С

+H⁺

–H⁺

ЛАЙД № 5

H₃N — CH — СООH

H₃N — CH — СОО

H₂N — CH — СОО

+

+

–

–

R

R

R

катион

рН = 1

биполярный ион

рН = 7

Цвиттерион

анион

рН = 13

–H⁺

+H⁺

Соотношение различных форм -аминокислот в водном растворе при определенных значениях рН зависит от наличия в радикале ионогенных групп, которые играют роль дополнительных кислотных или основных центров.

Значение рН, при котором концентрация биполярных ионов максимальна, а минимальные концентрации катионных и анионных форм аминокислоты равны между собой, называют изоэлектрической точкой белка (ИЭТ, рĴ).

В ИЭТ суммарный заряд молекулы равен 0, и она не перемещается в электрическом поле ни к аноду, ни к катоду – изоэлектрическое состояние.

СЛАЙД № 6

Основные реакции аминокислот.

І. Реакции аминогруппы.

1) Ацилирования (образования N-ацил-производных аминокислот).

С o лайд № 7

R — CH — СООH

+

CH₃ – C

Cl

–HCl

NH₂

R — CH — СООH

NH – C

O

CН₃

хлорангидрид уксусной кислоты

защита аминогруппы

2) Взаимодействие с альдегидами. (Образование оснований Шиффа)

Реакция присоединения – отщепления.

Слайд № 8

R — CH — СООH

+

CH₃ – C

O

R — CH — СООH

H⁺

NH₂

Н

OН

N H – C – СН₃

Н

карбиноламин (неустойчивое соединение)

R — CH — СООH

t

– Н₂O

замещенный имин

(основание Шиффа)

N = C — СH₃

Н

Практическое значение имеет реакция с формальдегидом, которая лежит в основе количественного определения -аминокислот методом формольного титрования (метод Сёренсона):

С o лайд № 9

R — CH — СООH

+

H – C

R — CH — СООH

H⁺

NH₂

Н

NH — CН₂ОН

N-метильное соединение

3) Действие азотистой кислоты или дезаминирование in vitro.

Азотистая кислота разлагает аминокислоты с выделением свободного азота. Эта реакция также для количественного определения по методу Ван-Слайка.

По объему выделившегося азота судят о количестве вступившей в реакцию аминокислоты.

С Н₃ – СН – СООН + HONO CH₃ – CH – COOH + N₂ + H₂O

| |

NH₂ OH

аланин гидроксикислота

(2-гидроксипропановая)

4) Образование гиппуровой кислоты.

В организме гиппуровая кислота синтезируется в печени. Она представляет собой продукт соединения глицина и бензойной кислоты:

СЛАЙД № 10

CH₂ — СООH

+

С₆H₅ – CООН

CH₂ — СООH

NH — CО — С₆Н₅

t

NH₂

– H₂О

гиппуровая кислота

В норме в печени происходит обезвреживание бензойной кислоты глицином и образовавшаяся гиппуровая кислота выводится с мочой. При поражении печени образование гиппуровой кислоты в моче резко падает.

Биологически важные реакции -аминокислот (in vivo)

1. Декарбоксилирование – это процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО₂.

В организме эти реакции протекают с участием фермента декарбоксилазы и кофермента пиридоксальфосфата. Продуктами реакции являются СО₂ и биогенные амины.

СЛАЙД № 11

декарбоксилаза, пиридоксальфосфат

OH — CH₂ — CH — СОО H

OH — CH₂ — CH₂ — NH₂

– СО₂

NH₂

коламин

серин

Если возьмем гистидин, то получим гистамин.

2. Большое биологическое значение имеют реакции образование амидов аспарагиновой и глутаминовой кислот (реакции амидирования).

Глутаминовая кислота принимает участие в связывании токсического аммиака в тканях и превращается в амид-глутамин. Синтез глутамина катализируется ферментом глутаминсинтетазой:

Аспарагиновая кислота при амидировании превращается в аспарагин (амид аспарагиновой кислоты).

3. Дезаминирование – это отщепление группы NH₂ в виде аммиака.

Доказано существование 4-х типов дезаминирования аминокислот:

СЛАЙД № 12

а) Восстановительное дезаминирование:

R — CH — СООH

+ 2Н

R — CH₂ — СООH

NH₂

– NH₃

предельные кислоты

б) Внутримолекулярное дезаминирование:

R — CH₂ — СН — СООH

– NH₃

NH₂

R — CH = СН — СООH

непредельные кислоты

СЛАЙД № 13

в) Гидролитическое дезаминирование:

+ Н₂О, Н⁺

ОH

R — CH — СООH

– NH₃

R — CH — СООH

NH₂

гидроксикислота

г) Окислительное дезаминирование:

R — CH — СООH

+ 1/2 О₂

NH₂

– NH₃

R — C — СООH

О

кетокислота

Дезаминирование в тканях животного организма идет в основном окислительным путем, за исключением гистидина, подвергающегося внутримолекулярному дезаминированию.

Механизм окислительного дезаминирования протекает в две стадии с участием ферментов - оксидаз и коферментов – ФАД или НАД (никотинамиддинуклеотид) и Н₂О.

СЛАЙД № 14

оксидаза

НАД

СН₃ — CH — СООH

СН₃ — C — СООH

NH₂

– НАД, H₂

NH

-кетокислота (пировиноградная к-та)

иминокислота (неустойчивая)

аланин

+ Н₂О

СН₃ — C — СООH

- NH₃

О

Это реакции дезаминирования in vivo.

Дезаминирование in vivo это – метод Ван-Слайка, мы рассмотрели раньше.

4. Реакция переаминирования или трансаминирования – это основная реакция заменимых аминокислот в организме.

Это реакция межмолекулярного переноса аминогруппы NH₂ от аминокислоты на кетокислоту без промежуточного образования аммиака.

Эта реакция обратима и протекает с участием фермента аминотрансферазы и кофермента пиридоксальфосфата.

СЛАЙД № 15

НООС – CH₂ – СH₂ – СН – СООН

СН₃ — C — СООH

+

NH₂

О

глутаминовая кислота

пировиноградная кислота

АТФ

пиридоксаль-

фосфат

НООС – CH₂ – СH₂ – С – СООН

+

СН₃ — CH — СООH

О

NH₂

-кетоглутаровая кислота

аланин

Качественные реакции -аминокислот:

1. Реакция с нингидрином (сине-фиолетовое окрашивание).

СЛАЙД № 16

2. Ксантопротеиновая реакция – для аминокислот, имеющих в радикале ароматический цикл (окрашивание желтого цвета).

СЛАЙД № 17

3. Биуретовая реакция (сине-фиолетовое окрашивание).