در میان تنوع عظیم مواد طبیعی، اسیدهای آمینه جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص می دهند. با اهمیت استثنایی آنها هم در زیست شناسی و هم در شیمی آلی توضیح داده می شود. واقعیت این است که مولکول های پروتئین های ساده و پیچیده از اسیدهای آمینه تشکیل شده اند که اساس همه اشکال حیات روی زمین بدون استثنا هستند. به همین دلیل است که علم به بررسی مسائلی مانند ساختار اسیدهای آمینه، خواص، تولید و کاربرد آنها توجه جدی دارد. این ترکیبات در پزشکی نیز از اهمیت بالایی برخوردار هستند، جایی که از آنها به عنوان فرآورده های دارویی استفاده می شود. برای آن دسته از افرادی که در مورد سلامت خود جدی هستند و سبک زندگی فعالی دارند، مونومرهای پروتئین نوعی غذا (به اصطلاح تغذیه ورزشی) هستند. برخی از انواع آنها در شیمی سنتز آلی به عنوان ماده اولیه در تولید الیاف مصنوعی - انانت و کاپرون استفاده می شود. همانطور که می بینید اسیدهای آمینه کربوکسیلیک نقش بسیار مهمی هم در طبیعت و هم در زندگی جامعه بشری ایفا می کنند، پس بیایید با جزئیات بیشتر با آنها آشنا شویم.
ویژگی های ساختاراسیدهای آمینه
ترکیبات این دسته متعلق به مواد آلی آمفوتریک هستند، یعنی دارای دو گروه عملکردی هستند و بنابراین، خواص دوگانه از خود نشان می دهند. به طور خاص، مولکول ها حاوی رادیکال های هیدروکربنی هستند که با گروه های آمینه NH2 و گروه های کربوکسیل COOH ترکیب شده اند. در واکنش های شیمیایی با سایر مواد، اسیدهای آمینه یا به عنوان باز یا به عنوان اسید عمل می کنند. ایزومری چنین ترکیباتی به دلیل تغییر در پیکربندی فضایی اسکلت کربن یا موقعیت گروه آمینه آشکار می شود و طبقه بندی اسیدهای آمینه بر اساس ویژگی های ساختاری و خواص رادیکال هیدروکربنی تعیین می شود. این می تواند به شکل یک زنجیره مستقیم یا منشعب باشد و همچنین دارای ساختارهای حلقوی باشد.
فعالیت نوری اسیدهای آمینه کربوکسیلیک
همه مونومرهای پلی پپتیدها و 20 گونه آنها که در موجودات گیاهی، حیوانی و انسان وجود دارد، متعلق به اسیدهای آمینه L هستند. اکثر آنها حاوی یک اتم کربن نامتقارن هستند که یک پرتو نور قطبی شده را به سمت چپ می چرخاند. دو مونومر، ایزولوسین و ترئونین، دارای دو اتم کربن هستند و اسید آمینه استیک (گلیسین) هیچ اتم کربنی ندارد. طبقه بندی اسیدهای آمینه بر اساس فعالیت نوری آنها به طور گسترده در بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی هنگام مطالعه فرآیند ترجمه در بیوسنتز پروتئین استفاده می شود. جالب اینجاست که اشکال D اسیدهای آمینه هرگز بخشی از زنجیره های پلی پپتیدی پروتئین ها نیستند، بلکه در غشاهای باکتریایی و در محصولات متابولیکی قارچ های اکتینومیست وجود دارند.در واقع، آنها در آنتی بیوتیک های طبیعی، به عنوان مثال، در گرامیسیدین یافت می شوند. در بیوشیمی، موادی با ساختار فضایی شکل D، مانند سیترولین، هموسرین، اورنیتین، به طور گسترده ای شناخته شده اند که نقش مهمی در واکنش های متابولیسم سلولی دارند.
Zwitterions چیست؟
بار دیگر به یاد بیاورید که مونومرهای پروتئینی حاوی گروه های عاملی آمین ها و اسیدهای کربوکسیلیک هستند. ذرات -NH2 و COOH با یکدیگر در داخل مولکول برهم کنش می کنند که منجر به ظهور نمک داخلی به نام یون دوقطبی (zwitterion) می شود. این ساختار داخلی اسیدهای آمینه توانایی بالای آنها را در برهمکنش با حلال های قطبی مانند آب توضیح می دهد. وجود ذرات باردار در محلول ها هدایت الکتریکی آنها را تعیین می کند.
آ-آمینواسیدها چیست
اگر گروه آمینه در مولکول در اولین اتم کربن قرار داشته باشد، با شمارش از محل کربوکسیل، این اسید آمینه به عنوان یک اسید آمینه α طبقه بندی می شود. آنها جایگاه پیشرو در طبقه بندی را اشغال می کنند، زیرا از این مونومرها است که تمام مولکول های پروتئین فعال بیولوژیکی مانند آنزیم ها، هموگلوبین، اکتین، کلاژن و غیره ساخته می شوند. ساختار اسیدهای آمینه این کلاس را می توان در نظر گرفت. با استفاده از مثال گلیسین، همان که به طور گسترده در عمل عصبی به عنوان یک آرام بخش در درمان اشکال خفیف افسردگی و نوراستنی استفاده می شود.
نام بین المللی این آمینو اسید α-آمینواستیک آن استدارای L شکل نوری است و پروتئین زا است، یعنی در فرآیند ترجمه شرکت می کند و بخشی از ماکرومولکول های پروتئین است.
نقش پروتئین ها و مونومرهای آنها در متابولیسم
تصور عملکرد طبیعی ارگانیسم پستانداران، از جمله انسان، بدون هورمون های متشکل از مولکول های پروتئین غیرممکن است. ساختار شیمیایی اسیدهای آمینه که ترکیب آنها را تشکیل می دهند، تعلق آنها به فرم های α را تأیید می کند. به عنوان مثال، تری یدوتیرونین و تیروکسین توسط غده تیروئید تولید می شوند. آنها متابولیسم را تنظیم می کنند و در سلول های آن از اسید آمینه α تیروزین سنتز می شوند. در پروتئین های ساده و پیچیده، هم 20 مونومر اساسی و هم مشتقات آنها وجود دارد. کربوکسی گلوتامیک اسید در پروترومبین وجود دارد که لخته شدن خون را تنظیم می کند، متیل لیزین در میوزین (پروتئین ماهیچه) و سلنوسیستئین در آنزیم پراکسیداز وجود دارد.
ارزش غذایی پروتئین ها و مونومرهای آنها
با توجه به ساختار آمینواسیدها و طبقه بندی آنها، اجازه دهید به درجه بندی بر اساس توانایی یا عدم امکان سنتز مونومرهای پروتئین در سلول ها بپردازیم. آلانین، پرولین، تیروزین و سایر ترکیبات در واکنش‌های متابولیسم پلاستیک تشکیل می‌شوند، در حالی که تریپتوفان و هفت اسید آمینه دیگر باید فقط با غذا وارد بدن ما شوند.
یکی از شاخص های تغذیه مناسب و متعادل، میزان مصرف انسان از غذاهای پروتئینی است. باید حداقل یک چهارم کل مواد غذایی وارد شده به بدن در روز باشد. بخصوصمهم است که پروتئین ها حاوی والین، ایزولوسین و سایر اسیدهای آمینه ضروری باشند. در این صورت پروتئین ها کامل نامیده می شوند. آنها از غذاهای گیاهی یا غذاهای حاوی قارچ وارد بدن انسان می شوند.
خود مونومرهای پروتئین ضروری را نمی توان در سلول های پستانداران سنتز کرد. اگر ساختار مولکول های اسیدهای آمینه را که ضروری هستند در نظر بگیریم، می توانیم مطمئن شویم که آنها به کلاس های مختلف تعلق دارند. بنابراین، والین و لوسین متعلق به سری آلیفاتیک، تریپتوفان متعلق به اسیدهای آمینه معطر، و ترئونین متعلق به اسیدهای آمینه هیدروکسی.
است.
