Az aminosavak határozzák meg a fehérjék pozitív töltését. "Nem szabványos" aminosavak. II. biológiai osztályozás

A karbonsav és egy amin molekula szerkezeti komponenseit tartalmazó vegyi anyagokat aminosavaknak nevezzük. Ez a szénhidrogénláncot, karboxilcsoportot (-COOH) és aminocsoportot (-NH2) tartalmazó szerves vegyületek csoportjának általános neve. Prekurzoraik a karbonsavak, és azokat a molekulákat, amelyekben az első szénatomnál a hidrogént aminocsoport helyettesíti, alfa-aminosavaknak nevezzük.

Mindössze 20 aminosav értékes a bioszintézis enzimatikus reakcióihoz, amelyek minden élőlény testében előfordulnak. Ezeket az anyagokat standard aminosavaknak nevezzük. Vannak nem szabványos aminosavak is, amelyeket egyes speciális fehérjemolekulák tartalmaznak. Nem mindenhol találhatók meg, bár fontos funkciót töltenek be a vadon élő állatokban. Valószínűleg ezeknek a savaknak a gyököi a bioszintézis után módosulnak.

Általános információk és anyagok listája

Az aminosavak két nagy csoportja ismert, amelyeket a természetben való jelenlétük mintázata miatt izoláltak. Konkrétan 20 standard aminosav és 26 nem szabványos aminosav található. Az előbbiek bármely élő szervezet fehérjéinek összetételében megtalálhatók, míg az utóbbiak az egyes élő szervezetekre jellemzőek.

20 standard aminosavat 2 típusra osztanak, attól függően, hogy az emberi szervezet mennyire képes szintetizálni. Ezek pótolhatók, amelyek az emberi sejtekben prekurzorokból képesek kialakulni, és pótolhatatlanok, amelyek szintéziséhez nincs enzimrendszer vagy szubsztrát. A nem esszenciális aminosavak előfordulhat, hogy az élelmiszerekben nincsenek jelen, mivel szervezetük képes szintetizálni, szükség esetén pótolni a mennyiségüket. Az esszenciális aminosavakat a szervezet önmagában nem tudja beszerezni, ezért táplálékkal kell beszerezni.

A biokémikusok az esszenciális aminosavak csoportjából határozták meg az aminosavak nevét. Összesen 8 ismert:

• metionin;
• treonin;
• izoleucin;
• leucin;
• fenilalanin;
• triptofán;
• valin;
• lizin;
• a hisztidin is gyakran szerepel ide.

Ezek olyan anyagok, amelyeknek a szénhidrogéncsoport szerkezete eltérő, de az alfa-C atomon mindig karboxilcsoport és aminocsoport van jelen.

A nem esszenciális aminosavak csoportjában 11 anyag található:

• alanin;
• glicin;
• arginin;
• aszparagin;
• aszparaginsav;
• cisztein;
• glutaminsav;
• glutamin;
• prolin;
• szerin;
• tirozin.

Alapvetően kémiai szerkezetük egyszerűbb, mint a lényegeseké, így szintézisük is könnyebb a szervezet számára. Az esszenciális aminosavak többsége csak a szubsztrát, azaz a prekurzor molekula hiánya miatt nem nyerhető a transzaminációs reakcióval.

Glicin, alanin, valin

A fehérjemolekulák bioszintézisében leggyakrabban glicint, valint és alanint használnak (az egyes anyagok képlete az alábbi ábrán látható). Ezek az aminosavak a legegyszerűbb kémiai szerkezetűek. A glicin anyag a legegyszerűbb az aminosavak osztályában, vagyis az alfa-szénatomon kívül a vegyületben nincsenek gyökök. Az élet biztosításában azonban a legegyszerűbb szerkezetű molekula is fontos szerepet játszik. Különösen a hemoglobin és a purinbázisok porfirin gyűrűjét szintetizálják glicinből. A porfírgyűrű a hemoglobin fehérjerégiója, amelynek célja, hogy vasatomokat tartson egy szerves anyag összetételében.

A glicin részt vesz az agy létfontosságú tevékenységének biztosításában, a központi idegrendszer gátló közvetítőjeként működik. Ez azt jelenti, hogy jobban részt vesz az agykéreg – a legösszetettebb szervezettségű szövet – munkájában. Ennél is fontosabb, hogy a glicin az örökletes információt kódoló nukleotidok képződéséhez szükséges purinbázisok szintézisének szubsztrátja. Ezenkívül a glicin további 20 aminosav szintézisének forrásaként szolgál, miközben maga is előállítható szerinből.

Az alanin aminosav képlete valamivel bonyolultabb, mint a gliciné, mivel az anyag alfa-szénatomján egy metilcsoportot egy hidrogénatom helyettesít. Ugyanakkor az alanin továbbra is az egyik leggyakrabban részt vevő molekula a fehérje bioszintézis folyamataiban. A vadon élő állatok bármely fehérjéjének része.

Az emberi szervezetben nem szintetizálható valin egy elágazó szénhidrogénláncú aminosav, amely három szénatomból áll. Az izopropil-gyök nagyobb súlyt ad a molekulának, de emiatt lehetetlen szubsztrátot találni a bioszintézishez az emberi szervek sejtjeiben. Ezért a valint étellel kell ellátni. Elsősorban az izmok szerkezeti fehérjéiben van jelen.

A kutatási eredmények megerősítik, hogy a valin nélkülözhetetlen a központi idegrendszer működéséhez. Különösen az idegrostok mielinhüvelyének helyreállítására való képessége miatt használható segédeszközként a sclerosis multiplex, a kábítószer-függőség és a depresszió kezelésében. Nagy mennyiségben megtalálható húskészítményekben, rizsben, szárított borsóban.

Tirozin, hisztidin, triptofán

A szervezetben a tirozin képes szintetizálódni a fenilalaninból, bár nagy mennyiségben a tejtermékekkel, elsősorban túróval és sajtokkal szállítják. Szerepel a kazein összetételében - állati fehérje, feleslegben található a túróban és sajttermékekben. A tirozin kulcsfontosságú eleme, hogy molekulája a katekolaminok szintézisének szubsztrátjává válik. Ezek az adrenalin, a noradrenalin, a dopamin - a testfunkciók szabályozásának humorális rendszerének közvetítői. A tirozin gyorsan áthatol a vér-agy gáton, ahol gyorsan dopaminná alakul. A tirozin molekula részt vesz a melanin szintézisében, biztosítva a bőr, a haj és a szem írisz pigmentációját.

A hisztidin aminosav a szervezet szerkezeti és enzimatikus fehérjéinek része, a hisztamin szintézisének szubsztrátja. Ez utóbbi szabályozza a gyomorszekréciót, részt vesz az immunreakciókban, szabályozza a sérülések gyógyulását. A hisztidin esszenciális aminosav, és a szervezet csak táplálékkal pótolja tartalékait.

A triptofánt a szervezet sem képes szintetizálni szénhidrogénláncának összetettsége miatt. A fehérjék része, és a szerotonin szintézisének szubsztrátja. Ez utóbbi az idegrendszer közvetítője, célja az ébrenlét és az alvás ciklusának szabályozása. Triptofán és tirozin - az aminosavak ezen elnevezéseit a neurofiziológusoknak emlékezniük kell, mivel a limbikus rendszer fő közvetítői (szerotonin és dopamin) szintetizálódnak belőlük, amelyek biztosítják az érzelmek jelenlétét. Ugyanakkor nincs olyan molekuláris forma, amely biztosítaná az esszenciális aminosavak felhalmozódását a szövetekben, ezért ezeknek minden nap jelen kell lenniük az élelmiszerekben. A napi 70 gramm fehérjetartalmú élelmiszer teljes mértékben kielégíti a szervezet ezen igényeit.

Fenilalanin, leucin és izoleucin

A fenilalanin arról nevezetes, hogy hiányában a tirozin aminosav szintetizálódik belőle. Maga a fenilalanin a természetben található összes fehérje szerkezeti összetevője. Ez a fenetil-amin neurotranszmitter anyagcsere-prekurzora, amely mentális fókuszt, hangulatjavítást és pszichostimulációt biztosít. Az Orosz Föderációban 15% -ot meghaladó koncentrációban ennek az anyagnak a forgalomba hozatala tilos. A feniletilamin hatása hasonló az amfetaminhoz, előbbi azonban nincs káros hatással a szervezetre, és csak a lelki függőség kialakulásában tér el.

Az aminosavcsoport egyik fő anyaga a leucin, amelyből bármely emberi fehérje peptidlánca szintetizálódik, beleértve az enzimeket is. A tiszta formában használt vegyület képes szabályozni a máj működését, felgyorsítani sejtjeinek regenerálódását, valamint a szervezet fiatalítását. Ezért a leucin egy olyan aminosav, amely gyógyszer formájában kapható. Rendkívül hatékony a májcirrhosis, vérszegénység, leukémia kiegészítő kezelésében. A leucin egy aminosav, amely nagyban megkönnyíti a betegek kemoterápia utáni rehabilitációját.

Az izoleucin a leucinhoz hasonlóan önmagában nem képes szintetizálni a szervezetben, és a nélkülözhetetlenek csoportjába tartozik. Ez az anyag azonban nem gyógyszer, mivel a szervezetnek alig van szüksége rá. Alapvetően csak egy sztereoizomerje (2S,3S)-2-amino-3-metil-pentánsav vesz részt a bioszintézisben.

Prolin, szerin, cisztein

A prolin egy ciklikus szénhidrogén gyököt tartalmazó aminosav. Fő értéke egy ketoncsoport jelenléte a láncban, ezért az anyagot aktívan használják szerkezeti fehérjék szintézisében. A heterociklusos keton hidroxilcsoporttá redukálása hidroxiprolin képződésével többszörös hidrogénkötést hoz létre a kollagénláncok között. Ennek eredményeként ennek a fehérjének a szálai összefonódnak, és erős intermolekuláris szerkezetet biztosítanak.

A prolin egy aminosav, amely mechanikai szilárdságot biztosít az emberi szöveteknek és csontvázának. Leggyakrabban a kollagénben található, amely a csontok, a porcok és a kötőszövet része. A prolinhoz hasonlóan a cisztein is egy aminosav, amelyből szerkezeti fehérje szintetizálódik. Ez azonban nem kollagén, hanem az alfa-keratinoknak nevezett anyagok csoportja. Ezek alkotják a bőr szarurétegét, a körmöket, részét képezik a haj pikkelyeinek.

A szerin anyag egy aminosav, amely optikai L és D izomerek formájában létezik. Ez egy cserélhető anyag, amelyet foszfoglicerátból szintetizálnak. Szerin képződhet enzimes reakció során glicinből. Ez a kölcsönhatás reverzibilis, ezért szerinből glicin képződhet. Ez utóbbi fő értéke, hogy az enzimatikus fehérjéket, vagy inkább azok aktív központjait szerinből szintetizálják. A szerin széles körben jelen van a szerkezeti fehérjékben.

Arginin, metionin, treonin

Biokémikusok megállapították, hogy az arginin túlzott fogyasztása provokálja az Alzheimer-kór kialakulását. A negatív érték mellett azonban az anyagnak létfontosságú funkciói is vannak a szaporodás szempontjából. Különösen a sejtben kationos formában jelen lévő guanidincsoport jelenléte miatt a vegyület képes képződni. nagy mennyiség hidrogén intermolekuláris kötések. Ennek köszönhetően az ikerion formájában lévő arginin képes kötődni a DNS-molekulák foszfát régióihoz. A kölcsönhatás eredményeként számos nukleoprotein képződik - a DNS csomagoló formája. Az arginin a sejt nukleáris mátrixának pH-jának változása során leválhat a nukleoproteinről, ezzel biztosítva a DNS-lánc feltekercselését és a transzláció megindulását a fehérje bioszintéziséhez.

A metionin aminosav szerkezetében kénatomot tartalmaz, ezért a kristályos formában lévő tiszta anyag kellemetlen rothadt szagú a hidrogén-szulfid felszabadulása miatt. Az emberi szervezetben a metionin regeneráló funkciót lát el, elősegíti a májsejtmembránok gyógyulását. Ezért aminosav készítmény formájában állítják elő. A metioninból egy második gyógyszert is szintetizálnak, amelyet daganatok diagnosztizálására szánnak. Úgy szintetizálják, hogy egy szénatomot C11 izotópjával helyettesítenek. Ebben a formában aktívan felhalmozódik a daganatsejtekben, lehetővé téve az agydaganatok méretének meghatározását.

A treonin a fenti aminosavakkal ellentétben kisebb jelentőségű: aminosavak nem szintetizálódnak belőle, és a szövetekben alacsony a tartalma. A treonin fő értéke a fehérjék összetételében való részvétele. Ennek az aminosavnak nincs specifikus funkciója.

Aszparagin, lizin, glutamin

Az aszparagin egy gyakori, nem esszenciális aminosav, amely édes ízű L-izomerként és keserű D-izomerként van jelen. A test fehérjéi aszparaginból képződnek, az oxálacetátot pedig glükoneogenezis szintetizálja. Ez az anyag képes oxidálódni a trikarbonsav ciklusban és energiát szolgáltatni. Ez azt jelenti, hogy a szerkezeti funkción kívül az aszparagin energetikai funkciót is ellát.

Az emberi szervezetben nem szintetizálható, a lizin lúgos tulajdonságokkal rendelkező aminosav. Főleg immunfehérjéket, enzimeket és hormonokat szintetizálnak belőle. Ugyanakkor a lizin olyan aminosav, amely önállóan vírusellenes szereket nyilvánít a herpeszvírus ellen. Az anyagot azonban nem használják gyógyszerként.

A glutamin aminosav olyan koncentrációban van jelen a vérben, amely messze meghaladja a többi aminosavat. Nagy szerepet játszik a nitrogén anyagcsere és metabolitok kiválasztásának biokémiai mechanizmusaiban, részt vesz a nukleinsavak, enzimek, hormonok szintézisében, képes az immunrendszer erősítésére, bár gyógyszerként nem alkalmazzák. De a glutamint széles körben használják a sportolók körében, mivel segít az edzés utáni felépülésben, eltávolítja a nitrogént és a butirát metabolitokat a vérből és az izmokból. A sportolók felépülését felgyorsító mechanizmust nem tekintik mesterségesnek, és nem ismerik el joggal doppingként. Ráadásul nincsenek laboratóriumi módszerek a sportolók ilyen doppingolás miatti elítélésére. A glutamin jelentős mennyiségben van jelen az élelmiszerekben is.

Aszparaginsav és glutaminsav

Az aszparaginsav és a glutamin aminosavak rendkívül értékesek az emberi szervezet számára neurotranszmittereket aktiváló tulajdonságaik miatt. Felgyorsítják az információátvitelt a neuronok között, biztosítva a kéreg alatti agyi struktúrák fenntartását. Az ilyen struktúrákban fontos a megbízhatóság és az állandóság, mert ezek a központok szabályozzák a légzést és a vérkeringést. Ezért hatalmas mennyiségű aszparaginsav és glutamin aminosav van a vérben. Az aminosavak térbeli szerkezeti képlete az alábbi ábrán látható.

Az aszparaginsav részt vesz a karbamid szintézisében, eltávolítja az ammóniát az agyból. Jelentős anyag a vérsejtek szaporodásának és megújulásának magas ütemében. Természetesen leukémiában ez a mechanizmus káros, ezért a remisszió eléréséhez olyan enzimkészítményeket használnak, amelyek elpusztítják az aszparaginsav aminosavat.

A szervezetben található összes aminosav egynegyede glutaminsav. Ez a posztszinaptikus receptorok neurotranszmittere, amely szükséges az impulzusok szinaptikus átviteléhez az idegsejtek folyamatai között. A glutaminsavat azonban az információtovábbítás extraszinaptikus módja is jellemzi - volumetrikus neurotranszmisszió. Ez a módszer a memória hátterében áll, és neurofiziológiai rejtély, mert még nem tisztázott, hogy mely receptorok határozzák meg a glutamát mennyiségét a sejten kívül és a szinapszisokon kívül. Feltételezik azonban, hogy a szinapszison kívüli anyag mennyisége az, ami fontos a tömeges neurotranszmisszió szempontjából.

Kémiai szerkezet

Minden nem szabványos és 20 standard aminosavnak közös szerkezeti terve van. Tartalmaz egy ciklusos vagy alifás szénhidrogénláncot gyökökkel vagy anélkül, egy aminocsoportot az alfa-szénatomnál és egy karboxilcsoportot. A szénhidrogén lánc bármilyen lehet, így az anyag aminosavak reakcióképességével rendelkezik, fontos a fő gyökök elhelyezkedése.

Az aminocsoportnak és a karboxilcsoportnak a lánc első szénatomjához kell kapcsolódnia. A biokémiában elfogadott nómenklatúra szerint alfaatomnak nevezik. Ez fontos a peptidcsoport - a legfontosabb kémiai kötés - kialakulásához, amelynek köszönhetően a fehérje létezik. A biológiai kémia szempontjából az élet a fehérjemolekulák létmódja. Az aminosavak fő értéke a peptidkötés kialakulása. Az aminosavak általános szerkezeti képlete a cikkben található.

Fizikai tulajdonságok

A szénhidrogénlánc hasonló szerkezete ellenére az aminosavak fizikai tulajdonságaiban jelentősen eltérnek a karbonsavaktól. Szobahőmérsékleten hidrofil kristályos anyagok, vízben könnyen oldódnak. Szerves oldószerben a karboxilcsoport disszociációja és a proton eliminációja miatt az aminosavak rosszul oldódnak, anyagkeverékeket képeznek, de nem valódi oldatokat. Sok aminosav édes ízű, míg a karbonsav savanyú.

Ezek a fizikai tulajdonságok két funkcionális kémiai csoport jelenlétének köszönhetőek, amelyek miatt a vízben lévő anyag oldott sóként viselkedik. A vízmolekulák hatására a karboxilcsoportról egy proton válik le, melynek akceptorja az aminocsoport. A molekula elektronsűrűségének eltolódása és a szabadon mozgó protonok pH (savassági index) hiánya miatt az oldat meglehetősen stabil marad, ha nagy disszociációs állandójú savakat vagy lúgokat adunk hozzá. Ez azt jelenti, hogy az aminosavak képesek gyenge pufferrendszerek kialakítására, fenntartva a szervezet homeosztázisát.

Fontos, hogy a disszociált aminosavmolekula töltési modulusa nulla legyen, mivel a hidroxilcsoportról levált protont a nitrogénatom befogadja. Az oldatban lévő nitrogénen azonban pozitív, a karboxilcsoporton negatív töltés képződik. A disszociációs képesség közvetlenül függ a savasságtól, ezért az aminosavoldatoknak van izoelektromos pontja. Ez az a pH (savassági index), amelynél a legtöbb molekula nulla töltést tartalmaz. Ebben az állapotban elektromos térben mozdulatlanok és nem vezetnek áramot.

Sokan tudjuk, hogy a fehérjék szükségesek a szervezet számára, mivel aminosavakat tartalmaznak. De nem mindenki érti, mik ezek az elemek, és miért olyan fontos jelenlétük az étrendben. Ma megtudjuk, hány aminosav szerepel a besorolásukban, és milyen funkciót látnak el.

Mik azok az aminosavak?

Tehát az aminosavak (az aminokarbonsavak neked) olyan szerves vegyületek, amelyek a fehérje szerkezetét alkotó fő elem. A fehérjék pedig részt vesznek az emberi test minden élettani folyamatában. Csontokat, inakat, szalagokat, belső szerveket, izmokat, körmöket és hajat alkotnak. A fehérjék a test részévé válnak a táplálékkal együtt járó aminosavak szintézisének folyamatában. Ezért nem a fehérje a fontos tápanyag, hanem az aminosavak. És nem minden fehérje egyformán hasznos, mert mindegyiknek megvan a maga egyedi összetétele ugyanazokból a savakból.

Elég bonyolult, tekintsük alapszinten. Tudjuk, hogy az aminokarbonsavak a fehérje nevű épület és az ember nevű metropolisz építőkövei. Azonban nem minden fehérje tartalmazza pontosan azokat az elemeket, amelyekre szükségünk van. Ha mikroszkóp alatt megnézünk egy fehérjét, láthatunk egy peptidkötéssel összekapcsolt aminosavláncot. Nagyjából ennek a láncnak a láncszemei ​​javító- és építőanyagként szolgálnak szervezetünkben.

Meglepő módon volt idő, amikor a tudósok nem tudták, hány különböző aminosav található a fehérjékben. Legtöbbjüket a 19., a többit a 20. században nyitották meg. A tudósoknak 119 évbe telt, mire végre megválaszolták a kérdést: "Hány aminosav van egy fehérjében?" Mindegyikük szerkezetét még tovább tanulmányozták.

A mai napig ismeretes, hogy az emberi szervezet normális működéséhez 20 proteinogén aminokarbonsav szükséges. Ezt a húszat gyakran fő savaknak nevezik. Kémiai szempontból sok szempont szerint osztályozzák őket. De a hétköznapi emberek a legközelebb állnak a savak szervezetünkben való szintetizálódási képessége szerinti osztályozáshoz. Ezen az alapon az aminosavak felcserélhetők és pótolhatatlanok.

Ennek a besorolásnak van néhány hátránya. Például az arginint bizonyos élettani állapotokban esszenciálisnak tekintik, de a szervezet képes szintetizálni. A hisztidin pedig olyan kis mennyiségben pótolódik, hogy még mindig étellel kell bevinni.

Most, hogy tudjuk, hányféle aminosavat tartalmaznak a fehérjék, nézzük meg közelebbről mindkét típust.

Pótolhatatlan (alapvető)

Amint azt már megértette, ezeket az anyagokat a szervezet önmagában nem tudja szintetizálni, ezért étellel kell elfogyasztani őket. Az esszenciális szerves savak fő mennyisége az állati fehérjékben található. Ha a szervezetnek hiányzik egyik vagy másik eleme, elkezdi elvenni az izomszövetből. Ez az osztály 8 savból áll. Ismerkedjünk meg mindegyikkel.

Leucin

Ez a sav felelős az izomszövetek, a bőr és a csontok helyreállításáért és védelméért. A leucinnak köszönhetően szabadul fel a növekedési hormon. Ezenkívül ez a szerves sav szabályozza a vércukorszintet és elősegíti a zsírégetést. Húsban, diófélékben, hüvelyesekben, barna rizsben és búzaszemekben található. A lecitin serkenti és ezáltal elősegíti az izomépítést.

Izoleucin

Ez a sav felgyorsítja az energiatermelést, ezért is szeretik annyira a sportolók. Egy fárasztó edzés után elősegíti a gyors felépülést. izomrostok. Az izoleucin enyhíti az úgynevezett krepaturát, részt vesz a hemoglobin képződésében és szabályozza a cukor mennyiségét. A legtöbb izoleucin a húsban, halban, tojásban, diófélékben, borsóban és szójában található.

Lizin

Ez az aminosav fontos szerepet játszik az immunrendszer működésében. Fő feladata olyan antitestek szintézise, ​​amelyek megvédik szervezetünket a vírusok és allergének hatásaitól. Ezenkívül a lizin szabályozza a csontszövet és a kollagén megújulásának folyamatát, valamint a növekedési hormonokat. Ez a szerves sav megtalálható olyan élelmiszerekben, mint: tojás, burgonya, vörös hús, hal és tejtermékek.

Fenilalanin

Ez az alfa-aminosav felelős a központi idegrendszer normál működéséért. Hiánya a szervezetben depresszióhoz és krónikus betegségekhez vezet. A fenilalanin segít koncentrálni és megjegyezni a megfelelő információkat. A mentális zavarok, köztük a Parkinson-kór kezelésére használt gyógyszerek része. Pozitív hatással van a máj és a hasnyálmirigy működésére. Aminosav megtalálható: diófélékben, gombában, csirkében, tejtermékekben, banánban, sárgabarackban és csicsókában.

metionin

Kevesen tudják, hány aminosav van a fehérjében, de sokan tudják, hogy a metionin aktívan égeti a zsírszövetet. De ez még nem minden előnyös tulajdonságait ez a sav. Befolyásolja az ember állóképességét és teljesítményét. Ha ez nem elég a szervezetben, azonnal megértheti a bőr és a köröm. A metionin olyan élelmiszerekben található, mint: hús, hal, napraforgómag, hüvelyesek, hagyma, fokhagyma és tejtermékek.

Treonin

Annak érdekében, hogy kiderítsék, hány aminosav van egy fehérjében, a tudósok felfedeztek egy olyan anyagot, mint a treonin, az egyik legutolsó. De nagyon hasznos az ember számára. A treonin felelős az emberi test összes legfontosabb rendszeréért, nevezetesen az idegrendszerért, az immunrendszerért és a szív- és érrendszerért. Hiányának első jele a fogak és a csontok problémái. A legtöbb ember tejtermékekből, húsból, gombából, zöldségekből és gabonafélékből kap treonint.

triptofán

Egy másik fontos összetevő. Felelős a szerotonin szintéziséért, amelyet gyakran a jó közérzet hormonjának is neveznek. A triptofánhiányt alvászavarok, étvágy észlelhetjük. Ez a sav szabályozza a légzésfunkciót és a vérnyomást is. Főleg: tenger gyümölcseiben, vörös húsban, baromfiban, tejtermékekben és búzában található.

Valine

Ellátja a sérült rostok helyreállításának funkcióját és figyelemmel kíséri az izomanyagcsere folyamatait. Nagy terhelés alatt serkentő hatású lehet. Az emberi mentális tevékenységben is szerepet játszik. Segít a máj és az agy kezelésében az alkohol és a kábítószerek negatív hatásaitól. Egy személy valint kaphat: húsból, gombából, szójából, tejtermékből és földimogyoróból.

Figyelemre méltó, hogy testünkben az összes szerves sav 70%-át mindössze három aminosav foglalja el: leucin, izoleucin és valin. Ezért ezeket tartják a legfontosabbnak a szervezet normális működésének biztosításában. BAN BEN sporttáplálkozás még egy speciális BCAA komplexet is izoláltak, amely pontosan ezt a három savat tartalmazza.

Továbbra is megválaszoljuk azt a kérdést, hogy hány fő aminosavat tartalmaz a fehérje, és áttérünk az osztály felcserélhető képviselőire.

Felcserélhető

Ennek a csoportnak a fő különbsége az, hogy minden képviselője kialakulhat a szervezetben endogén szintézissel. A "cserélhető" szó sokakat félrevezet. Ezért gyakran tudatlan emberek azt mondják, hogy ezeket az aminosavakat nem kell étellel fogyasztani. Természetesen nem! A helyettesíthető savakat, valamint az esszenciális savakat be kell venni a napi étrendbe. Valójában más anyagokból is előállíthatók. De ez csak akkor történik meg, ha az étrend nem megfelelő. Ezután a hasznos anyagok és az esszenciális savak egy részét a nem esszenciális savak rekonstrukciójára fordítják. Ezért nem teljesen kedvező a szervezet számára. Elemezzük a „nagy húszba” tartozó esszenciális savakat.

Alanin

Segíti a szénhidrátok anyagcseréjének felgyorsítását és a méreganyagok eltávolítását a májból. Olyan élelmiszerekben található meg, mint: hús, baromfi, tojás, hal és tejtermékek.

Aszparaginsav

Univerzális üzemanyagnak számít szervezetünk számára, mivel jelentősen javítja az anyagcserét. A tejben, nádcukorban, baromfi- és marhahúsban található.

Aszparagin

Megpróbálva válaszolni a kérdésre: "Hány aminosavat tartalmaz a fehérje összetétele?", A tudósok mindenekelőtt felfedezték az aszparagint. Még 1806-ban volt. Ez a sav részt vesz az idegrendszer működésének javításában. Minden állati fehérjében megtalálható, csakúgy, mint a diófélékben, a burgonyában és a gabonafélékben.

hisztidin

Minden belső szerv fontos építőköve. Szinte kulcsszerepet játszik a vörös- és fehérvérsejtek képződésében. Pozitív hatással van az immunrendszerre és a szexuális működésre. Az alkalmazások széles körének köszönhetően a szervezet hisztidintartalékai gyorsan kimerülnek. Ezért fontos, hogy étkezés közben vegye be. Hús-, tej- és gabonatermékekben található.

Derűs

Serkenti az agyat és a központi idegrendszert. Olyan élelmiszerekben található meg, mint: hús, szója, gabonafélék, földimogyoró.

cisztein

Ez az aminosav a szervezetben felelős a keratin szintéziséért. Enélkül nem lenne egészséges köröm, haj és bőr. Olyan élelmiszerekben található meg, mint: hús, tojás, pirospaprika, fokhagyma, hagyma és brokkoli.

Arginin

Arról, hogy hány proteinogén aminosavat tartalmaznak a fehérjék, és milyen funkciókat látnak el, meg voltunk győződve arról, hogy mindegyik fontos a szervezet számára. Vannak azonban olyan savak, amelyeket a szakértők szerint a legjelentősebbnek tartanak. Ezek közé tartozik az arginin. Felelős az izmok, ízületek, bőr és máj egészséges működéséért, emellett erősíti az immunrendszert és égeti a zsírt. Az arginint gyakran használják a testépítők és azok, akik fogyni szeretnének étrend-kiegészítők részeként. Természetesen előfordul a húsban, diófélékben, tejben, gabonafélékben és zselatinban.

Glutaminsav

Fontos eleme az agy és a gerincvelő egészséges működésének. Gyakran mononátrium-glutamát-kiegészítőként értékesítik. Megtalálható a tojásban, húsban, tejtermékekben, halban, sárgarépában, kukoricában, paradicsomban és spenótban.

Glutamin

Szükséges a fehérje az izomnövekedéshez és támogatáshoz. Ez egyben az agy "üzemanyaga". Ráadásul a glutamin mindent eltávolít a májból, ami az egészségtelen ételekkel együtt kerül oda. A főzés denaturálja a savat, ezért a petrezselymet és a spenótot nyersen kell enni, hogy pótoljuk.

glicin

Segíti a vér alvadását és a glükóz energiává alakítását. Húsban, halban, hüvelyesekben és tejben található.

Prolin

Felelős a kollagén szintéziséért. A prolin hiányával a szervezetben az ízületi problémák kezdődnek. Főleg az állati fehérjékben található meg, ezért szinte ez az egyetlen olyan anyag, amelynek hiányával szembesülnek azok, akik nem esznek húst.

Tirozin

Felelős a vérnyomás és az étvágy szabályozásáért. Ennek a savnak a hiányában az ember gyors fáradtságtól szenved. Az ilyen problémák elkerülése érdekében banánt, magvakat, dióféléket és avokádót kell enni.

Aminosavakban gazdag élelmiszerek

Most már tudja, hány aminosav van a fehérjében. Mindegyik funkciója és elhelyezkedése Ön is ismert. Jegyezzük meg a fő termékeket, amelyek használatával nem kell aggódnia az aminosavak táplálkozásának egyensúlya miatt.

Tojás. Tökéletesen felszívódnak a szervezetben, nagy mennyiségű aminosavat adnak neki, és fehérje táplálékot biztosítanak.

Tejtermékek. Sok hasznos anyagot képesek ellátni az emberrel, amelyek spektruma egyébként nem korlátozódik a szerves savakra.

Hús. Talán a fehérje és az azt alkotó anyagok első forrása.

Egy hal. Fehérjében gazdag és a szervezet által tökéletesen emészthető.

Sokan teljesen biztosak abban, hogy állati eredetű termékek nélkül lehetetlen a szervezetet megfelelő mennyiségű fehérjével ellátni. Ez teljesen hamis. És ennek bizonyítéka a kiváló fizikai formájú vegetáriánusok hatalmas száma. A növényi élelmiszerek közül az aminosavak fő forrásai: hüvelyesek, diófélék, gabonafélék, magvak.

Következtetés

Ma megtudtuk, hány aminosav van a fehérjében. Anyagcsoportok és képviselőik részletes leírása segít eligazodni az egészséges táplálkozás elkészítésében.

Aminosavak(szinonima aminokarbonsavak) - egy vagy több aminocsoportot tartalmazó szerves (karbon)savak; a fehérjemolekula fő szerkezeti része.

Attól függően, hogy az aminocsoport a szénláncban a karboxilcsoporthoz viszonyítva hol helyezkedik el (vagyis a második, harmadik és így tovább), α-, β-, γ-aminosavakat és így tovább különböztetnek meg. . Számos aminosav megtalálható az élő szervezetekben szabad formában vagy összetettebb vegyületek részeként. Leírva kb. 200 különböző természetes aminosav, amelyek közül körülbelül 20 különösen fontos, amelyek a fehérjék részét képezik (lásd). A fehérjékben található összes aminosav α-aminosav, és az általános képletnek felel meg: RCH (NH 2) COOH, ahol R jelentése a lánc második szénatomjához kapcsolódó, különböző aminosavakban egyenlőtlen gyök. Egy aminocsoport ugyanahhoz a szénatomhoz kapcsolódik. Így ennek a szénatomnak 4 egyenlőtlen szubsztituense van, és aszimmetrikus.

Vauquelin és Robiquet francia kémikusok (LW Vauquelin, PJ Robiquet, 1806) még az aminosavak, mint a vegyszerek egy speciális osztályának felfedezése előtt kristályos aszparagint izoláltak a spárgaléből, amely az aszparaginsav amidja (lásd), és amely az egyik a fehérjékben található aminosavak.

Az első természetes aminosavat (cisztint) Wollaston (W. H. Wollaston) fedezte fel 1810-ben a húgykövekben; 1819-ben Proust (J. L. Proust) a sajt erjesztésével kapcsolatos kísérleteket végezve leucin kristályokat izolált. 1820-ban Braconno (N. Braconnot) zselatin-hidrolizátumból glicint nyert, amelynek édes íze volt, és nyálkás cukornak nevezték; csak később sorolták be a glicint az aminosavak közé. Braconneau felfedezése azért volt különösen fontos, mert ez volt az első alkalom, hogy fehérjehidrolizátumból nyertek aminosavakat; később a fehérjemolekulákban lévő egyéb aminosavakat izolálták és azonosították fehérje-hidrolizátumokból.

Az aminosavak számos közös tulajdonsággal rendelkeznek: színtelen, kristályos anyagok, amelyek általában viszonylag magas hőmérsékleten bomlás közben megolvadnak, ízük édes, keserű vagy íztelen. Az aminosavak amfoter elektrolitok, azaz savakkal és bázisokkal egyaránt sókat képeznek, és rendelkeznek néhány olyan tulajdonsággal, amely a szerves savakra és az aminokra egyaránt jellemző. A természetes α-aminosavak az aminosavak természetétől és a környezeti feltételektől függően eltérő mértékben forgathatják a polarizációs síkot jobbra vagy balra, de mindegyik az L-sorozatba tartozik, azaz azonos konfigurációjú. az α-szénatom, és az L-alanin vagy az L-glicerin-paldehid származékainak tekinthetők. A különféle aminosavak gyökeinek tulajdonságainak és természetének változatossága meghatározza mind az egyes aminosavak, mind a fehérjemolekulák változatosságát és specifikus tulajdonságait, amelyekben ezek szerepelnek. A fehérjehidrolizátumokban található természetes aminosavak kémiai szerkezetét és legfontosabb tulajdonságait a táblázat tartalmazza. egy.

1. táblázat A természetben leggyakrabban előforduló aminosavak kémiai szerkezete és fizikai-kémiai tulajdonságai

Név	racionális név	Képlet	Molekuláris tömeg	Olvadási hőmérséklet	Oldhatósága grammban/100 g vízben t° 25°-on
α-aminopropionsav		89,09	297° (kibontva)	16,51
α-amino-δ-guanidin-valeriánsav		174,20	238° (kibontva)	Könnyen oldódik
α-amino-borostyánkősav γ-amidja		132,12	236° (kibontva)	3,11 (28°)
α-aminoborostyánkősav		133,10	270°	0,50
α-amino-izovalerián (α-amino-β-metil-vajsav).		117,15	315° (kibontva)	8,85
α-amino-β-imidazolil-propionsav		155,16	277° (kibontva)	4,29
glicin (glikokol)	Aminoecetsav		75,07	290° (kibontva)	24,99
δ-amid-α-amino-glutársav		146,15	185°	3,6 (18°)
α-aminoglutársav		147,13	249°	0,843
α-amino-β-metilvaleriánsav		131,17	284° (kibontva)	4,117
α-aminoizokaproinsav		131,17	295° (kibontva)	2,19
α-, ε-diaminokapronsav		146,19	224° (kibontva)	Könnyen oldódik
α-amino-γ-metil-tiovajsav		149,21	283° (kibontva)	3,35
γ-hidroxi-pirrolidin-α-karbonsav		131,13	270°	36,11
Pirrolidin-α-karbonsav		115,13	222°	162,3
α-amino-β-hidroxi-propionsav		105,09	228° (kibontva)	5,023
α-amino-β-paraoxi-fenil-propionsav		181,19	344° (kibontva)	0,045
α-amino-β-hidroxi-vajsav		119,12	253° (kibontva)	20,5
α-amino-β-indolil-pro opionsav		204,22	282° (kibontva)	1,14
α-amino-β-fenil-propionsav		165,19	284°	2,985
α-amino-β-tiopropionsav		121,15	178°	-
Di-α-amino-β-tiopropionsav		240,29	261° (kibontva)	0,011

Elektrokémiai tulajdonságok

Amfoter tulajdonságokkal rendelkező aminosavak (lásd Amfolitok) az oldatokban lévő aminosavak a savas disszociáció típusa szerint (hidrogénion feladása és egyidejűleg negatív töltésűek) és a lúgos disszociáció típusa (a H-ion kötődése) szerint disszociálnak. és a hidroxil-ion felszabadítása), miközben pozitív töltést szerez. Savas környezetben fokozódik az aminosavak lúgos disszociációja, és savas anionokkal sók képződnek. Ezzel szemben lúgos környezetben az aminosavak anionként viselkednek, és bázisokkal sókat képeznek. Megállapítást nyert, hogy az oldatokban lévő aminosavak szinte teljesen disszociálnak, és amfoter (bipoláris) ionok, más néven ikerionok vagy amfiionok formájában vannak:

Savas környezetben egy amfoter ion hidrogéniont kapcsol, amely elnyomja a sav disszociációját, és kationná alakul; lúgos közegben hidroxil-ion hozzáadásával a lúgos disszociáció elnyomódik, és a bipoláris ion anionná válik. A közeg egy bizonyos pH-értékénél, ami nem azonos a különböző aminosavaknál, egy adott aminosavra a savas és lúgos disszociáció mértéke kiegyenlítődik, és az elektromos térben az aminosavak sem a katódra, sem a lúgosra nem mozdulnak el. az anódhoz. Ezt a pH-értéket nevezzük izoelektromos pontnak (pI), amely minél alacsonyabb, minél savasabb tulajdonságok fejeződnek ki egy adott aminosavban, és minél magasabb, annál több bázikus tulajdonság fejeződik ki egy aminosavban (lásd Izoelektromos pont). pI-nél az aminosav oldhatósága minimális lesz, így könnyebben válik ki az oldatból.

Optikai tulajdonságok

Minden α-aminosavnak van aszimmetrikus szénatomja, a glicin kivételével (lásd). Ilyen atom mindig a 2. vagy α-szénatom, amelynek mind a négy vegyértékét különböző csoportok foglalják el. Ebben az esetben két sztereoizomer forma lehetséges, amelyek egymás tükörképei és nem kompatibilisek egymással, mint például a jobb és a bal kéz. A diagram az alanin aminosav két sztereoizomerjét mutatja háromdimenziós kép formájában, és ennek megfelelő vetületét egy síkra. A bal oldali képet hagyományosan a bal oldali konfigurációnak (L), a jobb oldalon a jobb oldali konfigurációnak (D) tekintik. Az ilyen konfigurációk a bal- és jobbkezes glicerinaldehidnek felelnek meg, amelyet a molekulák konfigurációjának meghatározásakor kiindulási vegyületnek veszünk. Kimutatták, hogy a fehérjehidrolizátumokból nyert összes természetes aminosav az α-szénatom konfigurációja szerint az L-sorozatnak felel meg, vagyis az L-alanin származékának tekinthető, amelyben egy hidrogénatom van a metilcsoportot egy összetettebb gyök helyettesíti. Az egyes aminosavak fénypolarizációs síkjának fajlagos forgása mind a teljes molekula egészének tulajdonságaitól, mind a pH-oldattól, hőmérséklettől és egyéb tényezőktől függ.

A legfontosabb aminosavak fajlagos forgását, izoelektromos pontjait és a savdisszociációs állandók (pK a) mutatóit a táblázat tartalmazza. 2.

2. táblázat: A polarizációs sík fajlagos elforgatása, látszólagos savdisszociációs állandók és L-aminosavak izoelektromos pontjai t° 25°-on

Aminosav	Fajlagos forgás		Sav disszociációs állandók			Izoelektromos pont pI
	vizesoldat	5 n-kor. sósav oldat	pK 1	pK 2	pK 3
Alanya	+1,6	+13,0	2,34	9,69		6,0
Arginin	+21,8	+48,1	2,18	9,09	13,2	10,9
Aszparagin	-7,4	+37,8	2,02	8,80		5,4
Aszparaginsav	+6,7	+33,8	1,88	3,65	9,60	2,8
Wally	+6,6	33,1	2,32	9,62		6,0
hisztidin	+59,8	+18,3	1,78	5,97	8,97	7,6
		2,34	9,60		6,0
Glutamin	+9,2	+46,5	2,17	9,13		5,7
Glutaminsav	+17,7	+46,8	2,19	4,25	9,67	3,2
Izoleucin	+16,3	+51,8	2,26	9,62		5,9
Leucin	-14,4	+21,0	2,36	9,60		6,0
Lizin	+19,7	+37,9	2,20	8,90	10,28	9,7
metionin	-14,9	+34,6	2,28	9,21		5,7
Oxiprolin	-99,6	-66,2	1,82	9,65		5,8
Prolin	-99,2	-69,5	1,99	10,60		6,3
Sorozat	-7,9	+15,9	2,21	9,15		5,7
Tirozin	-6,6	-18,1	2,20	9,11	10,07	5,7
Treonin	-33,9	-17,9	2,15	9,12		5,6
triptofán	-68,8	+5,7	2,38	9,39		5,9
Fenilalanin	-57,0	-7,4	1,83	9,13		5,5
cisztein	-20,0	+7,9	1,71	8,33	10,78	5,0
cisztin				2,01	8,02 pK 4 = 8,71	5,0

Korábban az L-aminosavak, azaz a D-sorozatú aminosavak optikai antipódjait "nem természetesnek" nevezték, de manapság a D-sorozatú aminosavak megtalálhatók egyes bakteriális termékekben és antibiotikumokban. Így a spórákat hordozó baktériumok (Bac. subtilis, B. anthracis és mások) kapszulai nagyrészt D-glutaminsav-maradékokból épült polipeptidből állnak. A D-alanin és a D-glutaminsav a mukopeptidek részét képezik, amelyek számos baktérium sejtfalát alkotják; A D sorozatba tartozó valint, fenilalanint, ornitint és leucint a gramicidinek és sok más peptid - antibiotikumok stb. tartalmazzák. A sztereoizomer aminosavak biológiai tulajdonságaikban jelentősen különböznek, csak egy bizonyos optikai konfigurációra specifikus enzimek támadják meg őket, nem helyettesítik őket vagy csak részben helyettesítik egymást barát az anyagcserében és hasonlók A D-izomerek (lásd), a leucin (lásd), a szerin (lásd), a triptofán (lásd) és a valin (lásd) nagyon édesek, míg az L-sztereoizomerek az alanin ill. A szerin mérsékelten édes, a triptofán íztelen, a leucin és a valin pedig keserű. Az L-glutaminsav jellegzetes „húsos” íze a D-formában hiányzik. A szintetikus aminosavak általában racemátok, azaz egyenlő mennyiségű D- és L-forma keveréke. Ezeket DL-aminosavaknak nevezik. Egyes speciális reagensek segítségével vagy bizonyos enzimekkel végzett kezeléssel a szintetikus aminosavak D- és L-formákra választhatók szét, vagy csak egy kívánt sztereoizomer nyerhető.

Az aminosavak osztályozása

Az egyes aminosavak jellemző tulajdonságait az oldallánc, vagyis az α-szénatomon álló gyök határozza meg. Ennek a gyöknek a szerkezetétől függően az aminosavakat alifás (az aminosavak többsége hozzájuk tartozik), aromás (fenilalanin és tirozin), heterociklusos (hisztidin és triptofán) és iminosavak (lásd, lásd), amelyekben a nitrogénatom. az α-szénatomnál áll, az oldallánchoz pirrolidingyűrűben kapcsolódik; ezek közé tartozik a prolin és a hidroxiprolin (lásd Prolin).

A karboxil- és amincsoportok száma szerint az aminosavakat a következőképpen osztjuk fel.

A monoamino-monokarbonsavak egy karboxil- és egy amincsoportot tartalmaznak; az aminosavak nagy része hozzájuk tartozik (pH-juk kb. 6).

A monoamino-dikarbonsavak két karboxil- és egy aminocsoportot tartalmaznak. Az aszparaginsav és a glutaminsav (lásd) enyhén savas tulajdonságokkal rendelkeznek.

A diamino-monokarbonsavak - arginin (lásd), lizin (lásd), hisztidin (lásd) és ornitin - vizes oldatban főleg bázisként disszociálnak.

Által kémiai összetétel helyettesítő csoportokat különböztetünk meg: hidroxiaminosavak (alkoholcsoportot tartalmaznak) - szerin és treonin (lásd), kéntartalmú aminosavak (összetételükben kénatomokat tartalmaznak) - cisztein, cisztin (lásd) és metionin (lásd); amidok (lásd) dikarbonsav-aminosavak - aszparagin (lásd) és glutamin (lásd) és hasonlók Szénhidrogén gyököt tartalmazó aminosavak, például alanin, leucin, valin és mások, a fehérjéknek hidrofób tulajdonságokat biztosítanak; ha a gyök hidrofil csoportokat tartalmaz, mint például a dikarbonsav aminosavakban, akkor ezek hidrofilitást kölcsönöznek a fehérjének.

A már említett aminosavak mellett (lásd a táblázatot és a kapcsolódó cikkeket) még több mint 100 aminosavat találtak emberi, állati, növényi és mikrobiális szövetekben, amelyek közül sok fontos szerepet játszik az élő szervezetekben. Tehát az ornitin és a citrullin (a diaminokarbonsavak közé tartoznak) fontos szerepet játszanak az anyagcserében, különösen az állatok karbamid szintézisében (lásd Arginin, Urea). A glutaminsav magasabb analógjait találták élőlényekben: 6 szénatomos α-amino-adipinsav és 7 szénatomos α-amino-pimelinsav. Az oxilizint a kollagén és a zselatin összetételében találták:

két aszimmetrikus szénatommal rendelkezik. Az alifás monoamino-monokarbonsavak közül az α-aminovajsav, a norvalin (α-aminovaleriánsav) és a norleucin (α-ampnokapronsav) található. Az utolsó kettőt szintetikusan állítják elő, de a fehérjékben nem találhatók meg. A homoszerin (α-amino-γ-hidroxi-vajsav) a szerin legmagasabb analógja. Ennek megfelelően az α-amino-y-tiovajsav vagy homocisztein a cisztein hasonló analógja. Az utolsó két aminosav a lantionin mellett:

[HOOS-CH (NH 2) -CH 2 -S-CH 2 -CH (NH 2) -COOH]

és cisztationin:

[HOOS-CH(NH2)-CH2-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH]

részt vesz a kéntartalmú aminosavak metabolizmusában. A 2,4-dioxifenilalanin (DOPA) a fenilalanin (lásd) és a tirozin (lásd) metabolizmusának köztes terméke. A tirozinból aminosav képződik, például 3,5-dijódtirozin - a tiroxin képződésének közbenső terméke (lásd). Szabad állapotban és egyes természetes anyagok összetételében nitrogénnel metilált aminosavak (lásd Metilezés) találhatók: metilglicin, vagy szarkozin, valamint metilhisztidin, metiltriptofán, metillizin. Az utóbbit a közelmúltban találták meg a nukleáris fehérjék - hisztonok - részeként (lásd). Az aminosavak acetilezett származékait is leírták, beleértve az acetilizint a hisztonok részeként.

A természetben található α-aminosavak mellett, főleg szabad formában és néhány biológiailag fontos peptid részeként, vannak olyan aminosavak, amelyek más szénatomokon aminocsoportot tartalmaznak. Ide tartozik a β-alanin (lásd Alanin), a γ-aminovajsav (lásd Aminovajsavak), amely fontos szerepet játszik az idegrendszer működésében, a δ-aminolevulinsav, amely a porfirinek szintézisének köztes terméke. Az aminosavak közé tartozik még a taurin (H 2 N-CH 2 -CH 2 -SO 3 H), amely a szervezetben a cisztein cseréje során képződik.

Az aminosavak beszerzése

Az aminosavakat különféle módszerekkel állítják elő, néhányukat kifejezetten bizonyos aminosavak előállítására tervezték. A leggyakrabban gyakori módszerek Az aminosavak kémiai szintézise a következő.

1. Halogénezett szerves savak aminálása. Egy halogénszármazékot (általában bróm-szubsztituált savat) ammóniával kezelnek, aminek eredményeként a halogént aminocsoport helyettesíti.

2. Aminosav kinyerése aldehidekből ammóniával és hidrogén-cianiddal vagy cianidokkal történő kezeléssel. A kezelés eredményeként cianohidrin keletkezik, amely tovább aminálódik, aminonitrilt képezve; az utóbbi elszappanosítása aminosavat ad.

3. Aldehidek kondenzációja glicin-származékokkal, majd redukció és hidrolízis.

Az egyes aminosavakat fehérje-hidrolizátumokból nehezen oldódó sók vagy más származékok formájában nyerhetjük ki. Például a cisztin és a tirozin könnyen kicsapódik az izoelektromos ponton; a diaminosavak foszfor-volfrám, pikrin (lizin), flavián (arginin) és más savak sói formájában válnak ki; a dikarbonsavak kalcium- vagy báriumsóként válnak ki, a glutaminsavat hidroklorid aminosavként izolálják savas környezetben, az aszparaginsavat rézsóként stb. A kromatográfiás és elektroforézises módszereket számos aminosav fehérjehidrolizátumokból történő preparatív izolálására is használják. Ipari célokra számos aminosavat mikrobiológiai szintézissel állítanak elő bizonyos baktériumtörzsek tápközegéből történő izolálással.

Az aminosavak meghatározása

Az aminosavak általános reakciójaként a ninhidrinnel végzett színreakciót leggyakrabban alkalmazzák (lásd), amely hevítéskor különböző árnyalatú lila színt ad különböző aminosavakkal. Folin-reagenst (1,2-naftokinon-4-szulfonsav-nátrium) is alkalmaznak, salétromsavval végzett dezaminálást a felszabaduló nitrogén gázometriás meghatározásával Van Slyke szerint (lásd Van Slyke módszerek).

Az egyes aminosavak, valamint a vérben és más testnedvekben és szövetekben lévő fehérjék és szabad aminosavak aminosav-összetételének meghatározása általában papíron vagy ioncserélő gyantán végzett kromatográfiával (lásd Kromatográfia) vagy elektroforézissel történik. (lát). Ezek a módszerek lehetővé teszik bármely aminosav kis mennyiségének (milligramm töredékeinek) minőségi és kvantitatív meghatározását e vegyületek referenciamintáinak „tanúként” vagy standardként történő felhasználásával. Általában automatikus aminosavelemzőket használnak (lásd: Autoanalyzers), amelyek több órán belül elvégzik a mindössze néhány milligramm aminosavat tartalmazó minták teljes aminosavelemzését. Az aminosavak meghatározásának még gyorsabb és érzékenyebb módszere az illékony származékaik gázkromatográfiája.

Azok az aminosavak, amelyek élelmiszerrel jutnak be az emberek és állatok szervezetébe, főként élelmiszer-fehérje formájában, központi helyet foglalnak el a nitrogén-anyagcserében (lásd), és biztosítják a szervezetben a saját fehérjék és nukleinsavak, enzimek, számos koenzim szintézisét. , hormonok és más biológiailag fontos anyagok; növényekben aminosavakból alkaloidok képződnek (lásd).

Az emberek és állatok vérében a szabad aminosavak állandó szintje és a kis peptidek összetétele normálisan megmarad. Az emberi plazma 100 ml plazmánként átlagosan 5-6 mg aminosav-nitrogént (amit általában amino-nitrogénnek neveznek) tartalmaz (lásd a maradék nitrogént). Az eritrocitákban az amino-nitrogén tartalma 11/2-2-szer, a szervek és szövetek sejtjeiben még ennél is magasabb. Naponta körülbelül 1 g aminosav ürül a vizelettel (3. táblázat). Bőséges és kiegyensúlyozatlan fehérjetáplálkozás, károsodott vese-, máj- és egyéb szervek működése, valamint bizonyos mérgezések és örökletes aminosav-anyagcsere-zavarok esetén ezek vértartalma megemelkedik (hiperaminoacidémia) és észrevehető mennyiségű aminosav ürül ki. a vizeletben. (lásd Aminoaciduria).

3. táblázat: Szabad aminosavak tartalma a humán plazmában és a vizeletben

Aminosav	vérplazma ( mg %)	Vizelet 24 órán keresztül ( mg)
Nitrogén aminosavak	5,8	50-75
Alanya	3,4	21-71
Arginin	1,62	-
Aszparaginsav	0,03
Valine	2,88	4-6
hisztidin	1,38	113-320
1,5	68-199
Glutaminsav	0,70	8-40
Izoleucin	1,34	14-28
Leucin	1,86	9-26
Lizin	2,72	7-48
metionin	0,52
Ornitin	0,72	-
szoros	2,36
Sorozat	1,12	27-73
Tirozin	1,04	15-49
Treonin	1,67	15-53
triptofán	1,27	-
cisztin (+ cisztein)	1,47	10-21

Aktív aminosav transzport

Az aminosav koncentráció-gradienssel szembeni aktív transzportja jelentős szerepet játszik az aminosav-anyagcserében. Ez a mechanizmus magasabb szinten tartja a sejtekben az aminosav koncentrációját, mint a vérben, és szabályozza az aminosav felszívódását a bélből (a fehérjetartalmú élelmiszerek emésztése során) és a vesetubulusokból való visszaszívódását. vizeletszűrés után a malpighi glomerulusokban. Az aktív aminosav-transzport specifikus fehérjefaktorok (permeázok és transzlokázok) működéséhez kapcsolódik, amelyek szelektíven kötik meg az aminosavakat, és az energiadús vegyületek lebomlása miatt végzik azok aktív transzportját. Egyes aminosavak egymás közötti kölcsönös versengése az aktív átvitelért és annak hiánya más aminosavakban azt mutatja, hogy egy aminosav aktív transzportjára számos rendszer létezik - az aminosavak egyes csoportjaira. Tehát a cisztinnek, argininnek, lizinnek és ornitinnek közös szállítási rendszere van, és versenyeznek egymással ebben a folyamatban. Egy másik transzportrendszer biztosítja a glicin, prolin és hidroxiprolin membránokon keresztül történő szállítását, és végül a harmadik rendszer nyilvánvalóan más aminosavak nagy csoportjában is megtalálható.

Az aminosavak szerepe a táplálkozásban

Az ember és az állatok anyagcseréjük során nitrogént használnak fel, amely a táplálékkal aminosavak formájában, főként fehérjék összetételében, néhány egyéb szerves nitrogénvegyület, valamint ammóniumsók formájában érkezik. Ebből a nitrogénből az aminálási és transzaminációs folyamatok révén (lásd Transamináció) különféle aminosavak keletkeznek a szervezetben. Egyes aminosavakat az állati szervezet nem képes szintetizálni, és az élet fenntartásához ezeket az aminosavakat táplálékkal kell bevinni. Az ilyen aminosavakat esszenciálisnak nevezik. Az ember számára esszenciális aminosavak: triptofán (lásd), fenilalanin (lásd), lizin (lásd), treonin (lásd), valin (lásd), leucin (lásd), metionin (lásd) és izoleucin (lásd.). A fennmaradó aminosavak nem esszenciálisak, de néhányuk csak feltételesen pótolható. A tirozin tehát csak fenilalaninból képződik a szervezetben, és ha ez utóbbi nem elég, akkor nélkülözhetetlen lehet. Hasonlóképpen, cisztein és cisztin képződhet metioninból, de szükség van rá, ha ez az aminosav hiányos. Az arginin szintetizálódik a szervezetben, de szintézisének sebessége megnövekedett igény esetén (különösen egy fiatal szervezet aktív növekedése esetén) elégtelen lehet. Az esszenciális aminosavak szükségességét a nitrogénegyensúly, a fehérjeéhezés, a táplálékfelvétel elszámolása stb. Mindazonáltal ezek iránti igény pontosan nem számolható el, és csak hozzávetőlegesen becsülhető meg. táblázatban. A 4. ábrán az emberek számára javasolt és minden bizonnyal elegendő mennyiségű esszenciális aminosavak láthatók. Az esszenciális aminosavak iránti igény megnő a szervezet intenzív növekedésének időszakában, bizonyos betegségek esetén fokozott fehérjelebontással.

Egy aminosavnak a nem esszenciális vagy a különböző organizmusok számára nélkülözhetetlenhez való tartozása nem egészen ugyanaz. Például az arginin és a hisztidin, amelyek az ember számára esszenciális aminosavak, nélkülözhetetlenek a csirkék számára, a hisztidin pedig a patkányok és az egerek számára is nélkülözhetetlen. Az autotróf szervezetek (lásd), amelyek magukban foglalják a növényeket és számos baktériumot, képesek szintetizálni az összes szükséges aminosavat. Számos baktériumnak azonban szüksége van bizonyos aminosavak jelenlétére a táptalajban. Ismertek olyan baktériumfajok vagy törzsek, amelyek szelektíven igényelnek bizonyos aminosavakat. Az ilyen mutáns törzseket, amelyek növekedése csak akkor biztosított, ha bizonyos savat adunk a táptalajhoz, auxotrófoknak nevezzük (lásd: Auxotróf mikroorganizmusok). Az auxotróf törzsek más szempontból komplett táptalajon, a hozzáadott esszenciális aminosav mennyiségével arányos ütemben szaporodnak, ezért esetenként bizonyos biológiai anyagokban ezen aminosav tartalmának mikrobiológiai meghatározására használják őket, például Guthrie módszerrel. (lát).

Az egyik esszenciális aminosav táplálkozási hiánya növekedési zavarhoz és általános alultápláltsághoz vezet, de egyes aminosavak hiánya is okozhat specifikus tüneteket. Így a triptofán hiánya gyakran pellagraszerű jelenségeket okoz, mivel a szervezetben a triptofánból nikotinsav képződik (kísérleti patkányokban triptofánhiány esetén a szaruhártya homályosodása, szürkehályog, hajhullás és vérszegénység figyelhető meg); a metionin hiánya a máj és a vese károsodásához vezet; a valin hiánya neurológiai tüneteket okoz, és így tovább.

A teljes értékű táplálkozást az egyes aminosavak kiegyensúlyozott tartalma biztosítja az élelmiszerekben. Egyes aminosavak feleslege szintén kedvezőtlen. A triptofán feleslege metabolikus termékének, a 3-hidroxi-antranilsavnak a felhalmozódásához vezet, ami húgyhólyagdaganatokat okozhat. Kiegyensúlyozatlan étrend esetén egyes aminosavak feleslege megzavarhatja más aminosavak anyagcseréjét vagy felhasználását, és ez utóbbiak hiányát okozhatja.

Az aminosav-anyagcsere patológiája

A legtöbb gyakori ok Az aminoaciduria és a hiperaminoacidémia olyan vesebetegségek, amelyek az aminosavak kiválasztásának és reabszorpciójának károsodásával járnak. Az aminosav-anyagcsere számos specifikus rendellenessége az anyagcseréjükben részt vevő bizonyos enzimek örökletes hiányával függ össze.

Tehát egy ritka, de régóta ismert betegséget - az alkaptonuriát - a homogentizinsav-oxidáz enzim (a tirozin köztes metabolizmusának egyik terméke) hiánya okozza a szervezetben. Alkaptonuria esetén a homogentizinsav a vizelettel választódik ki, és a levegőben oxidálva feketére festi azt. Bár az alkaptonuriát csecsemőkortól észlelik, a klinikai rendellenességek csekélyek, és csak nagyobb érzékenységet jelentenek az arthropathia egy speciális típusára (ochronosis). Az aminosav-anyagcsere másik örökletes rendellenessége a fenilketonuria. Ennél a betegségnél a fenilalanin-4-hidroxiláz enzim hiánya vagy hiánya áll fenn, aminek következtében a fenilalanin tirozinná történő átalakulása megszakad; A tirozin, amely általában nem esszenciális aminosav, esszenciálissá válik a fenilketonuriában szenvedő betegeknél, mivel nem képződik fenilalaninból. A fenilketonuria súlyos klinikai rendellenességekkel jár, amelyek közül a legfontosabb az agyfejlődés zavara, és ennek következtében a súlyos szellemi retardáció, amely már kora gyermekkorban jelentkezik. E rendellenességek oka a fenilalanin túlzott felhalmozódása a vérben (hiperfenilalaninémia) és a vizeletben, különösen az anyagcseretermékeinek felhalmozódása, különösen a fenil-piruvsav (fenilketonuria), amelyből a betegség neve is ered. Napjainkban a fenilketonuria okozta neurológiai rendellenességek kialakulását sikeresen mérséklik, ha a csecsemőket speciális, nagyon alacsony fenilalanin tartalmú étrendben részesítik. Az aminosav-anyagcsere legfontosabb örökletes rendellenességei közül néhányat a táblázatban mutatunk be. öt.

5. táblázat Az aminosav-anyagcsere legfontosabb örökletes rendellenességei

Név	Egy enzim, amelynek hiánya anyagcserezavarokat okoz	Az anyagcserezavar oka	Néhány kóros megnyilvánulás
Tirozinemia	n-hidroxi-fenil-piroborsav-oxidáz	Képtelenség a p-hidroxi-fenil-piroborsavat homogentizsavvá alakítani	Súlyos máj- és vesetubulusok károsodása, gyakran halálos csecsemőkorban
hisztidinémia	Hisztidáz (hisztidin-α-deamináz)	Képtelenség urokinsavat képezni hisztidinből. A hisztidin és az imidazolpiruvsav emelkedett vérszintje és vizelettel történő kiválasztása	Beszédhibák. Gyakran bizonyos fokú mentális retardáció
Homocisztinuria	Cisztationin-szintetáz (szerin-dehidratáz)	Képtelenség homociszteinből és szerinből cisztationint képezni. Emelkedett szérum homocisztin és metionin szint, valamint a homocisztin kóros vizeletürítése	Mentális retardáció, csontrendszeri anomáliák, lencse ectopia, artériás és vénás thromboembolia
cystationinuria	Cisztationáz (homoszerin-dehidratáz)	A cisztationin képtelen lebontása cisztin, α-ketobutirát és ammónia képződésével. A cisztationin jelentős kiválasztódása a vizelettel és megnövekedett tartalma a szövetekben és a szérumban	Néha mentális retardáció és pszichiátriai rendellenességek
Leucinosis (juharszirup betegség)	Elágazó láncú ketosav-dekarboxiláz(ok)	A valin, izoleucin és leucin aminosavak dezaminációjának termékei (α-keto-izovalerián, α-keto-β-metilvalerián és α-ketoizokaproin) a ketosavak dekarboxilációjának megsértése, valamint ezeknek a ketosavaknak a kiválasztódása. és a megfelelő aminosavak a vizeletben	A vizelet jellegzetes szaga juharszirup. Progresszív neurológiai betegség az agy kifejezett degenerációjával, amely általában röviddel a születés után kezdődik és heteken vagy hónapokon belül halállal végződik. Enyhébb esetekben a toxikus encephalopathia időszakos rohamai és ezeknek a ketosavaknak és aminosavaknak a vizelettel történő kiválasztása
A kreténizmus egyik típusa golyvával	Jódtirozin-dejodináz	A mono- és dijódtirozin jódmentesítésének megsértése a pajzsmirigyhormon szintézise során	A pajzsmirigy akut megnagyobbodása súlyos hypothyreosis kíséretében
Hipervalinémia	Valin transzamináz	A valin transzamináció megsértése; emelkedett szint a vérben és a vizelettel történő kiválasztódás	Fejlődési zavarok és mentális retardáció
Isovaleriás acidémia	Izovaleril koenzim A dehidrogenáz	Az izovalersav (a valin dezaminációs terméke) megnövekedett mennyisége a vérben és a vizeletben	Időszakos acidózis és kóma rohamok
Hiperprolinemia	prolin-oxidáz	A prolin emelkedett szérumszintje és vizelettel történő kiválasztódása a Δ1-pirrolidin-5-karboxiláttá való átalakulásának megsértése miatt	Egyes esetekben károsodott veseműködés és mentális retardáció
hidroxiprolinemia	hidroxiprolin-oxidáz	A hidroxiprolin Δ1-pirrolidin-3-hidroxi-5-karboxiláttá történő átalakulásának megsértése, valamint a szérum és a vizelet megnövekedett hidroxiprolin tartalma	súlyos mentális retardáció

Különleges helyet foglal el a kifejezett aminoaciduria (lásd), amely az aminosavak szállításának és ennek megfelelően a vesetubulusokból és a bélből való felszívódásának megsértéséből ered. Ilyen rendellenességek közé tartozik a cisztinuria, amelyet a cisztin vizelettel történő kiválasztásával és kövek és üledékek formájában történő lerakódásával diagnosztizálnak a húgyúti rendszerben. Valójában a cisztinuria négy aminosav - lizin, arginin, ornitin és cisztin - aktív transzportjának általános rendszerének megsértésével jár. Cisztinuria esetén ezekből az aminosavakból naponta átlagosan több mint 4 g szabadul fel, amiből csak kb. 0,75 g a cisztin, de éppen a cisztin, alacsony oldhatósága miatt kicsapódik és kövek lerakódását okozza. A glicinben, prolinban és hidroxiprolinban közös másik aktív transzportrendszer megzavarása e három aminosav fokozott vizelettel történő kiválasztását eredményezi (klinikai károsodás bizonyítéka nélkül). Végül, egy másik általános aminosav-transzport rendszer megsértése, amely nyilvánvalóan az összes többi aminosav nagy csoportját, az úgynevezett Hartnup-kórt foglalja magában, számos klinikai megnyilvánulással jár, amelyek a betegség különböző eseteiben nem azonosak.

Aminosavak alkalmazása

Az aminosavakat széles körben használják az orvostudományban és más területeken. Különféle aminosav-készleteket és egyedi aminosavakkal dúsított fehérje-hidrolizátumokat használnak parenterális táplálásra műtéteknél, bélbetegségeknél és felszívódási zavaroknál. Egyes aminosavak specifikus terápiás hatást fejtenek ki különféle betegségekben. Tehát a metionint zsírmájra, cirrózisra és hasonlókra használják; a glutaminsav és a γ-amino-vajsavak jó hatást fejtenek ki a központi idegrendszer egyes betegségeiben (epilepszia, reaktív állapotok stb.); a hisztidint néha hepatitisben, gyomorfekélyben és nyombélfekélyben szenvedő betegek kezelésére használják.

Az aminosavakat élelmiszer-adalékanyagként is használják. Gyakorlatilag a legfontosabbak a lizin, triptofán és metionin hozzáadása azokhoz az élelmiszerekhez, amelyekben ezek az aminosavak hiányosak. A glutaminsavat és sóit számos termékhez adva kellemes húsos ízt kapnak, amelyet gyakran használnak a főzés során. Az emberi táplálkozás és az aminosav élelmiszeripari felhasználása mellett takarmányozásban, a mikrobiológiai iparban táptalaj készítésénél, reagensként használják.

Hisztokémiai módszerek aminosavak kimutatására szövetekben

A szövetekben az aminosavak kimutatására szolgáló reakciók főként aminocsoportok (NH 2 -), karboxil (COOH-), szulfhidril (SH-) és diszulfid (SS-) csoportok kimutatásán alapulnak. Az egyes aminosavak (tirozin, triptofán, hisztidin, arginin) kimutatására szolgáló módszereket dolgoztak ki. Az aminosavak azonosítása bizonyos csoportok blokkolásával is történik. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a hisztokémikus általában denaturált fehérjével foglalkozik, így a hisztokémiai módszerek eredményei nem mindig hasonlíthatók össze a biokémiai módszerekkel.

Az SH- és SS-csoportok azonosításához a 2,2'-dioxi-6,6'-dinaftil-diszulfiddal (DDD) végzett reakció, amely naftil-diszulfid a képződésén alapul, amely SH-csoportokat tartalmazó fehérjéhez kapcsolódik. a legjobbnak lenni. A szín kialakítása érdekében a gyógyszert diazóniumsóval (erős kék B vagy erős fekete K) kezelik, amely naftil-diszulfiddal kombinálva azofestéket képez, amely a szövetekben az SH- és SS-csoportok lokalizációs területeit rózsaszín árnyalatban festi. kék-ibolyára. A módszer lehetővé teszi a mennyiségi összehasonlítást. A szövetet Carnoy-féle folyadékban, Bouin-ban, formalinban rögzítik. A legjobb eredményt a 24 órás fixálás 1%-os 80%-os alkoholos triklórecetsav-oldatban éri el, majd egy sor, növekvő koncentrációjú (80, 90, 96%) alkoholban történő mosás, majd dehidratálás és paraffin beágyazás. A reakcióhoz reagensek szükségesek: DDD, diazóniumsó, 0,1 M veronal-acetát pufferoldat (pH 8,5), 0,1 M foszfát pufferoldat (pH 7,4), etil-alkohol, kénsavater.

Az α-aminosavak kimutatása Schiff ninhidrin reagenssel történik. A módszer a ninhidrin aminocsoportokkal (NH 2 -) való kölcsönhatásán alapul; a keletkező aldehidet a Schiff-reagens detektálja. Az anyagot formalinban, vízmentes alkoholban, Zenker-folyadékban rögzítik és paraffinba ágyazzák. Szükséges reagensek: ninhidrin, Schiff-reagens, etil-alkohol. Az α-aminocsoportokat tartalmazó szövetek rózsaszínes-bíbor árnyalatúak. A reakció specifitása azonban vitatott, mivel nem csak α-aminosavak, hanem más alifás aminok is oxidálhatók ninhidrinnel.

A tirozin, triptofán, hisztidin kimutatása tetrazónium módszerrel történik. A diazóniumsók lúgos környezetben diazónium-hidroxidok formájában vannak, amelyek hozzáadódnak a fenti aminosavakhoz. A metszeteket β-naftollal vagy H-savval kezelik a szín fokozása érdekében. Rögzítés formalinnal, Carnoy-féle folyadékkal. Szükséges reagensek: tetrazotizált benzidin vagy jobb erős kék B, 0,1 M veronal-acetát pufferoldat (pH 9,2); 0,1 N HCl, H-sav vagy β-naftol. A metszetek a reagenstől függően lilás-kék vagy barna színűek. Az eredmények értékelésekor szem előtt kell tartani a fenol és aromás aminok diazónium-hidroxidhoz való hozzáadásának lehetőségét. A kontroll reakciókat az aminosavak megkülönböztetésére használják.

További anyagokból

A polipeptidlánc aminosav-maradékainak szekvenciájának írásakor a Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója és a Biokémia Nemzetközi Uniója az aminosavak rövidített elnevezését javasolta, amely általában az aminosav teljes nevének első három betűjéből áll. megfelelő aminosav (lásd a táblázatot). A nemzetközi latinizált szabványos szimbólum- és rövidítésrendszer használata nagy előnyt jelent a tudományos információk gyűjtése, feldolgozása és keresése, az idegen nyelvű szövegek fordítási hibáinak kiküszöbölése és hasonlók szempontjából. A kémiai vegyületek, köztük az aminosavak egységesített rövidített nevei különösen fontosak nem csak az nemzetközi kapcsolatok, hanem a Szovjetunión belüli használatra is, ahol több tucat nyelven publikálnak tudományos szakirodalmat, amelyek abc sorrendben, szókincsben és a speciális kifejezések és rövidítéseik stílusában különböznek egymástól.

A szabad aminosavak rövidítése nem használható a művek szövegében, ez csak táblázatokban, listákban és diagramokban megengedett.

Ahol ismert a peptidlánc aminosavainak sorrendje, a maradék szimbólumokat sorrendben írjuk, kötőjelekkel összekötve; az a lánc vagy láncrész, ahol a kapcsolódó aminosavak sorrendje ismeretlen, zárójelben van, és az aminosavak szimbólumait vesszővel választjuk el. Lineáris peptidek vagy fehérjék írásakor a megállapított szekvencia bal végére (azaz annak N-terminálisára) kerül a szabad aminocsoportot hordozó aminosav szimbóluma, a jobb végére (a C- terminus), a szabad karboxilcsoportot hordozó aminosav szimbóluma. A polipeptid láncot előnyösen vízszintesen ábrázoljuk, nem pedig függőlegesen, sorrendben. Az aminosavszimbólumok természetes (L-) formákat jelölnek, antipódjaikat - a D- szimbólummal, amely közvetlenül az aminosavszimbólum elé kerül, anélkül, hogy kötőjellel választaná el tőle (például Lei-D-Fen-Gli) .

A természetben kevésbé elterjedt aminosavak szimbólumait az egyes publikációk külön meghatározzák. Csak a következő elvek betartása javasolt, például a hidroxi-aminosavak (hidroxi-aminosavak) esetében: hidroxilizin (oxilizin) - Hyl (Oli) és így tovább; allo-aminosavak: allo-izoleucin - aile (aIle), allo-oxilizin - aHyl (aOli); noraminosavak: norvalin - Nva (Hva), norleucin - Nle (Nle) stb.

Asztal. Az aminosav-szimbólumok rövidített írásmódja, a legelterjedtebb a vadon élő állatokban

Az aminosav teljes neve	Nemzetközi szimbólumok	Szimbólumok elfogadott oroszul tudományos publikációk
Aszparagin
Aszparaginsav
Aszparaginsav és l-pi aszparagin (ha nem különböztetik meg)
Hidroxiprolin
hisztidin
Glutamin
Glutaminsav
Glutaminsav vagy glutamin (ha nincs megkülönböztetve)
Izoleucin
metionin
triptofán
Fenilalanin

Bibliográfia

Braunstein A. E. Biochemistry of aminosav metabolizmus, M., 1949, bibliogr.; Meister A. Az aminosavak biokémiája, transz. angolból, M., 1961; Greenstein J. P. a. Winitz M. Az aminosavak kémiája, v. 1-3, N. Y.-L., 1961; Meister A. Az aminosavak biokémiája, v. 1-2, N.Y., 1965; Nivard R. J. E. a. Tesser G. I. Aminosavak és rokon vegyületek, Comprehens. Biochem., v. 6. o. 143, 1965, bibliogr.; A biológiai kémia nómenklatúrája, ford. angolból, szerk. A. E. Braunshtein, v. 1. o. 13 és mások, M., 1968.

Hisztokémiai módszerek aminosavak kimutatására szövetekben

Lilly R. Patohistológiai technika és gyakorlati hisztokémia, ford. angolból, M., 1969, bibliográfia; Pierce E. Hisztokémia, ford. angolból, p. 73, M., 1962; A hisztocitokémiai elemzés és patológia elvei és módszerei, szerk. A. P. Avtsyna et al., L., 1971, bibliogr.

I. B. Zbarsky; R. A. Simakova (a lényeg), N. G. Budkovskaya.

Aminosavak - (aminokarbonsavak; amk) - szerves vegyületek, ban ben amelyek molekulái egyidejűleg tartalmaznakkarboxil És amincsoportok (aminocsoportok). Azok. deminosavak jöhetnek szóba, karbonsavak származékaiként, amelyekben egy vagy több hidrogénatom aminocsoportokkal van helyettesítve.

• karboxilcsoport A (karboxil) -COOH egy funkcionális egyértékű csoport, amely a karbonsavak része, és meghatározza azok savas tulajdonságait.
• Amino csoport - funkcionális kémiai egyértékű csoport -NH 2,egy nitrogénatomot és két hidrogénatomot tartalmazó szerves gyök.

Több mint 200 természetes aminosav ismert amelyeket többféleképpen osztályozhatunk. A szerkezeti osztályozás az aminosav alfa-, béta-, gamma- vagy delta-helyzetében lévő funkciós csoportok helyzetén alapul.

Ezen a besoroláson kívül más is létezik, például a polaritás, a pH szint, valamint az oldallánc csoport típusa (alifás, aciklusos, aromás aminosavak, hidroxil- vagy ként tartalmazó aminosavak stb.) szerinti osztályozás.

Fehérjék formájában az aminosavak az emberi test izmainak, sejtjeinek és egyéb szöveteinek második (a víz után) alkotóelemei. Az aminosavak kritikus szerepet játszanak az olyan folyamatokban, mint a neurotranszmitterek transzportja és a bioszintézis.

Az aminosavak általános szerkezete

Aminosavak- biológiailag fontos szerves vegyületek, amelyek aminocsoportból (-NH 2) és karbonsavból (-COOH) állnak, és mindegyik aminosavra specifikus oldalláncot tartalmaznak. Az aminosavak kulcselemei a szén, a hidrogén, az oxigén és a nitrogén. Más elemek bizonyos aminosavak oldalláncában találhatók.

Rizs. 1 – A fehérjéket alkotó α-aminosavak általános szerkezete (a prolin kivételével). Az aminosavmolekula alkotórészei az NH 2 aminocsoport, a COOH karboxilcsoport, a gyök (minden α-aminosav esetében eltérő), az α-szénatom (középen).

Az aminosavak szerkezetében az egyes aminosavakra jellemző oldalláncot R betűvel jelöljük. A karboxilcsoporttal szomszédos szénatomot alfa-szénnek, azokat az aminosavakat pedig, amelyek oldallánca ehhez az atomhoz kapcsolódik, ún. alfa aminosavak. Ezek az aminosavak legelterjedtebb formája a természetben.

Az alfa-aminosavakban a glicin kivételével az alfa-szén a királis szén. Az olyan aminosavak esetében, amelyek szénlánca egy alfa-szénhez kapcsolódik (például a lizin (L-lizin)), a szénatomokat alfa-, béta-, gamma-, delta- és így tovább jelöljük. Egyes aminosavak aminocsoportjai a béta- vagy gamma-szénhez kapcsolódnak, ezért béta- vagy gamma-aminosavaknak nevezik.

Az oldalláncok tulajdonságai szerint az aminosavakat négy csoportra osztják. Az oldallánc az aminosavat gyenge savvá, gyenge bázissá vagy emulgeálószerré teheti (ha az oldallánc poláris), vagy hidrofób, gyengén nedvszívó anyaggá (ha az oldallánc nem poláris).

Az "elágazó láncú aminosav" kifejezés alifás, nem lineáris oldalláncokkal rendelkező aminosavakat jelent, ezek a leucin, izoleucin és valin.

Prolin az egyetlen proteinogén aminosav, amelynek oldalcsoportja az alfa-aminocsoporthoz kapcsolódik, és így az egyetlen olyan proteinogén aminosav, amely ezen a helyen szekunder amint tartalmaz. Kémiailag tehát a prolin egy iminosav, mivel nem tartalmaz elsődleges aminocsoportot, bár a jelenlegi biokémiai nómenklatúra még mindig aminosavként, valamint "N-alkilezett alfa-aminosavként" sorolja be. Iminosavak- iminocsoportot (NH) tartalmazó karbonsavak. A fehérjék részei, anyagcseréjük szorosan összefügg az aminosavak metabolizmusával. Tulajdonságaik szerint az iminosavak közel állnak az aminosavakhoz, és a katalitikus hidrogénezés eredményeként az iminosavak aminosavakká alakulnak.Iminó csoport- NH molekulacsoport. Két vegyértékű. Másodlagos része aminok és peptidek. A kétértékű ammónia gyök nem létezik szabad formában).

ALFA AMINOSAVAK

Az első (alfa) szénatomhoz amino- és karboxilcsoportot egyaránt tartalmazó aminosavak különösen fontosak a biokémiában. 2-, alfa- vagy alfa-aminosavakként ismertek (az általános képlet a legtöbb esetben H2NCHRCOOH, ahol R jelentése szerves szubsztituens, „oldalláncként” ismert); gyakran az "aminosav" kifejezés kifejezetten rájuk utal.

Ez 22 proteinogén (azaz „fehérje felépítését szolgáló”) aminosav, amelyek peptidláncokká („polipeptidek”) egyesülve biztosítják a fehérjék széles skálájának felépítését. Ezek L-sztereoizomerek ("balkezes" izomerek), bár néhány D-aminosav ("jobbkezes" izomer) előfordul néhány baktériumban és néhány antibiotikumban.

Rizs. 2. Peptidkötés - az amidkötés egy fajtája, amely fehérjék és peptidek képződése során jön létre, egy aminosav α-aminocsoportjának (-NH 2) és az α-karboxilcsoportnak (-COOH) való kölcsönhatása eredményeként. egy másik aminosav.

Két aminosav (1) és (2) dipeptidet (két aminosavból álló láncot) és vízmolekulát alkot. Ugyanezen minta szerintriboszómahosszabb aminosavláncokat is generál: polipeptideket és fehérjéket. A különböző aminosavak, amelyek egy fehérje "építőkövei", különböznek az R gyökben.

AMINOSAVAK OPTIKAI IZOMÉRIA

Rizs. 3. Az alanin aminosav optikai izomerjei

Az aminocsoport 2. szénatomhoz viszonyított helyzetétől függően α-, β-, γ- és más aminosavakat izolálnak. Az emlős szervezetre az α-aminosavak a legjellemzőbbek. Minden α-aminosav, amely az élő szervezetek részét képezi, kivéveglicinaszimmetrikus szénatomot tartalmaznak(treoninÉs izoleucinkét aszimmetrikus atomot tartalmaznak) és optikai aktivitásuk van. Szinte minden természetben előforduló α-aminosavnak van L-konfigurációja, és csak az L-aminosavak szerepelnek a fehérjék összetételében, amelyeket szintetizálnak. riboszómák.

A glicin kivételével minden standard alfa-aminosav kétféle formában létezhet enantiomerek , az úgynevezett L vagy D aminosavak, amelyek egymás tükörképei.

D, L - Sztereoizomer jelölési rendszer.

E rendszer szerint az L-konfigurációt egy sztereosomernek tulajdonítják, amelyben a Fisher-projekciókban a referenciacsoport a függőleges vonaltól balra található (a latin "laevus" szóból balra). Emlékeztetni kell arra, hogy ben Fisher előrejelzései a leginkább oxidált szénatom a tetején található (ez az atom általában a karboxil-COOH vagy a karbonil-CH \u003d O csoportok része.). Ezenkívül a Fisher-projekcióban minden vízszintes kapcsolat a megfigyelő felé irányul, míg a függőleges linkeket eltávolítják a megfigyelőről. Ennek megfelelően, ha referenciacsoport a jobb oldali Fisher-vetületben található, a sztereoizomer D-konfigurációjú (a latin "dexter" szóból - jobbra).α-aminosavakban referencia csoportok NH 2 csoportként szolgálnak.

enantiomerek - pársztereoizomerek, amelyek egymás tükörképei, térben nem kompatibilisek. A jobb és a bal tenyér két enantiomer klasszikus illusztrációjaként szolgálhat: szerkezetük azonos, de térbeli tájolásuk eltérő.Az enantiomer formák létezése egy molekula jelenlétével függ össze kiralitás - tükörképével térben nem kombinálható tulajdonságok..

Az enantiomerek fizikai tulajdonságaikban azonosak. Csak királis közeggel való kölcsönhatás alapján, például fénysugárzással lehet őket megkülönböztetni. Az enantiomerek hasonlóan viselkednek az akirális reagensekkel végzett kémiai reakciókban akirális környezetben. Ha azonban a reaktáns, katalizátor vagy oldószer királis, az enantiomerek reakcióképessége általában eltérő.A legtöbb királis természetes vegyület (aminosavak, monoszacharidok) 1 enantiomerként létezik.Az enantiomerek fogalma fontos a gyógyszeriparban, mert. a gyógyszerek különböző enantiomerjei eltérőek biológiai aktivitás.

FEHÉRJE BIOSINTÉZIS A RIBOSZÓMÁN

STANDARD AMINOSAVAK

(proteinogén)

Lásd a témát: és A proteinogén aminosavak szerkezete

A fehérje bioszintézis folyamatában a genetikai kód által kódolt 20 α-aminosav beépül a polipeptidláncba (lásd 4. ábra). A proteinogénnek vagy standardnak nevezett aminosavak mellett egyes fehérjék specifikus nem szabványos aminosavakat is tartalmaznak, amelyek standard aminosavakból származnak a transzláció utáni módosítások folyamatában.

Jegyzet: BAN BEN Utóbbi időben A transzlációsan beépített szelenociszteint és pirrolizint néha proteinogén aminosavnak tekintik. Ezek az ún 21. és 22. aminosav.

Aminosavak olyan szerkezeti vegyületek (monomerek), amelyek fehérjéket alkotnak. Ezek egymással kombinálva rövid polimerláncokat alkotnak, amelyeket hosszú láncú peptideknek, polipeptideknek vagy fehérjéknek neveznek. Ezek a polimerek lineárisak és nem elágazóak, a láncban minden aminosav két szomszédos aminosavhoz kapcsolódik.

Rizs. 5. Riboszóma a transzláció folyamatában (fehérjeszintézis)

A fehérje felépítésének folyamatát transzlációnak nevezik, és az aminosavak lépésenkénti hozzáadását jelenti a növekvő fehérjelánchoz ribozimen keresztül, amelyet a riboszóma hajt végre. Az aminosavak hozzáadásának sorrendjét egy mRNS-templát olvassa be a genetikai kódba, amely a RNS a test egyik génje.

Fordítás - fehérje bioszintézis a riboszómán

Rizs. 6 C a polipeptid megnyúlásának szakaszai.

A polipeptidek természetesen 22 aminosavat tartalmaznak, és ezeket proteinogén vagy természetes aminosavnak nevezik. Ezek közül 20 az univerzális genetikai kóddal van kódolva.

A maradék 2, a szelenocisztein és a pirrolizin egyedülálló szintetikus mechanizmussal épül be a fehérjékbe. A szelenocisztein akkor képződik, amikor a lefordított mRNS tartalmaz egy SECIS elemet, amely UGA kodont okoz stop kodon helyett. A pirrolizint egyes metanogén archeák a metán előállításához szükséges enzimek részeként használják. Az UAG kodon kódolja, amely általában stopkodonként működik más szervezetekben. Az UAG kodont a PYLIS szekvencia követi.

Rizs. 7. Polipeptidlánc - a fehérje elsődleges szerkezete.

A fehérjék szerkezeti felépítésének 4 szintje van: elsődleges, másodlagos, harmadlagos és kvaterner. Az elsődleges szerkezet a polipeptid lánc aminosavainak szekvenciája. A fehérje elsődleges szerkezetét általában az aminosavak egy- vagy hárombetűs megjelölésével írják le A másodlagos szerkezet egy polipeptidlánc egy fragmentumának lokális rendeződése, amelyet hidrogénkötések stabilizálnak A tercier szerkezet a polipeptid térbeli szerkezete lánc. Szerkezetileg a másodlagos szerkezet elemeiből áll, stabilizált különféle típusok olyan kölcsönhatások, amelyekben a hidrofób kölcsönhatások döntő szerepet játszanak. Kvaterner szerkezet (vagy alegység, domén) - több polipeptid lánc kölcsönös elrendezése egyetlen fehérje komplex részeként.

Rizs. 8. A fehérjék szerkezeti szerveződése

NEM STANDARD AMINOSAVAK

(Nem proteinogén)

A standard aminosavak mellett sok más aminosav is létezik, amelyeket nem-proteinogénnek vagy nem szabványosnak neveznek. Az ilyen aminosavak vagy nem fordulnak elő a fehérjékben (pl. L-karnitin, GABA), vagy nem közvetlenül izolálva, szabványos sejtrendszerrel (pl. hidroxiprolin és szelenometionin) termelődnek.

A fehérjékben található nem szabványos aminosavak poszttranszlációs módosítással, vagyis a fehérjeszintézis során a transzláció utáni módosítással jönnek létre. Ezek a módosítások gyakran szükségesek a fehérje működéséhez vagy szabályozásához; például a glutamát-karboxilezés jobb kalciumion-kötést tesz lehetővé, a prolin-hidroxiláció pedig fontos a kötőszövet fenntartásához. Egy másik példa a hipuzin EIF5A transzlációs iniciációs faktorrá történő képződése egy lizin-maradék módosításával. Az ilyen módosítások meghatározhatják a fehérje lokalizációját is, például hosszú hidrofób csoportok hozzáadása a fehérje foszfolipid membránhoz való kötődését okozhatja.

Egyes nem szabványos aminosavak nem találhatók meg a fehérjékben. Ezek a lantionin, a 2-amino-izovajsav, a dehidroalanin és a gamma-amino-vajsav. A nem szabványos aminosavak gyakran előfordulnak a standard aminosavak köztes anyagcsereútjaként – például az ornitin és a citrullin az ornitinciklusban a savkatabolizmus részeként fordul elő.

Ritka kivétel a biológiában az alfa-aminosav-dominancia alól a béta-aminosav, a béta-alanin (3-amino-propánsav), amelyet szintézisre használnak.pantoténsav(B5-vitamin), a koenzim A összetevője növényekben és mikroorganizmusokban. Különösen előállítják propionsav baktériumok.

Az aminosavak funkciói

FEHÉRJÉS ÉS NEM FEHÉRJÉS FUNKCIÓK

Számos proteinogén és nem-proteinogén aminosav is fontos, nem fehérje szerepet játszik a szervezetben. Például az emberi agyban a glutamát (standard glutaminsav) és a gamma-amino-vajsav ( GABA, egy nem szabványos gamma-aminosav), a fő serkentő és gátló neurotranszmitterek. A hidroxiprolint (a kötőszöveti kollagén fő összetevőjét) prolinból szintetizálják; a szintézishez a standard aminosav glicint használják porfirinek vörösvértestekben használják. A lipidszállításhoz nem szabványos karnitint használnak.

Biológiai jelentőségük miatt az aminosavak fontos szerepet töltenek be a táplálkozásban, és gyakran használják őket étrend-kiegészítőkben, műtrágyákban és élelmiszer-technológiában. Az iparban az aminosavakat gyógyszerek, biológiailag lebomló műanyagok és királis katalizátorok gyártásához használják fel.

1. Aminosavak, fehérjék és táplálkozás

Az aminosavhiány emberi szervezetben betöltött biológiai szerepéről és következményeiről lásd az esszenciális és nem esszenciális aminosavakat tartalmazó táblázatokat.

Amikor táplálékkal kerül az emberi szervezetbe, 20 standard aminosavat vagy felhasználnak fehérjék és más biomolekulák szintéziséhez, vagy energiaforrásként karbamiddá és szén-dioxiddá oxidálják. Az oxidáció az aminocsoport transzaminázon keresztül történő eltávolításával kezdődik, majd az aminocsoport bekerül a karbamid ciklusba. Egy másik transzamidációs termék a ketosav, amely belép a citromsav ciklusba. A glükogén aminosavak glükoneogenezis révén is glükózzá alakulhatnak.

Tól től 20 standard aminosav, 8 (valin, izoleucin, leucin, lizin, metionin, treonin, triptofán és fenilalanin) esszenciálisnak nevezik, mert emberi test nem tudja más vegyületektől függetlenül szintetizálni a normál növekedéshez szükséges mennyiségben, csak táplálékkal juthatunk hozzájuk. A modern fogalmak szerint azonban a hisztidin és az argininis esszenciális aminosavak gyermekek számára.Mások feltételesen nélkülözhetetlenek lehetnek bizonyos életkorúak vagy valamilyen betegségben szenvedők számára.

Kívül, cisztein A taurint félig esszenciális aminosavnak tekintik a gyermekeknél (bár a taurin technikailag nem aminosav), mivel az ezeket az aminosavakat szintetizáló metabolikus útvonalak még nem fejlődtek ki teljesen a gyermekeknél. A szükséges aminosavak mennyisége az egyén életkorától és egészségi állapotától is függ, ezért itt meglehetősen nehéz általános étrendi ajánlásokat adni.

FEHÉRJÉK

Mókusok (fehérjék, polipeptidek) makromolekuláris szerves anyag, amely alfa aminosavak láncba kapcsolva peptid kötés. Az élő szervezetekben a fehérjék aminosav-összetételét az határozza meg genetikai kód, a szintézis a legtöbb esetben 20-at használstandard aminosavak.

Rizs. 9. A fehérjék nem csak élelmiszerek ... A fehérjevegyületek típusai.

Minden élő szervezet fehérjékből áll.. Különféle formák a fehérjék részt vesznek az élő szervezetekben végbemenő összes folyamatban. Az emberi testben a fehérjék izmokat, szalagokat, inakat, minden szervet és mirigyet, hajat, körmöket alkotnak; A fehérjék a folyadékok és a csontok részét képezik. A szervezetben zajló összes folyamatot katalizáló és szabályozó enzimek és hormonok szintén fehérjék.A fehérjehiány a szervezetben veszélyes az egészségre. Minden fehérje egyedi, és meghatározott célokra létezik.

fehérjék - fontos része ételállatok és emberek (fő források: hús, baromfi, hal, tej, diófélék, hüvelyesek, gabonafélék; kisebb mértékben: zöldségek, gyümölcsök, bogyók és gombák), mivel szervezetükben nem tud minden szükséges aminosav szintetizálódni, és néhányat muszáj. fehérjetartalmú élelmiszerekből származnak. Az emésztés során az enzimek a bevitt fehérjéket aminosavakra bontják, amelyek a szervezet saját fehérjéinek bioszintetizálására, illetve energiatermelés céljából tovább bomlanak.

Ezt érdemes hangsúlyozni modern tudomány A táplálkozásról szóló kimondja, hogy a fehérjéknek nem csak mennyiségben kell kielégíteniük a szervezet aminosavszükségletét. Ezeknek az anyagoknak egymás között bizonyos arányban be kell jutniuk az emberi szervezetbe.

A fehérjeszintézis folyamata folyamatban van a szervezetben. Ha legalább egy esszenciális aminosav hiányzik, a fehérjék képződése leáll.Ez számos súlyos egészségügyi problémához vezethet, az emésztési zavaroktól a depresszióig és a gyermekek növekedési visszamaradásáig. Természetesen a kérdésnek ez a mérlegelése nagyon leegyszerűsített, mert. a fehérjék funkciói az élő szervezetek sejtjeiben változatosabbak, mint más biopolimerek - poliszacharidok és DNS - funkciói.

Ezenkívül a fehérjéken kívül nagyszámú nem fehérje anyag (lásd alább), amelyek speciális funkciókat látnak el, aminosavakból képződik. Ilyen például a kolin (vitaminszerű anyag, amely a foszfolipidek részét képezi, és az acetilkolin neurotranszmitter prekurzora – A neurotranszmitterek olyan vegyi anyagok, amelyek idegimpulzust továbbítanak egyik idegsejtből a másikba. Így bizonyos aminosavak nélkülözhetetlenek az agy normális működése).

2. Az aminosavak nem fehérje funkciói

aminosav neurotranszmitter

Megjegyzés: A neurotranszmitterek (neurotranszmitterek, mediátorok) olyan biológiailag aktív vegyszerek, amelyeken keresztül elektrokémiai impulzus továbbítódik egy idegsejtből a neuronok közötti szinaptikus téren keresztül, valamint például az idegsejtekből az izomszövetekbe vagy a mirigysejtekbe. Ahhoz, hogy információt kapjon saját szöveteitől és szerveitől, az emberi test speciális vegyi anyagokat - neurotranszmittereket - szintetizál.Az emberi test összes belső szövete és szerve, „alárendelt” a vegetatívnak idegrendszer(VNS), idegekkel ellátva (idegzett), azaz a szervezet funkcióit idegsejtek irányítják. A szenzorokhoz hasonlóan információkat gyűjtenek a test állapotáról és továbbítják a megfelelő központokba, és tőlük a korrekciós intézkedések a perifériára kerülnek. Az autonóm szabályozás bármilyen megsértése a belső szervek meghibásodásához vezet. Az információátadás, vagy ellenőrzés speciális vegyi anyagok-közvetítők segítségével történik, amelyeket mediátoroknak (a latin mediátor - mediátor) vagy neurotranszmittereknek neveznek. A mediátorok kémiai természetük szerint különböző csoportokba tartoznak: biogén aminok, aminosavak, neuropeptidek stb. Jelenleg több mint 50 mediátorral rokon vegyületet vizsgáltak.

Az emberi szervezetben számos aminosavat használnak más molekulák szintézisére, mint például:

• A triptofán a szerotonin neurotranszmitter prekurzora.

• Az L-tirozin és prekurzora fenilalanin a dopamin neurotranszmitterek, a katekolaminok, az epinefrin és a noradrenalin prekurzorai.
  

• A glicin a porfirinek, például a hem prekurzora.
  

• Az arginin a nitrogén-monoxid prekurzora.
  

• Az ornitin és az S-adenozil-metionin a poliaminok prekurzorai.
  

• Az aszpartát, a glicin és a glutamin a nukleotidok prekurzorai.
  

Azonban nem minden funkciója a többi számos nem szabványos aminosavak. Egyes nem szabványos aminosavakat a növények a növényevők elleni védekezésre használnak. Például a kanavanin az arginin analógja, amely számos hüvelyesben megtalálható, és különösen nagy mennyiségben a Canavalia gladiata-ban (xiphoid árok). Ez az aminosav megvédi a növényeket a ragadozóktól, például a rovaroktól, és bizonyos nyers hüvelyesekben fogyasztva betegségeket okozhat az emberben.

A proteinogén aminosavak osztályozása

Tekintsük az osztályozást a fehérjeszintézishez szükséges 20 proteinogén α-aminosav példáján

A különféle aminosavak közül csak 20 vesz részt az intracelluláris fehérjeszintézisben (proteinogén aminosavak). Ezenkívül körülbelül 40 nem-proteinogén aminosavat találtak az emberi szervezetben.Minden proteinogén aminosav α-aminosav. Példájukon további osztályozási módszereket mutathat be. Az aminosavak nevét általában 3 betűsre rövidítik (lásd a polipeptid lánc képét a lap tetején). A molekuláris biológia szakemberei egybetűs szimbólumokat is használnak minden aminosavhoz.

1. Az oldalgyök szerkezete szerint kioszt:

• alifás (alanin, valin, leucin, izoleucin, prolin, glicin) - olyan vegyületek, amelyek nem tartalmaznak aromás kötéseket.
  
• aromás (fenilalanin, tirozin, triptofán)

Aromás vegyületek (arénák) - ciklikus szerves vegyületek, amelyek összetételükben aromás rendszerrel rendelkeznek. A fő megkülönböztető tulajdonságok az aromás rendszer fokozott stabilitása és a telítetlenség ellenére a szubsztitúciós reakciókra való hajlam, nem pedig az addíció. Vannak benzoidok (arének és arének szerkezeti származékai, benzolgyűrűket tartalmaznak) és nem benzenoid (az összes többi) aromás vegyületek. Aromás- egyes kémiai vegyületek egy speciális tulajdonsága, amely miatt a telítetlen kötések konjugált gyűrűje abnormálisan magas stabilitást mutat;

• kéntartalmú (cisztein, metionin), amely S kénatomot tartalmaz
  
• tartalmazó OH csoport (szerin, treonin, ismét tirozin),
• tartalmaz további COOH csoport(aszparaginsav és glutaminsav),
• további NH 2 csoport(lizin, arginin, hisztidin, glutamin is, aszparagin).

2. Az oldalgyök polaritása szerint

Vannak nem poláris aminosavak (aromás, alifás) és poláris (töltésmentes, negatív és pozitív töltésű).

3. Sav-bázis tulajdonságok szerint

A sav-bázis tulajdonságokat semleges (legtöbbször), savas (aszparaginsav és glutaminsav) és bázikus (lizin, arginin, hisztidin) aminosavakra osztják.

4. Nélkülözhetetlenség szerint

Ha szükséges, a szervezet izolálja azokat, amelyek nem szintetizálódnak a szervezetben, és táplálékkal kell ellátni őket - esszenciális aminosavakkal (leucin, izoleucin, valin, fenilalanin, triptofán, treonin, lizin, metionin). A helyettesíthető aminosavak közé tartoznak azok az aminosavak, amelyek szénváza metabolikus reakciókban képződik, és a megfelelő aminosav képződésével valamilyen módon aminocsoportot tud képezni. Két aminosav feltételesen esszenciális (arginin, hisztidin), azaz szintézise nem megfelelő mennyiségben megy végbe, különösen a gyermekek számára.

Asztal 1. Az aminosavak osztályozása

Kémiai szerkezet	Oldallánc polaritás	Izoelektromos pont pI	Molekulatömeg, g/mol	A hidrofilitás mértéke	Oldallánc polaritás
1. Alifás				Erősen hidrofil
Alanin				Glutamin
Valine*				Aszparagin
glicin				Glutaminsav	10,2
izoleucin*				hisztidin	10,3
leucin*				Aszparaginsav	11,0
2. Kén				Lizin*	15,0
metionin*				Arginin	20,0
cisztein				Mérsékelten hidrofil
3. Aromás				Treonin*
Tirozin				Derűs
triptofán*				triptofán*
fenilalanin*				Prolin
4. Oxiaminosavak				Tirozin
Derűs				erősen hidrofób
Treonin*

ezek polipeptidek, ezek fehérjék

F. Engels nem volt biológus, de az élet következő meghatározását adta:

Az élet a fehérjetestek létmódja, melynek lényege az állandó anyagcsere az őket körülvevő külső természettel, és ennek az anyagcserének a megszűnésével az élet is megszűnik, ami a fehérje lebomlásához vezet.

Természetesen ez a meghatározás nem tudományos és nem sokakat érint, de meghatározza az egyik legfontosabb pontot -

élet a földön fehérje

A fehérjék szerkezete és funkciói

Mókusok olyan polimerek, amelyek monomerjei aminosavak. A fehérjékben mindössze 20 aminosav található, de ezeknek az aminosavaknak nagyon sok kombinációja lehet! Ez sokszínűséget eredményez. Ezért a természetben hatalmas mennyiségű fehérje található!

A fehérje összetétele így van megírva - aminosavak sorozata, amelyeket három betű jelöl:

Az ábrán látható - az aminosavak sorrendje - egy egész hosszú nagy molekula (ami itt látható, az egy nagyon kicsi fehérje, általában az ilyen molekulák egy nagyságrenddel hosszabbak).

Az aminosavakról szóló témában már megvizsgáltuk egy ilyen polimer - polipeptid - képződésének mechanizmusát.

A fehérje elsődleges szerkezete

- pontosan ez a sorrend - mely aminosavak és milyen sorrendben kapcsolódnak egymáshoz kovalens kötések.

A fehérje másodlagos szerkezete

Ez spirál, ami miatt már kialakul intermolekuláris - hidrogén kötések.

A fehérje harmadlagos szerkezete

Ezt a szerkezetet feltekercselt spirálok alkotják – ilyen képződményt neveznek

Kvaterner fehérje szerkezete

Ez a fehérjeláncok bizonyos "fektetése". Néhány más anyag is beletartozhat ebbe a „fektetésbe”. Például a hemoglobin:

A fehérjék meglehetősen könnyen elpusztulnak. Először a kvaterner szerkezet „törik meg”, majd a harmadlagos, majd a másodlagos szerkezet. Az elsődleges szerkezet tönkretétele nehezebb. Ez inkább kémiai kölcsönhatás.

A fehérjeszerkezetek pusztítását ún denaturáció.

A leghíresebb denaturálószerek a hőmérséklet (melegítés), az alkohol stb.

A denaturáció egyszerű és mindennapi példája a rántotta! 🙂

A fehérjék funkciói

• szerkezeti - a fehérje minden membrán, minden porc nélkülözhetetlen összetevője ...
• Szinte minden enzim fehérje jellegű. Enzimek = biokatalizátorok. Minden reakciónak megvan a saját enzimje.
• Hormonok fehérjeszerűek.
• Szállítás - a fehérjék anyagokat szállítanak a sejtmembránon keresztül, hemoglobint - oxigént a vérben ...

A fehérjékben nagyon sok funkció van... ami fent van, az csak a legalapvetőbb.

A fehérjék jelentik a földi élet alapját, és szinte lehetetlen olyan folyamatokat találni, amelyek az élő szervezetben zajlanak az ő részvételük nélkül...