Entre la gran varietat de substàncies naturals, els aminoàcids ocupen un lloc especial. S'explica per la seva importància excepcional tant en biologia com en química orgànica. El fet és que les molècules de proteïnes simples i complexes es componen d'aminoàcids, que són la base de totes les formes de vida a la Terra sense excepció. És per aquest motiu que la ciència presta molta atenció a l'estudi de qüestions com l'estructura dels aminoàcids, les seves propietats, la producció i l'ús. Aquests compostos també tenen una gran importància en medicina, on s'utilitzen com a preparats medicinals. Per a aquelles persones que prenen seriosament la seva pròpia salut i porten un estil de vida actiu, els monòmers proteics són una forma d'aliment (l'anomenada nutrició esportiva). Alguns dels seus tipus s'utilitzen en la química de la síntesi orgànica com a matèria primera en la producció de fibres sintètiques: enant i capron. Com podeu veure, els àcids aminocarboxílics tenen un paper molt important tant a la natura com a la vida de la societat humana, així que anem a conèixer-los amb més detall.
Característiques de l'estructuraaminoàcids
Els compostos d'aquesta classe pertanyen a substàncies orgàniques amfòteres, és a dir, contenen dos grups funcionals i, per tant, presenten propietats duals. En particular, les molècules contenen radicals hidrocarburs combinats amb grups amino NH2 i grups carboxil COOH. En les reaccions químiques amb altres substàncies, els aminoàcids actuen com a bases o com a àcids. L'isomeria d'aquests compostos es manifesta a causa d'un canvi en la configuració espacial de l'esquelet de carboni o en la posició del grup amino, i la classificació dels aminoàcids es determina en funció de les característiques i propietats estructurals del radical hidrocarbur. Pot tenir forma de cadena recta o ramificada i també contenir estructures cícliques.
Activitat òptica dels àcids aminocarboxílics
Tots els monòmers dels polipèptids, i les seves 20 espècies, presentades en organismes de plantes, animals i humans, pertanyen als L-aminoàcids. La majoria d'ells contenen un àtom de carboni asimètric que fa girar un feix de llum polaritzat cap a l'esquerra. Dos monòmers, la isoleucina i la treonina, tenen dos àtoms de carboni, i l'àcid aminoacètic (glicina) no en té cap. La classificació dels aminoàcids segons la seva activitat òptica s'utilitza àmpliament en bioquímica i biologia molecular quan s'estudia el procés de traducció en la biosíntesi de proteïnes. Curiosament, les formes D dels aminoàcids mai formen part de les cadenes polipeptídiques de les proteïnes, sinó que estan presents a les membranes bacterianes i als productes metabòlics dels fongs actinomicets.n'hi ha, de fet, es troben en antibiòtics naturals, per exemple, a la gramicidina. En bioquímica, les substàncies amb una estructura espacial en forma D, com la citrulina, l'homoserina i l'ornitina, són àmpliament conegudes, que tenen un paper important en les reaccions del metabolisme cel·lular.
Què són els zwitterions?
Recordem una vegada més que els monòmers proteics contenen grups funcionals d'amines i àcids carboxílics. Les partícules -NH2 i COOH interaccionen entre si dins de la molècula, la qual cosa provoca l'aparició d'una sal interna anomenada ió bipolar (zwitterion). Aquesta estructura interna dels aminoàcids explica la seva alta capacitat d'interaccionar amb dissolvents polars, com l'aigua. La presència de partícules carregades a les solucions determina la seva conductivitat elèctrica.
Què són els α-aminoàcids
Si el grup amino es troba a la molècula en el primer àtom de carboni, comptant des de la ubicació del carboxil, aquest aminoàcid es classifica com un α-aminoàcid. Ocupen un lloc destacat en la classificació, perquè és a partir d'aquests monòmers on es construeixen totes les molècules de proteïnes biològicament actives, per exemple, com els enzims, l'hemoglobina, l'actina, el col·lagen, etc. Es pot considerar l'estructura dels aminoàcids d'aquesta classe. fent servir l'exemple de la glicina, la mateixa que s'utilitza àmpliament en la pràctica neurològica com a sedant en el tractament de formes lleus de depressió i neurastènia.
El nom internacional d'aquest aminoàcid és α-aminoacèticté forma òptica de L i és proteinogènic, és a dir, participa en el procés de traducció i forma part de macromolècules proteiques.
El paper de les proteïnes i els seus monòmers en el metabolisme
És impossible imaginar el funcionament normal de l'organisme dels mamífers, inclosos els humans, sense hormones constituïdes per molècules de proteïnes. L'estructura química dels aminoàcids que conformen la seva composició confirma la seva pertinença a les formes α. Per exemple, la triiodotironina i la tiroxina són produïdes per la glàndula tiroide. Regulan el metabolisme i es sintetitzen a les seves cèl·lules a partir de l'α-aminoàcid tirosina. En proteïnes simples i complexes, hi ha tant 20 monòmers bàsics com els seus derivats. L'àcid carboxiglutàmic està present a la protrombina, que regula la coagulació de la sang, la metillisina es troba a la miosina (proteïna muscular) i la selenocisteïna es troba a l'enzim peroxidasa.
Valor nutricional de les proteïnes i els seus monòmers
Tenint en compte l'estructura dels aminoàcids i la seva classificació, ens detenem en la gradació basada en la capacitat o impossibilitat dels monòmers proteics de ser sintetitzats a les cèl·lules. L'alanina, la prolina, la tirosina i altres compostos es formen en les reaccions del metabolisme plàstic, mentre que el triptòfan i set aminoàcids més haurien d'entrar al nostre cos només amb els aliments.
Un dels indicadors d'una alimentació adequada i equilibrada és el nivell de consum humà d'aliments proteics. Hauria de ser almenys una quarta part de la quantitat total d'aliments que ha entrat al cos per dia. Sobretotés important que les proteïnes continguin valina, isoleucina i altres aminoàcids essencials. En aquest cas, les proteïnes s'anomenaran completes. Entren al cos humà a partir d'aliments vegetals o aliments que contenen bolets.
Els propis monòmers proteics essencials no es poden sintetitzar a les cèl·lules dels mamífers. Si tenim en compte l'estructura de les molècules d'aminoàcids indispensables, podem assegurar-nos que pertanyen a classes diferents. Per tant, la valina i la leucina pertanyen a la sèrie alifàtica, el triptòfan pertany als aminoàcids aromàtics i la treonina pertany als hidroxiaminoàcids.
