Проекционные формулы энантиомеров:

D-глицериновый L-глицериновый D-аланин L-аланин

альдегид альдегид

По R,S- системе обозначений-углеродный атом у всех-аминокислотL-ряда имеетS-, а уD-ряда –R-конфигурацию (исключение составляет цистеин).

Все аминокислоты, образующиеся при гидролизе природных белков в условиях, исключающих рацемизацию, принадлежат к L-ряду, т.е. имеют пространственное расположение, аналогичное конфигурацииL-глицеринового альдегида. Следует отметить, что знак вращения плоскости поляризации поляризованного света(+) – правовращающий и (–) – левовращающийраствором аминокислоты не связан с принадлежностью кD- илиL-ряду, он определяется экспериментально в поляриметре.

Использование для построения белков животных и растительных организмов только одного вида стереоизомеров -аминокислот, а именноL-энантиомеров, имеет важнейшее значение для формирования пространственной структуры белков. С этим непосредственно связана стереоспецифичность действия ферментов. Макромолекулы ферментов, построенные из-аминокислот, т.е. хирального материала, в целом являются хиральными и поэтому вступают во взаимодействие только с теми субстратами, которые также имеют определенную конфигурацию.

Среди белковых аминокислот имеются две аминокислоты (треонин и изолейцин), которые содержат по два асимметрических атома углерода, и поэтому могут существовать в виде четырех стереоизомеров (N= 2² = 4), т.е. двух пар энантиомеров и двух рацематов. Так, для треонина выделены все четыре стереоизомера. Если условно обозначить символомLвыделенный из природных белков треонин, то его зеркальное отображение называютD-треонином.

Два других стереоизомера, являющихся диастереоизомерами по отношению к первой паре антиподов, имеют другое название – аллоформы, но также относятся кD- иL-ряду. Отнесение треонина кD- илиL-ряду производится по верхнему тетраэдру путем сравнения с глицериновым альдегидом.

Структурные конфигурации четырех стереоизомеров треонина можно представить следующими проекционными формулами:

3. Номенклатура аминокислот

Для наименования природных аминокислот широко используются тривиальные названия. По рациональной номенклатуре аминокислоты рассматривают как аминопроизводные соответствующих карбоновых кислот, при этом положение аминогруппы по отношению к карбоксильной группе указывается буквами греческого алфавита: ,,,,и т.д. ПоJUPACпри заместительной номенклатуре для наименования аминокислот группуNН₂ называют приставкой «амино», указывая цифрой номер углеродного атома, с которым она связана (нумеруют от карбоксильной группы), затем следует название соответствующей кислоты. Приведем примеры названий аминокислот по трем номенклатурам:

Глицин, аминоуксусная кислота, аминоэтановая кислота

Аланин, -аминопропионовая кислота, 2-аминопропановая кислота

Треонин, -амино--гидроксимасляная кислота, 2-амино-3-гидроксибутановая кислота

Фенилаланин, -амино--фенилпропионовая кислота, 2-амино-3-фенилпро-пановая кислота.

2. Способы получения аминокислот

   1. Гидролиз белков под влиянием ферментов, кислот и щелочей

В состав белков входят до 30-ти различных аминокислот, которые могут быть выделены при гидролизе белка. Однако разделение образовавшейся при гидролизе смеси аминокислот представляет собой трудную задачу. Полученные из белковых гидролизатов L-аминокислоты разделяют методами ионообменной хроматографии, электрофореза и газожидкостной хроматографии. В большинстве случаев аминокислоты получают синтетическим путем, но в этом случае образуется рацемическая смесь аминокислот, для разделения которой на отдельные антиподы разработаны химические методы разделения. Однако более предпочтительным является ферментативный способ расщепления с использованием ферментовацилаз, способных гидролизоватьN-ацетил-L--аминокислоты.

Смесь энантиомеров ацетилируют уксусным ангидридом и получают смесь N-ацетилпроизводных-аминокислоты, которую обрабатывают ферментом, выделенным из животного сырья. При этом гидролизуются производные аминокислоты толькоL–ряда. Свободная аминокислота отличается от ацетилированной растворимостью: кислота растворяется как в кислотах, так и в щелочах, аN-ацетил--аминокислота – только в щелочах. После отделенияL–-аминокислоты можно провести кислотный гидролиз и получить свободнуюD--аминокислоту.