Բնական նյութերի հսկայական բազմազանության մեջ առանձնահատուկ տեղ են գրավում ամինաթթուները։ Դա բացատրվում է նրանց բացառիկ կարևորությամբ թե՛ կենսաբանության, թե՛ օրգանական քիմիայի մեջ։ Բանն այն է, որ պարզ և բարդ սպիտակուցների մոլեկուլները կազմված են ամինաթթուներից, որոնք առանց բացառության Երկրի վրա կյանքի բոլոր ձևերի հիմքն են։ Հենց այս պատճառով է, որ գիտությունը լուրջ ուշադրություն է դարձնում այնպիսի հարցերի ուսումնասիրությանը, ինչպիսիք են ամինաթթուների կառուցվածքը, դրանց հատկությունները, արտադրությունը և օգտագործումը: Այս միացությունները մեծ նշանակություն ունեն նաև բժշկության մեջ, որտեղ դրանք օգտագործվում են որպես բուժիչ պատրաստուկներ։ Այն մարդկանց համար, ովքեր լուրջ են վերաբերվում իրենց առողջությանը և վարում են ակտիվ կենսակերպ, սպիտակուցային մոնոմերները սննդի ձև են (այսպես կոչված, սպորտային սնուցում): Դրանց որոշ տեսակներ օգտագործվում են օրգանական սինթեզի քիմիայում՝ որպես հումք սինթետիկ մանրաթելերի՝ էնանտի և կապրոնի արտադրության մեջ։ Ինչպես տեսնում եք, ամինոկարբոքսիլաթթուները շատ կարևոր դեր են խաղում ինչպես բնության, այնպես էլ մարդկային հասարակության կյանքում, ուստի եկեք ավելի մանրամասն ճանաչենք նրանց։
Կառուցվածքային առանձնահատկություններամինաթթուներ
Այս դասի միացությունները պատկանում են ամֆոտեր օրգանական նյութերին, այսինքն՝ պարունակում են երկու ֆունկցիոնալ խումբ և, հետևաբար, ցուցաբերում են երկակի հատկություններ։ Մասնավորապես, մոլեկուլները պարունակում են ածխաջրածնային ռադիկալներ՝ համակցված NH2 ամինո խմբերի և COOH կարբոքսիլ խմբերի հետ: Այլ նյութերի հետ քիմիական ռեակցիաներում ամինաթթուները գործում են կամ որպես հիմքեր կամ որպես թթուներ: Նման միացությունների իզոմերիզմը դրսևորվում է ածխածնի կմախքի տարածական կազմաձևի կամ ամինախմբի դիրքի փոփոխության պատճառով, և ամինաթթուների դասակարգումը որոշվում է ածխաջրածնային ռադիկալի կառուցվածքային առանձնահատկությունների և հատկությունների հիման վրա: Այն կարող է լինել ուղիղ կամ ճյուղավորված շղթայի տեսքով, ինչպես նաև պարունակել ցիկլային կառուցվածքներ։
Ամինոկարբոքսիլաթթուների օպտիկական ակտիվություն
Պոլիպեպտիդների բոլոր մոնոմերները և դրանց 20 տեսակները, որոնք ներկայացված են բույսերի, կենդանիների և մարդկանց օրգանիզմներում, պատկանում են L-ամինաթթուներին: Նրանցից շատերը պարունակում են ասիմետրիկ ածխածնի ատոմ, որը պտտում է բևեռացված լույսի ճառագայթը դեպի ձախ: Երկու մոնոմեր՝ իզոլեյցինը և թրեոնինը, ունեն երկու այդպիսի ածխածնի ատոմ, իսկ ամինաքացախաթթուն (գլիցին) չունի։ Ամինաթթուների դասակարգումն ըստ օպտիկական ակտիվության լայնորեն կիրառվում է կենսաքիմիայի և մոլեկուլային կենսաբանության մեջ՝ սպիտակուցների կենսասինթեզում թարգմանության գործընթացն ուսումնասիրելիս։ Հետաքրքիր է, որ ամինաթթուների D- ձևերը երբեք չեն մտնում սպիտակուցների պոլիպեպտիդային շղթաների մեջ, այլ առկա են բակտերիաների թաղանթներում և ակտինոմիցետային սնկերի նյութափոխանակության արտադրանքներում:կան, փաստորեն, դրանք հայտնաբերված են բնական հակաբիոտիկների մեջ, օրինակ՝ գրամիցիդինում։ Կենսաքիմիայում լայնորեն հայտնի են D- ձևի տարածական կառուցվածք ունեցող նյութերը, ինչպիսիք են ցիտրուլինը, հոմոսերինը, օրնիտինը, որոնք կարևոր դեր են խաղում բջիջների նյութափոխանակության ռեակցիաներում:
Ի՞նչ են զվիտերիոնները:
Եվս մեկ անգամ հիշեցնենք, որ սպիտակուցային մոնոմերները պարունակում են ամինների և կարբոքսիլաթթուների ֆունկցիոնալ խմբեր: Մասնիկները -NH2 և COOH փոխազդում են միմյանց հետ մոլեկուլի ներսում, ինչը հանգեցնում է ներքին աղի առաջացմանը, որը կոչվում է երկբևեռ իոն (ցվիտերիոն): Ամինաթթուների այս ներքին կառուցվածքը բացատրում է բևեռային լուծիչների հետ փոխազդելու նրանց բարձր ունակությունը, ինչպիսին է ջուրը: Լուծույթներում լիցքավորված մասնիկների առկայությունը որոշում է դրանց էլեկտրական հաղորդունակությունը։
Ինչ են α-ամինաթթուները
Եթե ամինային խումբը գտնվում է մոլեկուլում առաջին ածխածնի ատոմում, հաշվելով կարբոքսիլը, ապա այս ամինաթթուն դասակարգվում է որպես α-ամինաթթու: Նրանք առաջատար տեղ են զբաղեցնում դասակարգման մեջ, քանի որ հենց այդ մոնոմերներից են կառուցվում բոլոր կենսաբանական ակտիվ սպիտակուցի մոլեկուլները, օրինակ՝ ֆերմենտները, հեմոգլոբինը, ակտինը, կոլագենը և այլն։ Այս դասի ամինաթթուների կառուցվածքը կարելի է դիտարկել։ օգտագործելով գլիցինի օրինակը, որը լայնորեն օգտագործվում է նյարդաբանական պրակտիկայում որպես հանգստացնող միջոց դեպրեսիայի և նևրասթենիայի մեղմ ձևերի բուժման համար:
Այս ամինաթթվի միջազգային անվանումն է α-ամինաքացախ, այնունի օպտիկական L-աձև և պրոտեինոգեն է, այսինքն՝ մասնակցում է թարգմանության գործընթացին և մտնում է սպիտակուցի մակրոմոլեկուլների մեջ։
Սպիտակուցների և դրանց մոնոմերների դերը նյութափոխանակության մեջ
Անհնար է պատկերացնել կաթնասունների, այդ թվում՝ մարդու օրգանիզմի բնականոն գործունեությունը առանց սպիտակուցի մոլեկուլներից բաղկացած հորմոնների։ Նրանց բաղադրությունը կազմող ամինաթթուների քիմիական կառուցվածքը հաստատում է նրանց պատկանելությունը α-ձևերին։ Օրինակ՝ տրիյոդթիրոնինը և թիրոքսինը արտադրվում են վահանաձև գեղձի կողմից։ Նրանք կարգավորում են նյութափոխանակությունը և նրա բջիջներում սինթեզվում են α-ամինաթթու թիրոզինից։ Պարզ և բարդ սպիտակուցներում կան և՛ 20 հիմնական մոնոմերներ, և՛ դրանց ածանցյալներ: Կարբոքսիգլուտամիկ թթուն առկա է պրոտոմբինում, որը կարգավորում է արյան մակարդումը, մեթիլլիսինը հայտնաբերված է միոզինում (մկանային սպիտակուց), իսկ սելենոցիստեինը՝ պերօքսիդազա ֆերմենտում։
Սպիտակուցների և դրանց մոնոմերների սննդային արժեքը
Հաշվի առնելով ամինաթթուների կառուցվածքը և դրանց դասակարգումը, եկեք կանգ առնենք բջիջներում սպիտակուցային մոնոմերների սինթեզվելու կարողության կամ անհնարինության վրա հիմնված աստիճանավորման վրա: Ալանինը, պրոլինը, թիրոզինը և այլ միացություններ առաջանում են պլաստիկ նյութափոխանակության ռեակցիաների ժամանակ, մինչդեռ տրիպտոֆանը և յոթ այլ ամինաթթուներ պետք է մեր օրգանիզմ մտնեն միայն սննդի հետ միասին։
Ճիշտ և հավասարակշռված սնվելու ցուցիչներից է սպիտակուցային մթերքների մարդկային սպառման մակարդակը։ Այն պետք է կազմի օրական օրգանիզմ մտած սննդի ընդհանուր քանակի առնվազն քառորդը։ ՀատկապեսԿարևոր է, որ սպիտակուցները պարունակեն վալին, իզոլեյցին և այլ էական ամինաթթուներ: Այս դեպքում սպիտակուցները կկոչվեն ամբողջական: Դրանք մարդու օրգանիզմ են մտնում բուսական կամ սունկ պարունակող մթերքներից։
Անհրաժեշտ սպիտակուցային մոնոմերներն իրենք չեն կարող սինթեզվել կաթնասունների բջիջներում: Եթե հաշվի առնենք ամինաթթուների մոլեկուլների կառուցվածքը, որոնք անփոխարինելի են, կարող ենք համոզվել, որ դրանք պատկանում են տարբեր դասերի։ Այսպիսով, վալինը և լեյցինը պատկանում են ալիֆատիկ շարքին, տրիպտոֆանը պատկանում է անուշաբույր ամինաթթուներին, իսկ թրեոնինը պատկանում է հիդրօքսիամինաթթուներին։
