- •АМИНОКИСЛОТЫ
- •АМИНОКИСЛОТЫ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ
- •В зависимости от количества функциональных гр. различают:
- •Общая формула алифатических насыщенных моноаминокислот:
- •Алифатические АК в зависимости от взаимного расположения –СООН и –NH2 – групп делятся
- •Природные -АК делятся на
- •В зависимости от строения углеводородного R -АК делятся на алифатические,
- •Номенклатура
- •CH3 CH CH COOH
- •Для АК характерна структурная изомерия, обусловленная как строением С-скелета, так и расположением функциональных
- •АК, подобно МС, относят к D- и L-
- ••Большинство природных АК, участвующих в биохимических процессах содержат первичную аминогруппу, находящуюся в
- •Важнейшие -АК
- •(CH3)2CH CH COOH Валин*
- •HOOC
- •СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АК
- •Способы получения:-АК
- •• 2). Аминирование эфиров-галогензамещенных к-т (синтез Габриэля)
- •3). Циангидринный синтез (синтез Шреккера- Зелинского)
- •• 1)-2) способы синтеза с
- •Разделение рацемической смеси
- •Получение -АК
- ••2) Синтез Родионова с малоновым эфиром
- ••Для синтеза , - и т. д. АК могут быть
- ••Ароматические АК получают восстановлением соответствующих нитросоединений.
- •ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- ••В состав молекулы АК входит аминогруппа, обладающая основными свойствами и карбоксильная группа, обладающая
- •акцептор
- •-АК в твердом виде находятся в
- •• Значение рН, при котором
- •В случае моноаминокарбоновых кислот водные р-ры в большинстве случаев имеют слабокислую реакцию (pH
- •ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- ••2) Образование сложных эфиров реакцией этерификации
- •3) Получение ангидридов АК. Получение ангидридов АК сопряжено с трудностями, т. к. требуют
- •• 4) Декарбоксилирование
- ••Реакции по NH2-группе
- •2)Образование алкилпроизводных
- ••Моноалкилирование хорошо протекает при бензилировании:
- ••3) Арилирование
- ••4) Образование ацилпроизводных.
- ••Реакция ацилирования имеет большое значение при синтезе пептидов для защиты аминогруппы.
- •• А) Карбобензоксизащита
- ••Б) БОК-защита – в качестве защиты используется трет- бутоксикарбонильная гр.
- •CF3COOH снятие защиты
- •5) Реакция с азотистой кислотой (дезаминирование)
- •Реакции с участием NH2- и
- •2) Окислительное дезаминирование
- •3) Отношение к нагреванию
- •Качественные реакции на АК
- ••2) Ксантопротеиновая р-ция
- •Нитросоединения тирозина и триптофана в отличие от нитропроизводного фенилаланина в щелочной среде образуют
- ••3) Реакция Фоля
- •HS H2C CH COO_ 2NaOH
- •Пептидный синтез
- •Пептидный синтез представляет весьма сложную, тонкую экспериментальную задачу. Прямой конденсацией -АК пептиды
- •Для синтеза пептидов заданнного
- •3)Проводят конденсацию полученных производных
- •Синтез дипептида Gly-Ala:
- •Защита СООН-гр. С-концевой АК
- •Образование пептидной связи
- •ПЕПТИДЫ, БЕЛКИ
- •• Провести четкую грань между
- •Классификация
- •5)токсические белки;
- ••По хим. строению и степени сложности белки подразделяют на группы:
- ••Простые белки в свою очередь делятся на основании некоторых условно выбранных критериев на
- •Классификация сложных белков основана на хим. природе входящей в их состав простетической группы.
- ••Многие белки имеют тривиальные названия, присвоенные чаще всего в зависимости либо от источника
- •В соответствии с номенклатурой IUPAC в наименовании пептидов используются тривиальные названия всех аминокислот,
- •СТРОЕНИЕ
- •Полиамиды длиной от 2 до нескольких десятков АК остатков часто называют пептидами, при
- ••Несмотря на разнообразие, элементный состав белков колеблется незначительно.
- ••ММ белков колеблется в широких пределах от нескольких тысяч до миллионов. Так. миоглобин
- ••При образовании белка в результате
- ••Полипептидная цепь пептидов и белков имеет неразветвленное строение и состоит из чередующихся амидных
- •амидные группы
- ••Названия пептидов строят путем последовательного перечисления АК-ых остатков, начиная с N-конца. Т.к. эти
- ••Высокомолекулярные полипептиды и белки обладают весьма сложным строением и характеризуются четырьмя уровнями структуры
- •Состав белковой молекулы, представленный в виде чередующихся остатков аминокислот, называют
- •Для определения аминокислотного состава пептид подвергают ферментативному или кислотному гидролизу. Полученный гидролизат анализируют
- •Выяснение порядка расположения АК в полипептидной цепочке осуществляют с помощью метода секвенирования .
- ••Определение АК-ой последовательности
- •Метод Эдмана
- •• Метод Сэнгера
- •• Дансильный метод
- ••Дансильный метод наиболее предпочтительный, т.к.
- •В настоящее время созданы специальные автоматизированные установки для проведения всех перечисленных операций -
- ••Методы определения последовательности АК-ого состава на С-конце менее совершенны. Для последовательного отщепления
- •Кроме последовательности АК полипептида (первичной структуры), крайне важна трехмерная структура белка, которая формируется
- •Атомы С, O, N в пептидной гр.
- ••Вследствие М-эффекта на О-атоме возникает --заряд (он становится более ЭД), а на N-атоме
- •-С-атомы АК остатков в полипептидной
- ••Вторичная структура описывает пространственное строение одной полипептидной цепи. Наиболее распространённые типы вторичной структуры
- ••Основное значение в закреплении этой пространственной структуры имеют Н-связи, которые направлены практически параллельно
- ••β-листы (складчатые слои) –
- •к С-концу
- ••Многие белки одновременно содержат структуры-спирали и складчатого листа с преобладающим
- •• Третичная структура –
- ••– ковалентные связи (между двумя остатками цистеина –
- ••– ионные связи между противоположно заряженными боковыми группами АК остатков
- •– Н-связи между функц. гр. боковых радикалов, а также между ними и пептидынми
- ••– гидрофильно-гидрофобные взаимодействия. При взаимодействии с окружающими молекулами воды белковая молекула «стремится» свернуться
- ••По типу упаковки различают
- ••Четвертичная структура –
- •Напр. у гемоглобина полипептидная цепь (перв. структура) закручена в
- •Пространственная структура белков способна нарушаться под влиянием разл. физ.и хим. факторов: т-ры, облучения,
- •Свойства
- •Химические свойства
- •2). Нингидриновая реакция – появление синей окраски при взаимодействии с нингидрином (0,5% р-р).
- •3). Ксантопротеиновая р-ция – появление желтой окраски в результате действия на белки конц.
- •Гидролиз
- •Схема гидролиза
Для АК характерна структурная изомерия, обусловленная как строением С-скелета, так и расположением функциональных гр. Стереоизомерия (оптическая или энантиомерия) обусловлена наличием асимметрических С-атомов.
АК кроме аминоуксусной содержат 1 и более асим. С-атомов и могут существовать в виде нескольких стереоизомеров, число которых определяется по ф-ле N=2n.
Каждой паре энантиомеров соответствует 1 рацемическая форма.
АК, подобно МС, относят к D- и L-
рядам в зависимости от конфигурации атома С, связанного с аминогруппой.
|
COOH |
COOH |
H |
NH2 H2N |
H |
CH3 CH3
D(-)-аланин L(+)-аланин
•Большинство природных АК, участвующих в биохимических процессах содержат первичную аминогруппу, находящуюся в
-положении. Практически
все, входящие в состав белков АК, относятся к
•L-ряду, D- формы встречаются очень редко.
Важнейшие -АК
|
|
H2 |
|
Глицин |
H2N |
|
COOH |
Gly |
|
|
C |
|||
|
CH |
|
CH |
|
COOH |
Аланин |
|
|
|
|
||||
3 |
|
Ala |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|||
|
|
|
|
(CH3)2CH CH COOH Валин*
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
Val |
||||||
(CH3)2CH |
|
CH2 |
CH |
|
|
COOH |
Лейцин* |
||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Leu |
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|||||||
C2H5 |
CH(CH3) |
CH |
|
|
|
COOH |
Изолей- |
||||||||||
|
|
|
цин* |
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ile |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
||||||||
HOOC |
|
CH |
2 |
CH |
|
|
COOH |
Аспараги- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
новая |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Asp |
HOOC |
|
(CH2)2 CH |
|
|
|
|
|
COOH |
Глутами- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
новая |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Glu |
|||||||
H2NOC |
|
CH2 |
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
Аспарагин |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Asn |
||||
|
|
|
|
|
|
NH2 |
||||||||||||||||
H2N |
|
|
|
(CH2)4 |
CH |
|
|
|
COOH |
Лизин* |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lys |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
||||||||||
HO |
|
CH2 CH |
|
|
COOH |
Серин* |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
Ser |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
CH CH |
|
|
COOH |
Треонин* |
||||||||||||||||||||
3 |
|
|
|
Thr |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
NH2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
HS |
|
|
CH2 |
|
CH |
|
|
|
|
COOH |
Цистеин |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
CH |
|
|
|
Cys |
|||||||||
H3C |
|
S |
|
(CH2) |
|
|
|
|
COOH |
Метионин* |
|||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
Met |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
COOH |
Фенилала- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
нин* |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Phe |
HO |
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
CH |
|
COOH |
Тирозин |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
2 |
|
Tyr |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
CH |
|
|
COOH |
Трипто- |
||
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
фан* |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Trp |
|||
|
|
|
N |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
H |
|
|
|
||||||
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гистидин |
|
|
N |
CH |
|
CH |
|
|
COOH |
His |
||||
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
|||||||||
|
H |
|
|
|
NH2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пролин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
COOH |
|
Pro |
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H2N |
|
C |
|
HN |
|
(CH2) |
|
CH |
|
COOH |
Аргинин |
||||
|
|
|
3 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
Arg |
|||
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АК
•Оптически активные АК получают гидролизом белков. Однако разделение смеси является достаточно трудоемкой задачей. Поэтому большое значение имеют синтетические методы. В этом варианте образуются оптически неактивные рацемические смеси. При необходимости их разделяют различными способами.