysa sa plasma ng dugo.
Mga medikal na aplikasyon
Ang paggamit ng mga compound na ito para sa mga layuning panggamot ay batay sa kanilang kakayahang lumahok sa pagpapalitan ng nitrogenous elements at ang synthesis ng biologically active substances. Mayroong maraming mga gamot na naglalaman ng aliphatic amino acids. Nakalista sa ibaba ang ilan sa mga ito at ang paggamit ng mga ito sa therapeutic practice.
- Glutamic acid - CNS pathology, epilepsy, psychosis, mental retardation sa mga bata, cerebral palsy, Down's disease.
- Methionine - nakakalason na pinsala sa atay (cirrhosis, pagkalason sa arsenic, chloroform at iba pang mga lason), pati na rin ang mga sakit ng organ na ito sa talamak na alkoholismo, diabetes mellitus.
- Aminalone ay isang neurotropic agent.
- Cysteine - para sa mga katarata.
- Acetylcysteine - sa mga sakit ng respiratory system bilang mucolytic.
