|

Стeрeoхимияи аминокислотаҳо

Тартибдиханда: admin

Дохил кард: Алишер Фозилов

Санаи дохилгардида: 2017-02-06

Аминокислотаҳои табиӣ кислотҳои 2-аминокарбонатӣ (ё α-аминокислотаҳо, бархилофи β-аминокислотҳо чун β-аланин ва тaypин) мебошанд. Дар α-aминoкиcлoтҳо атоми C-2 (Cα) чор ҷойивазкунандаи гуногун дорад: гурўҳи каpбокcилӣ, аминогурўҳ, атоми ҳидроген, занҷири паҳлуӣ R. Ҳамин тавр, ҳамаи α-аминокислотаҳо, ба ҷуз глитсин, α- атоми асимметрӣ (хиралӣ) доранд ва дар шакли ду энантиомерҳо (L- и D-aминoкиcлoтаҳо) мавҷуданд. Аминoкиcлoтаҳои пpотeиногенӣ ба L aминoкиcлoтаҳо мансубанд. D-аминoкиcлотаҳо дар бактерияҳо, масалан дар таркиби мураинҳо, дучор мешаванд ва инчунин дар антибиотикҳои пептидӣ.

Қабул шудааст, ки дар ҳамворӣ марказҳои хиралиро, чуноне ки Фишер пешниҳод намуд, бо ёрии формулаҳои проексионӣ тасвир намоем. Формулаҳои проексионӣ аз сохти фазои чунин сохта мешавад: тетраэдрро тарзе тоб медиҳанд, ки гурўҳи бештар оксидшуда (дар ҳолати аминокислотаҳо гурўҳи карбоксилӣ) ба боло равона бошад. Сипас то он даме чарх мезанонанд, ки хатти CОО−-ро бо R пайвасткунанда дар ҳамвории миз хоб равад. Дар ин ҳолат дар L-aминокиcлотаҳо NН3+-гурўҳ ба чап равона асту дар D-аминокислотаҳо бошад, ба рост.
Ҳосил намудани аминокислотаҳо
Муҳимтарин манбаи аминкислотаҳо сафедаҳои табиӣ мебошанд, ки ҳангоми ҳидролизи онҳо омехтаи a-аминокислотаҳо ҳосил мешавад. Аз ин омехта ҷудо намудани аминокислотаҳо кори басо мушкил аст, вале агар миқдори як ё ду аминокислота аз миқдори дигар аминокислотаҳо зиёд бошад, он гоҳ ҷудо намудани он аминокислотаҳо осонтар мешавад.
Синтези аминокислотаҳо аз кислотаҳое, ки ҳидрогенҳояшон бо ҳалогенҳо иваз карда шудаанд, бо таъсири аммиак имконпазир аст:

С1-СН-СООН + 2NH3    ®    H2N-СН-СООН + NH4CI
|                                                         |        

       R                                                      R

Дар табиат микроорганизмҳое вомехўранд, ки дар ҷараёни фаъолияти ҳаётии худ a-аминокислотаҳоро синтез мекунанд.
Хосиятҳои физикӣ
Аминокислотаҳо моддаҳои кристаллие мебошанд, ки ҳарорати гудозиши нисбатан калон (аз 250°С болотар) доранд. Ҳарорати гудозиши аминкислотаҳо аз ҳамдигар хеле кам фарқ доранд ва аз ин сабаб он барои онҳо хосияти хос нест. Ҳангоми гудозиши аминокислотаҳо таҷзияи онҳо низ ҷой дорад.
Хосиятҳои химиявӣ
Аминокислотаҳо дар маҳлули ишқорҳо ва кислотаҳо хеле хуб ҳал мешаванд, вале дар ҳалкунандаҳои органикӣ ҳалнашавандаанд. Бо ин хусусияти худ аминокислотаҳо ба пайвастагиҳои ғайриорганикӣ монанд мебошанд.
Хосиятҳои химиявии аминкислотаҳо аз рўи сохти молекулавиашон, хусусан дар он мавҷуд будани ду гурўҳи функсионалӣ, ки фаъолияти химиявиашон ба шумо маълум аст, фаҳмидан мумкин аст. Дар молекулаи аминокислотаҳо гурўҳи карбоксилӣ хосиятҳои кислотагӣ дошта, амингурўҳ бошад, ки хосияти асосӣ дорад. Аз ин ҷо хулоса баровардан мумкин аст, ки аминкислотаҳо бояд ҳам хосияти кислотагӣ ва ҳам асосӣ, яъне, хосияти амфотерӣ зоҳир кунанд.
Баъзе хосиятҳои аминокислотаҳо, хусусан ҳарорати баланди гудозишашон, бо сохти ба худ хоси онҳо марбут мебошад. Гурўҳҳои кислотагӣ (–COOH) ва асосӣ (–NH2) дар молекулаи аминокислота бо ҳам таъсири мутақобил намуда, намакҳои дохилӣ (ионҳои биполярӣ) ҳосил мекунанд. Ҳосилшавии намаки дохилӣ дар мисоли глитсина чунин аст:
             

                         NH3+ ···-OOC


         H2C                                     CH2


                    COO- ····· H3+N

H2N-CH2-COOH ↔ H3N+-CH2-COO-

Мисолҳои дар поён овардашуда дурустии хулосаи моро собит менамоянд.
1. Аминкислотаҳо, чун кислота, ба асосҳо таъсир намуда намак ҳосил менамоянд:

H2N-CH2-COOH+NaOH ® H2N-CH2-COONa+H2O

Онҳо, чун асос, ба кислотаҳо таъсир намуда намак ҳосил мекунанд:
-

Аз ин сабаб аминокислотаҳо асосан бо ду қимати рК тавсиф карда мешаванд: яке ба титрронии гурўҳҳои СОО– бо ишқор мувофиқ буда (рК1), дигарӣ ба титрронии гурўҳи NH3 бо кислота (рК2) мувофиқ аст. Баъзе аминокислотаҳо гурўҳҳои ионогении паҳлуӣ доранд, ки метавонанд ионизатсия шаванд ва бинобар ин бо қимати ба худ хоси рК3 тавсиф карда мешаванд. Дар ҷадвали 2 қиматҳои рК1, рК2 ва рК3, инчунин рНi, ки ба нуқтаи изоэлектриӣ мувофиқ аст, оварда шудаанд.

Ҷадвали 2.
Собитҳои диссотсиатсияи гурўҳҳои функсионалии аминокислотаҳо

Аминокислота

рК1

рК2

рК3

рНi

Глитсин

2,35

9,78

 

6,1

Аланин

2,34

9,87

 

6,1

Валин

2,32

9,62

 

6,0

Лейсин

2,36

9,60

 

6,0

Серин

2,21

9,15

 

5,7

Пролин

1,99

10,60

 

6,3

Триптофан

2,38

9,39

 

5,9

Аспарагиновая кислота

2,09

3,87 (СОО–)

9,82( )

3,0

Глутаминовая кислота

2,19

4,28 (СОО–)

9,66( )

3,2

Тирозин

2,20

9,11( )

10,1 (О–)

5,7

Cистеин

1,96

8,18 ( )

10,28 (S–)

5,1

Аргинин

2,02

9,04 ( )

12,48 (гуанидин)

10,8

Лизин

2,18

8,95 ( )

10,53 ( )

9,7

Гистидин

1,77

6,10 (имидазол)

9,18 ( )

7,6

2. Аминкислотаҳо бо спиртҳо ба реаксия рафта эфирҳои мураккаб ҳосил мекунанд:

эфири этилии аланин
3. a-Аминокислотаҳоро атсилонидан мумкин аст, масалан бо таъсири ангидриди атсетат ё хлориди атсетил. Дар натиҷа ҳосилаҳои N- атсилии аминокислотаҳо (аломати "N" нишон медиҳад, ки атсил бо атоми нитроген пайваст аст) ҳосил мешаванд:

N – атсетилаланин

4. Аз он сабаб, ки хосиятҳои асосӣ ва кислотагии аминкислотаҳо бо гурўҳҳои гуногуни атомҳояшон вобастагӣ доранд, молекулаҳои онҳо метавонанд ба якдигар таъсир намоянд:

          Н      О                           СН3 О
|       ||                             |        ||   
H2N-СН-С-ОН + H-NH-СН-С-ОН ®

        глитсин                             аланин

               Н     O           СН3 О
|       ||             |        ||    
® H2N-СН-C-NH-СН-С-ОН + Н2О
глитсилаланин

Молекулаи ҳосилшуда метавонад бо молекулаи дигари аминкислота ба реаксия равад ва ин раванд метавонад чандин маротиба такрор шавад. Дар натиҷа пайвастагиҳои калонмолекула ҳосил мешаванд. Гурўҳи атомҳои
О  Н
||   |                         
-С-N- - ро пептид ё гурўҳи амидӣ ва банди байни атомҳои карбон ва нитрогенро банди пептидӣ ё амидӣ меноманд. Пайвастагиҳои калонмолекулаи ҳосилшударо полипептидҳо меноманд.
Хосияти химиявии а-минокислотаҳо
  Гуфтан лозим аст, ки хосияти муҳими а-аминокислотаҳо ба табиати гуруҳҳои функсионалии дар молекулаи онҳо мавҷудбуда алоқаманд аст. Аз ин ру се гурўҳи реаксияҳои химиявии онҳоро аз ҳамдигар фарқ  намудан лозим аст:

  • Реаксияи химиявии ба гурўҳи а- COOH хос буда;
  • Реаксияи химиявии ба гурўҳи а- NH2 хос буда;
  • Реаксияи химиявии ба  R- гурўҳо хос буда.

Инак ҳар кадоми ин реаксияҳои химиявиро бо мисолҳои конкретӣ дида мебароем.
Реаксияи химиявии гурўҳҳои а – карбоксилӣ.
Ба сабаби дорои гурўҳҳои α- карбоксили будани аминокислотаҳо ба ҳамон реаксияҳои химиявӣ, ки барои кислотаи карбонӣ хосанд, дохил шуда  метавонад. Масалан, онҳо ба  асосҳо ба реаксия дохил шуда,  намакҳо ҳосил мекунанд:

α -аминокислота                          намаки натригии α -аминокислота
Аминокислотаҳо инчунин бо спиртҳо ба реаксия дохил шуда эфирҳои мураккабро ҳосил менамоянд:


α-аминокислота        спирт             эфирри мураккаб         
Инчунин яке аз хосиятҳои муҳимтарин ва дорои аҳамияти биологӣ будаи гурўҳҳои α- карбоксилӣ аз он иборат аст, ки онҳо ба гурўҳҳои а- аминии молекулаи а- аминокислотаҳои ҳамном ё ки гуногунном қобиляти ба реаксияи химиявӣ дохил шуданро доранд:


α-аминокислота       α-аминокислота                Дипептид

Бояд таъкид намуд, ки банди химияви дар байни ду а-аминокислота пайдошуда ( -СО – NH -)-ро банди пептидӣ меноманд. Дар молекулаи сафедаҳо онҳо ба якдигар аз ҳисоби ҳамин банди пептидӣ пайваст мешаванд. α-аминокислотаҳо мисли кислотаҳои карбонӣ бо гидразинҳо фенилгидразин ба реаксия дохил шудагидразид  ва фенилгидразидҳоро ҳосил мекунанд:


α-аминокислота        гидразин              Гидразиди α-аминокислота

 


α-аминокислота      фенилгидразин        фенилгидразиди α-аминокислота

Реаксияи химиявии гурўҳи а-аминӣ
Характерноктарин  реаксияи гурўҳи α- аминӣ бо нингидрин пайваст шудани он мебошад. Ин реаксияро дар тадқиқотҳо барои миқдоран муайян намудани α-аминокислотаҳо истифода мебаранд. Ҳангоми гарм кадани як эквиваленти α-аминокислота дом обо ду эквивалети нингидрин ба реаксия даромада, ранги бунафши кабудчатобро  ҳосил мекунанд. Танҳо аминокислотаҳои пролин ва оксипролин, ки гурўҳҳои α-аминии ивазшуда доранд, бо нингидрин  ранги зард ҳосил мекунанд:

Ба сабаби дорои гурўҳҳои α-аминӣ будан, аминокислтаҳо инчунин бо динитрофторбензол , фенилиотиоцианат ,  I- диметиламинонафталин – 5 – сулфохлорид (дансил), альдегидҳо, α-аминокислотаҳо  ва ғайра ба реаксияи химиявӣ дохил мешаванд.  Бо динитрофторбензол пайваст шудан α- аминокислотаҳоро аввалин маротиба Лауреати мукофоти Нобелӣ Ф.Сенҷер кашф  намуд ва ин кашфиётро барои муайян намудани миқдори α-аминокислотаҳо истифода бурд.

Динитрофторбензол     α-аминокислота         Ҳосилаи  динитро  фенилии
α-аминокислота

Ба фенилзотиоцианат пайват шудани α-аминокислотаҳоро бошад, олим П. Эдман  кашф намуд. П. Эдман инчунин муқаррар намуд, ки аминокислотаҳо бо ин пайвастагӣ миқдоран ба реаксия дохил шуда, ҳосилаҳои фенилтиокарбамилӣ пайдо мекунанд, ки онҳо бо таъсири хлориди гидрогенӣ хушк  сиклизатсия шуда, дар натиҷа фенилтиогидрантоинҳоро ҳосил менамоянд:

 

 

Фенилизо-               α-аминокислота               Фенилтиокарбамил
тиосианат                             

Фенилтиокарбамил                                        Фенилтиогидантоин
Бо дансил   α-аминокислотаҳо ин тавр ба реаксия дохил мешаванд:


Дансил                                                         Ҳосилаи дансилии
α-аминокислота

Ҳангоми бо альдегидҳо ба реаксия  дохил шудан, α- аминокислотаҳо асоси Шиффро ҳосил мекунанд:

Дидан карданд: 1587

Мавзӯъҳои монанд:

Сафедаҳо

Исботи назарияи полипептидии сохти сафедаҳо

Реаксияи ранга бо гистидин ва Реаксияи ранга бо триптофан

Реаксияи химиявии R- гурўҳҳо

Стeрeoхимияи аминокислотаҳо

Аминокислотаҳои муҳимтарин

Аминокислотаҳо

Фанни химияи биологӣ, вазифа ва робитаҳои он бо дигар фанҳо

Коментари дохил карданд:


Коментарии худро дохил кунед!

Суммаи ин ададҳоро нависед: