Els aminoàcids, les fórmules dels quals es comenten al curs de química de secundària, són substàncies importants per al cos humà. Les proteïnes, que consisteixen en residus d'aminoàcids, són necessàries perquè una persona funcioni completament.
Definició
Els aminoàcids, les fórmules dels quals es comentaran a continuació, són compostos orgànics les molècules dels quals contenen grups amino i carboxil. El carboxil està format per un grup carbonil i un grup hidroxil.
Podeu considerar els aminoàcids com a derivats dels àcids carboxílics, on l'àtom d'hidrogen es substitueix per un grup amino.
Característiques de les propietats químiques
Els aminoàcids, la fórmula general dels quals es pot representar com CnH2nNH2COOH, són compostos químics anfòters.
La presència de dos grups funcionals a les seves molècules explica la possibilitat que aquestes substàncies orgàniques presentin propietats bàsiques i àcides.
Les seves solucions aquoses tenen les propietats de les solucions tampó. Un zwitterion és una molècula d'aminoàcid on el grup amino és NH3+ i el carboxil és -COO-. Una molècula d'aquest tipus té un moment dipolar important, mentre quela càrrega total és zero. Sobre aquestes molècules es construeixen cristalls de molts aminoàcids.
Entre les propietats químiques més importants d'aquesta classe de substàncies, es poden distingir els processos de policondensació, com a conseqüència dels quals es formen poliamides, incloses proteïnes, pèptids, niló.
Els aminoàcids, la fórmula general dels quals és CnH2nNH2COOH, reaccionen amb àcids, bases, òxids metàl·lics, sals d'àcids febles. Són especialment interessants les interaccions dels aminoàcids amb els alcohols relacionades amb l'esterificació.
Característiques de la isomeria
Per tal d'escriure les fórmules estructurals dels aminoàcids, observem que molts aminoàcids implicats en transformacions bioquímiques contenen un grup amino en la posició a del grup carboxil. Aquest àtom de carboni és un centre quiral i els aminoàcids es consideren isòmers òptics.
La fórmula estructural dels aminoàcids dóna una idea de la ubicació dels principals grups funcionals que formen una determinada substància, en relació amb l'àtom de carboni actiu.
Els aminoàcids naturals que formen part de les molècules de proteïnes són representants de la sèrie L.
Els isòmers òptics dels aminoàcids es caracteritzen per una racemització no enzimàtica lenta espontània.
Característiques dels compostos a
Qualsevol fórmula de substàncies d'aquest tipus assumeix la ubicació del grup amino al segon àtom de carboni. 20 aminoàcids, les fórmules dels quals es consideren fins i tot en un curs de biologia escolar, també ho sónpertanyen a aquesta espècie. Per exemple, aquests inclouen alanina, asparagina, serina, leucina, tirosina, fenilalanina, valina. Són aquests compostos els que formen el codi genètic humà. A més de les connexions estàndard? aminoàcids no estàndard, que són els seus derivats, també es van trobar a les molècules de proteïnes.
Classificació per síntesi
Com es poden separar els aminoàcids essencials? Les fórmules d'aquesta classe es subdivideixen segons la base fisiològica en semisubstituïbles, capaços de sintetitzar-se en el cos humà. També s'aïllen els compostos ordinaris sintetitzats en qualsevol organisme viu.
Divisió per a grups radicals i funcionals
La fórmula dels aminoàcids difereix en l'estructura del radical (grup lateral). Hi ha una divisió en molècules no polars que contenen un radical hidrofòbic no polar, així com en grups polars carregats. Els aminoàcids aromàtics es consideren un grup separat en bioquímica: histidina, triptòfan, tirosina. Segons els grups funcionals, es distingeixen diversos grups. Els compostos alifàtics es representen per:
- compostos monoaminomonocarboxílics, que es poden considerar glicina, valina, alanina, leucina;
- substàncies oximonocaminocarboxíliques: treonina, serina;
- monoaminocarboxílic: glutàmic, àcid aspártic;
- compostos que contenen sofre: metionina, cisteïna;
- substàncies diaminomonocarboxíliques: lisina, histidina, arginina;
- heterocíclic: prolina, histidina,triptòfan/
Qualsevol fórmula d'aminoàcids es pot escriure en termes generals, només els grups radicals diferiran.
Definició qualitativa
Per detectar petites quantitats d'aminoàcids, es realitza una reacció de ninhidrina. En el procés d'escalfament d'aminoàcids amb un excés de ninhidrina, s'obté un producte porpra si l'àcid té un grup a-amino lliure i un producte groc és típic per a un grup protegit. Aquest mètode té una alta sensibilitat i s'utilitza per a la detecció colorimètrica d'aminoàcids. Sobre la seva base, es va crear el mètode de cromatografia de particions sobre paper, introduït per Martin el 1944.
La mateixa reacció química s'utilitza en un analitzador automàtic d'aminoàcids. El dispositiu, creat per Moore, Shpakman, Stein, es basa en la separació d'una barreja d'aminoàcids en columnes plenes de resines d'intercanvi iònic. Des de la columna, el corrent de l'eluent entra al mesclador, la ninhidrina també passa aquí.
El contingut quantitatiu d'aminoàcids es jutja per la intensitat del color resultant. Les lectures s'enregistren amb un colorímetre fotoelèctric, registrades per un registrador.
Actualment s'utilitza una tecnologia similar a la pràctica clínica per a proves de sang, líquid cefaloraquidi i orina. Permet donar una imatge completa de la composició qualitativa dels aminoàcids continguts en els fluids biològics, per identificar les substàncies no estàndard que contenen nitrogen en ells.
Característiques de la nomenclatura
Com anomenar correctamentaminoàcids? Les fórmules i els noms d'aquests compostos es donen segons la nomenclatura internacional IUPAC. La posició del grup amino s'afegeix a l'àcid carboxílic corresponent, començant per l'hidrocarbur al grup carboxil.
Per exemple, àcid 2-aminoetanoic. A més de la nomenclatura internacional, hi ha noms trivials utilitzats en bioquímica. Així, l'àcid aminoacètic és una glicina que s'utilitza en la medicina moderna.
Si hi ha dos grups carboxil a la molècula, s'afegeix el sufix -diònic al nom. Per exemple, àcid 2-aminobutandioic.
Per a tots els representants d'aquesta classe, la isomeria estructural és característica, a causa dels canvis en l'estructura de la cadena de carboni, així com la ubicació dels grups carboxil i amino. A més de la glicina (el representant més senzill d'aquesta classe de substàncies orgàniques que contenen oxigen)? la resta de compostos tenen antípodes miralls (isòmers òptics).
Aplicació
Els aminoàcids són comuns a la natura, són la base per a la construcció de proteïnes animals i vegetals. Aquests compostos s'utilitzen en medicina en cas d'esgotament greu del cos, per exemple, després d'operacions quirúrgiques complexes. L'àcid glutàmic ajuda a combatre les mal alties nervioses i la histidina s'utilitza per tractar les úlceres d'estómac. En la síntesi de fibres sintètiques (capron, enant), els àcids aminocaproic i aminoenanthic actuen com a matèries primeres.
Conclusió
Els aminoàcids són compostos orgànics que en el seutenen dos grups funcionals. Són les característiques estructurals les que expliquen la dualitat de les seves propietats químiques, així com les especificitats del seu ús. A partir dels resultats dels experiments d'investigació, es va poder establir que la biomassa d'organismes vius que viuen al nostre planeta suma 1,8 1012-2,4 1012 tones de matèria seca. Els aminoàcids són els monòmers inicials en la biosíntesi de molècules de proteïnes, sense els quals l'existència d'humans i animals és impossible.
Depenent de les característiques fisiològiques, hi ha una divisió de tots els aminoàcids en substàncies essencials, la síntesi de les quals no es realitza en el cos humà i els mamífers. Per evitar alteracions en els processos metabòlics, és important menjar aliments que continguin aquests aminoàcids.
Són aquests compostos que són una mena de "maons" que s'utilitzen per construir proteïnes de biopolímer. Depenent de quins residus d'aminoàcids, en quina seqüència s'alinearan a l'estructura de la proteïna, la proteïna resultant té certes propietats físiques i químiques i aplicacions. Gràcies a les reaccions qualitatives als grups funcionals, els bioquímics determinen la composició de les molècules de proteïnes, buscant noves maneres de sintetitzar biopolímers individuals necessaris per al cos humà.
