آمینو اسیدها که فرمول آنها در درس شیمی دبیرستان مطرح شده است، مواد مهمی برای بدن انسان هستند. پروتئین‌هایی که از بقایای اسید آمینه تشکیل شده‌اند، برای عملکرد کامل انسان ضروری هستند.
تعریف
اسیدهای آمینه، که فرمول آنها در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت، ترکیبات آلی هستند که مولکول های آنها حاوی گروه های آمینه و کربوکسیل هستند. کربوکسیل از یک گروه کربونیل و یک گروه هیدروکسیل تشکیل شده است.
می توانید اسیدهای آمینه را به عنوان مشتقات اسیدهای کربوکسیلیک در نظر بگیرید، جایی که اتم هیدروژن با یک گروه آمینه جایگزین می شود.
ویژگی های خواص شیمیایی
اسیدهای آمینه، که فرمول کلی آنها را می توان به صورت CnH2nNH2COOH نشان داد، ترکیبات شیمیایی آمفوتریک هستند.
وجود دو گروه عاملی در مولکول‌های آنها امکان این را توضیح می‌دهد که این مواد آلی خواص بازی و اسیدی از خود نشان می‌دهند.
محلول های آبی آنها دارای خواص محلول های بافری است. زوئیتریون یک مولکول اسید آمینه است که گروه آمینه آن NH3+ و کربوکسیل -COO- است. یک مولکول از این نوع دارای گشتاور دوقطبی قابل توجهی است، در حالی کهکل شارژ صفر است کریستال های بسیاری از اسیدهای آمینه بر روی چنین مولکول هایی ساخته شده اند.
از مهم ترین خواص شیمیایی این دسته از مواد، فرآیندهای پلی تراکم را می توان تشخیص داد که در نتیجه پلی آمیدها از جمله پروتئین ها، پپتیدها، نایلون تشکیل می شوند.
اسیدهای آمینه که فرمول کلی آنها CnH2nNH2COOH است با اسیدها، بازها، اکسیدهای فلزات، نمکهای اسیدهای ضعیف واکنش می دهند. برهمکنش اسیدهای آمینه با الکل‌های مربوط به استری‌سازی بسیار جالب توجه است.
ویژگی های ایزومریسم
برای نوشتن فرمول های ساختاری اسیدهای آمینه، توجه می کنیم که بسیاری از اسیدهای آمینه درگیر در تبدیلات بیوشیمیایی حاوی یک گروه آمینه در موقعیت a از گروه کربوکسیل هستند. چنین اتم کربن یک مرکز کایرال است و اسیدهای آمینه ایزومرهای نوری در نظر گرفته می شوند.
فرمول ساختاری اسیدهای آمینه ایده ای از مکان گروه های عاملی اصلی که یک ماده معین را تشکیل می دهند، نسبت به اتم کربن فعال می دهد.
اسیدهای آمینه طبیعی که بخشی از مولکول های پروتئین هستند، نمایندگان سری L هستند.
ایزومرهای نوری اسیدهای آمینه با راسمی شدن آهسته خود به خودی غیر آنزیمی مشخص می شوند.
ویژگی های ترکیبات a
هر فرمول موادی از این نوع مکان گروه آمینه را در اتم دوم کربن فرض می کند. 20 اسید آمینه که فرمول آنها حتی در درس زیست شناسی مدرسه نیز در نظر گرفته شده استمتعلق به این گونه است. به عنوان مثال، اینها عبارتند از آلانین، آسپاراژین، سرین، لوسین، تیروزین، فنیل آلانین، والین. این ترکیبات هستند که کد ژنتیکی انسان را می سازند. علاوه بر اتصالات استاندارد؟ اسیدهای آمینه غیر استاندارد، که مشتقات آنها هستند، نیز در مولکول های پروتئین یافت شدند.
طبقه بندی بر اساس سنتز
چگونه می توان اسیدهای آمینه ضروری را جدا کرد؟ فرمول های این کلاس بر اساس اساس فیزیولوژیکی به نیمه قابل تعویض تقسیم می شوند که می توانند در بدن انسان سنتز شوند. ترکیبات معمولی سنتز شده در هر موجود زنده نیز جدا می شوند.
بخش برای گروه‌های رادیکال و عملکردی
فرمول اسید آمینه در ساختار رادیکال (گروه جانبی) متفاوت است. یک تقسیم به مولکول های غیر قطبی حاوی یک رادیکال غیر قطبی آبگریز و همچنین به گروه های قطبی باردار وجود دارد. اسیدهای آمینه معطر به عنوان یک گروه جداگانه در بیوشیمی در نظر گرفته می شوند: هیستیدین، تریپتوفان، تیروزین. بسته به گروه های عملکردی، چندین گروه متمایز می شوند. ترکیبات آلیفاتیک با:
نشان داده می شوند
- ترکیبات مونوآمینومونوکربوکسیلیک، که می توان گلیسین، والین، آلانین، لوسین را در نظر گرفت؛
- مواد oxymonocaminocarboxylic: ترئونین، سرین؛
- مونوآمینو کربوکسیلیک: گلوتامیک، اسید آسپارتیک؛
- ترکیبات حاوی گوگرد: متیونین، سیستئین؛
- مواد دی آمینومونوکربوکسیلیک: لیزین، هیستیدین، آرژنین؛
- هتروسیکلیک: پرولین، هیستیدین،تریپتوفان/
هر فرمول اسید آمینه را می توان به صورت کلی نوشت، فقط گروه های رادیکال متفاوت خواهند بود.
تعریف کیفی
به منظور تشخیص مقادیر کمی از اسیدهای آمینه، یک واکنش نین هیدرین انجام می شود. در فرآیند گرم کردن اسیدهای آمینه با مقدار اضافی نین هیدرین، اگر اسید دارای یک گروه a-آمینه آزاد باشد، یک محصول بنفش به دست می آید و یک محصول زرد رنگ برای یک گروه محافظت شده معمول است. این روش حساسیت بالایی دارد و برای تشخیص رنگ سنجی اسیدهای آمینه استفاده می شود. بر اساس آن، روش کروماتوگرافی پارتیشن روی کاغذ، که توسط مارتین در سال 1944 معرفی شد، ایجاد شد.
همان واکنش شیمیایی در آنالایزر اسید آمینه خودکار استفاده می شود. این دستگاه که توسط Moore، Shpakman، Stein ساخته شده است، بر اساس جداسازی مخلوط اسید آمینه در ستون هایی پر از رزین های تبادل یونی است. از ستون، جریان شوینده وارد میکسر می شود، نین هیدرین نیز به اینجا می رود.
محتوای کمی اسیدهای آمینه با شدت رنگ حاصل قضاوت می شود. قرائت ها توسط یک رنگ سنج فوتوالکتریک ثبت می شود که توسط یک ضبط کننده ثبت می شود.
فناوری مشابه در حال حاضر در عمل بالینی برای آزمایش خون، مایع مغزی نخاعی و ادرار استفاده می شود. این به شما امکان می دهد تصویری کامل از ترکیب کیفی اسیدهای آمینه موجود در مایعات بیولوژیکی ارائه دهید تا مواد غیر استاندارد حاوی نیتروژن در آنها را شناسایی کنید.
ویژگی های نامگذاری
نحوه نامگذاری صحیحآمینو اسید؟ فرمول و نام این ترکیبات بر اساس نامگذاری بین المللی IUPAC آورده شده است. موقعیت گروه آمینه به کربوکسیلیک اسید مربوطه اضافه می شود و از هیدروکربن در گروه کربوکسیل شروع می شود.
به عنوان مثال، اسید 2-آمینو اتانوئیک. علاوه بر نامگذاری بین المللی، نام های بی اهمیتی نیز در بیوشیمی استفاده می شود. بنابراین، اسید آمینه استیک یک گلیسین است که در پزشکی مدرن استفاده می شود.
اگر دو گروه کربوکسیل در مولکول وجود داشته باشد، پسوند -dionic به نام اضافه می شود. به عنوان مثال، اسید 2-aminobutanedioic.
برای همه نمایندگان این کلاس، ایزومری ساختاری مشخص است، به دلیل تغییر در ساختار زنجیره کربن و همچنین محل گروه های کربوکسیل و آمینه. علاوه بر گلیسین (ساده ترین نماینده این دسته از مواد آلی حاوی اکسیژن)؟ ترکیبات باقیمانده دارای آنتی پادهای آینه ای (ایزومرهای نوری) هستند.
برنامه
اسیدهای آمینه در طبیعت رایج هستند، آنها اساس ساخت پروتئین های حیوانی و گیاهی هستند. این ترکیبات در پزشکی در صورت خستگی شدید بدن، به عنوان مثال، پس از اعمال جراحی پیچیده استفاده می شود. اسید گلوتامیک به مبارزه با بیماری های عصبی کمک می کند و هیستیدین برای درمان زخم معده استفاده می شود. در سنتز الیاف مصنوعی (کاپرون، انانت)، اسیدهای آمینوکاپروئیک و آمینو انانتیک به عنوان مواد خام عمل می کنند.
نتیجه گیری
آمینو اسیدها ترکیبات آلی هستند که در آنهادارای دو گروه عملکردی این ویژگی های ساختاری است که دوگانگی خواص شیمیایی آنها و همچنین ویژگی های استفاده از آنها را توضیح می دهد. بر اساس نتایج آزمایشات تحقیقاتی، می توان ثابت کرد که زیست توده موجودات زنده ای که در سیاره ما زندگی می کنند در مجموع 1.8 1012-2.4 1012 تن ماده خشک است. اسیدهای آمینه مونومرهای اولیه در بیوسنتز مولکول های پروتئین هستند که بدون آنها وجود انسان و حیوان غیرممکن است.
بسته به ویژگی های فیزیولوژیکی، همه اسیدهای آمینه به مواد ضروری تقسیم می شوند که سنتز آنها در بدن انسان و پستانداران انجام نمی شود. برای جلوگیری از اختلال در فرآیندهای متابولیک، خوردن غذاهای حاوی این اسیدهای آمینه مهم است.
این ترکیبات نوعی "آجر" هستند که برای ساختن پروتئین های پلیمری زیستی استفاده می شوند. بسته به اینکه کدام بقایای اسید آمینه، در چه توالی در ساختار پروتئین قرار می گیرند، پروتئین حاصل دارای خواص و کاربردهای فیزیکی و شیمیایی خاصی است. به لطف واکنش‌های کیفی به گروه‌های عاملی، بیوشیمی‌دانان ترکیب مولکول‌های پروتئین را تعیین می‌کنند و به دنبال راه‌های جدیدی برای سنتز بیوپلیمرهای فردی لازم برای بدن انسان هستند.
