Электрофильно-нуклеофильные свойства.

1) Реакция ацилирование – взаимодействие со спиртами:

NаОН

NH₃⁺– CRH – COO^- + СН₃ОН + НС1 → Н₂О + [NH₃⁺– CRH – COOСН₃]С1 →

→ NH₂–CRH – COOСН₃ + NаСl + Н₂О

Метиловый эфир аминокислоты.

В организме аспарагиновая и глутаминовая кислоты под действием соответствующих ферментов и АТФ легко ацилируют аммиак с образованием аспарагина и глутамина соответственно:

аспарагинсинтетеза

NH₃⁺– CH – COO^- + NH₃ NH₃⁺– CH – COO^- + Н₂О

| АТФ |

СН₂СООН СН₂СОNH₂

Аспарагиновая кислота аспарагин

При взаимодействии двух аминокислот со свободной аминогруппой и с активированной карбоксильной группой образуются дипептиды:

О Н

|| |

NH₃⁺– CRH – COO^- + NH₂ –CRH – COOН → NH₃⁺– CRH – C – N– CRH – COOН

2) Реакции алкилирования

СН₃I СН₃I

NH₂ – CRH – COOН СН₃NН – CRH – COOН

NаОН NаОН

СН₃I

(СН₃)₂ N– CRH – COOН (СН₃)₃ N⁺ – CRH – COO^-

NаОН Беатин аминокислоты

Окислительно-восстановительные свойства. Тиол-дисульфидное равновесие. Цистеин как все тиолы, выступая восстановителем, легко окисляется, образуя цистин, являющийся дисульфидом цистеина.

NH₃⁺– CH – COO^- -2е,- 2Н⁺ S – СН₂ – СН(NH₃⁺)COO^-

2 | |

СН₂ –SН +2е,+ 2Н⁺ S – СН₂– СН(NH₃⁺)COO^-

Цистеин (восстановитель) Цистин (сопряженный окислитель)

При радиационном воздействии в водных средах организма возникают сильные окислители ·ОН, ·НО₂, Н₂О₂ , ·О₂, а также и другие токсиканты – короткоживущие сильные восстановители: гидратированный электрон, и атомарный водород. Сопряженный окислитель-восстановитель цистеин-цистин активно взаимодействует и с теми и с другими, нейтрализуя их.

При полном окислении цистеина образуется цистеиновая кислота, которая потом в результате реакции декарбоксилирования образует таурин. Таурин, взаимодействуя с холевой кислотой, образует таурохолевую кислоту, которая участвует в дальнейшем в эмульгировании жиров.

NH₃⁺–CH – COO^- [О] NH₃⁺– CH – COO^- (- СО₂)

| | NH₃⁺– СН₂– СН₂ –SН

СН₂SО₃^- СН₂ –SО₃^-

Цистеин цистеиновая кислота таурин

Декарбоксилирование. В лабораторных условиях протекает при участии Ва(ОН)₂

⁺NH₃– C⁰RH – C⁺³OO^- + Ва(ОН)₂ → NH₂–C^-1H₂R + ВаС⁺⁴О₃ + Н₂О

Окис-ль Вос-ль

При декарбоксилировании α-аминокислот в организме синтезируются биогенные амины, выполняющие важные биологические функции:

Таблица 2. Биогенные амины

Исходная аминокислота	Биогенный амин	Формула амина
Серин	2-аминоэтанол (коламин)	NH2CH2CН2OН
Цистеин	2-аминоэтантиол	NH2CH2CН2SН
Лизин	Пентаметилендиамин	NH2 (CH2)5NН2
Аспарагиновая кислота	Β-Аланин	NH3+CH2СН2– COO-
Глутаминовая кислота	Γ-Аминомасляная кислота	NH2CH2CH2CН2COOН
Гистидин	Гистамин	N H2CH2СН2 NН
Триптофан	Триптамин	N H2 CH2СН2 N N

Прямое дезаминирование. Этот процесс характерен для аминокислот у которых в β-положении содержится гидроксильная или тиольная группа.

Вос-ль СОО^-

NH₃⁺- C⁰H – COO^{- пиридоксальфосфат} /

| С^-2Н₂ = С⁺¹

С^-1Н₂ –SН - Н₂S \

вос-ль ок-ль N⁺H₃

Ок -ль Цистин енаминокислота

СОО^-

/ Н₂О

С ^-3Н₃ – С⁺² СН₃ – С – СООН

\\ - NН₃ ||

N⁺Н₂ О

α-иминокислота пировиноградная кислота

Трансаминирование. Этот процесс в организме протекает при участии кофермента пиридоксальфосфата и соответствующей трансаминазы. Кофермент пиридоксальфосфат играет роль переносчика аминогруппы.

R - C⁰H – COO^- + R' – C⁺² – COOН пиридоксальфосфат

| || трансаминаза

Вос-ль NH₃⁺ ок-ль О

R – C⁺² – COOН + R' - C⁰H – COO^-

|| |

О ⁺NH₃

Окислительное дезаминирование. а) Взаимодействие с азотистой кислотой. Используется для количественного определения аминных групп в аминокислоте., а также в белках и продуктах распада.

N⁺³H₃– RCH – COO^- + НN⁺³О₂ НО – RCH – COOН + N₂⁰ + Н₂О

Вос-ль Ок-ль

б) Частичное взаимодействие аргинина молекулой кислорода, в результате которого образуется цитруллин, один из продуктов цикла мочевины.

NH₂– CH – COO^-

| NО-синтетаза

2 (CH₂)₃NH – C – NH₂ + НАДФ(Н) + 3О₂ + Н⁺

||

NH₂⁺

Н СОО^-

\ /

С О + НАДФ⁺ + 2 NО + 2 Н₂О

₊ / \ ||

Н₃N (СН₂)₃NН – С – NН₂

цитруллин

Образующийся оксид азота (II) быстро используется в иммунной системе для устранения ксенобиотиков, а также для регуляции кровяного давления за счет расслабления мышц кровеносных сосудов.

Взаимодействие с нингидрином. Общая качественная реакция α-аминокислот заключается во взаимодействии с нингидрином в водных растворах при нагревании и появлением сине-фиолетовой окраски, интенсивность которой зависит от концентрации α-аминокислот.

Взаимодействие с дегидрогеназой. В организме аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислота подвергаются окислительному дезаминированию под действием соответствующих дегидрогеназ с коферментом НАД⁺ или НАДФ⁺.