
- •№ 16. Аминокислоты
- •«Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым
- •Пребиотический (абиогенный) синтез аминокислот
- •“Натура тем паче всего удивительна, что в простоте своей
- •20 аминокислот могут дать примерно
- •Первая по популярности
- •Белков в клетках больше, чем каких бы то ни было других органических соединений:
- •Аминокислоты – соединения, в
- •Классификации аминокислот
- •2. В зависимости от соотношения числа амино- и карбоксильных групп:
- •В зависимости от того, могут ли аминокислоты синтезироваться в организме
- •-аминокислоты
- •Всоответствии с природой остатка R (боковой цепью)
- •Классификации -аминокислот
- •Классификации аминокислот
- •Классификации аминокислот
- •Классификации аминокислот
- •Классификации аминокислот
- •Классификации аминокислот
- •Полярный радикал
- •Строительный белок клеток.
- •Витамины группы К
- •Природные источники аминокислот
- •Природные источники аминокислот
- •Природные источники аминокислот
- •Номенклатура
- •Номенклатура
- •Аланин
- •Номенклатура аминокислот
- •Номенклатура аминокислот
- •Нестандартные аминокислоты
- •Таурин, 2-аминоэтансульфоновая кислота,
- •Зеркало Венеры (1898), Sir Edward Burne-Jones / Museu Calouste Gulbenkian Lisbon /
- •Стереохимия аминокислот
- •Стереохимия аминокислот
- •D-аминокислоты
- •Gramicidin S
- •Аспартам
- •Физические и химические свойства
- •Аминокислоты являются амфотерными соединениями:
- •Кислотно-основное равновесие
- •Кислотно-основное равновесие
- •Физические и химические свойства
- •электрофорез
- •Изоэлектрическая точка
- •Изоэлектрическая точка
- •Значения pI аминокислот
- •Для моноаминомонокарбоновых кислот pI ≈ 5-6
- •Кислотно-основные свойства
- •Получение аминокислот
- •3. Биологический способ получения аминокислот
- •Химические синтезы аминокислот.
- •Реакции с участием только аминогруппы
- •Бетаин - триметильное производное
- •2.Ацилирование
- •Гиппууровая кислот ау
- •Образование N-ацильных производных
- •Физические и химические свойства
- •3. Образование оснований Шиффа
- •Реакция с формальдегидом
- •«Нингидриновая реакция»
- •4. Дезаминирование аминокислот
- •БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ РЕАКЦИИ
- •Б. Восстановительное дезаминирование
- •Г. Дегидратазное дезаминирование
- •Д. Окислительное дезаминирование
- •Трансаминирование – реакция переноса
- •Физические и химические свойства
- •Физические и химические свойства
- •Реакции, протекающие с участием только карбоксильной группы.
- •2. Образование галогенангидридов
- •3. Восстановление карбоксильной группы до первичной спиртовой
- •Процесс декарбоксилирования-аминокислот в организме
- •Путресцин- 1,4-диаминобутан, образующийся в толстой кишке при ферментативном декарбоксилировании орнитина; при цистинурии обнаруживается
- •Ферментативное гидроксилирование
- •Биогенные амины в организме
- •Декарбоксилирование
- •Декарбоксилирование в организме
- •Реакции, протекающие с участием обеих функциональных групп.
- •Лактим-лактамная таутомерия
- •-аминокислоты
- •-аминокислоты
- •-аминокислоты
- •-аминокислоты
- •2. Образование комплексных солей металлов
- •3.Образование межмолекулярных амидных связей
- •Аминокислоты нередко применяются в качестве лекарственных средств:
- •Met ( метионин ) используется при лечении заболеваний и токсических поражений печени
- •Cys (цистеин) участвуя в обмене хрусталика глаза, полезен
- •Na-соль Glu (глутамат натрия) является очень широко распространенной пищевой добавкой, улучшающей вкус продуктов.
- •Глутаминовая кислота и её соли безопасны!
- •- -аминомасляная (4-аминобутановая) кислота,
- •- Средство для лечения постинсультных
- •пара-Аминосалициловая кислота (4-амино-2- гидроксибензойная кислота, ПАСК) и ее натриевая соль обладают бактериостатической активностью
- •Биологическое значение аминокислот
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции
- •Биологически важные химические реакции

БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ РЕАКЦИИ
-АМИНОКИСЛОТ.
А. Внутримолекулярное дезаминирование
R |
|
CH2 |
|
CH |
|
COO- |
|
|
|
β |
|
α |
|||
|
|
|
|
R |
|
CH |
|
CH |
|
COOH + NH |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
NH + |
|
|
|
|
3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(таким образом у некоторых микроорганизмов и высших растений
аспарагиновая кислота превращается в фумаровую)
77

Б. Восстановительное дезаминирование
NH3+ |
|
CHR |
|
COO- + 2H+ |
|
R |
|
CH2 |
|
COOH + NH3+ |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
(у некоторых микроорганизмов )
В. Гидролитическое дезаминирование
NH3+ |
|
CHR |
|
COO- + H2O |
|
R |
|
CH |
|
COOH |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
OH
(тип дезаминирования, характерный для микроорганизмов)
78

Г. Дегидратазное дезаминирование
|
CH2 |
|
|
CH |
|
COO- |
фермент |
CH2 |
|
C |
|
COO- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
NH3+ |
|
|
|
NH3+ |
||||||
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
C |
|
COO- |
H2O |
CH |
|
C |
|
COO- + NH + |
|||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
NH + |
3 |
|
|
|
|
4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
||||||
2 |
|
|
|
|
|
(этот тип дезаминирования характерен для
аминокислот серин, треонин, цистеин)
79

Д. Окислительное дезаминирование
HOOCCH2CH2CHCOOH |
НАД+ |
|
HOOCCH2CH2CCOOH |
|||
|
|
|||||
НАДН + Н+ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
NH |
|
L-глутаминовая кислота |
|
-иминоглутаровая кислота |
HOOCCH2CH2 |
|
CCOOH + H2O |
|
HOOCCH2CH2 |
|
|
|
CCOOH + NH3 |
|
|
|
||||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
O |
||||
NH |
|||||||||
|
-оксоглутаровая кислота |
||||||||
|
|
|
|
80

Трансаминирование – реакция переноса
α-аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту:
|
|
|
Донорная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Акцепторная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
-аминокислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-оксокислота |
|
|
|
|
|
|
трансаминаза + |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пиридоксальфосфат |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
HOOC |
|
CH2 |
|
|
CH |
|
|
COOH + HOOC |
|
|
|
CH2 |
|
CH2 |
|
|
C |
|
|
COOH |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
L-аспаргиновая кислота |
-оксоглутаровая кислота |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
HOOC |
|
|
|
CH2 |
|
|
C |
|
|
COOH + HOOC |
|
|
CH2 |
|
CH2 |
|
CH |
|
COOH |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щавелевоуксусная |
L-глутаминовая |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Акцепторная |
|
|
|
|
Донорная |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-оксокислота |
|
|
|
-аминокислота |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
81 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Физические и химические свойства
Образование ДНФ-производных
|
NO2 |
|
|
NO2 |
O2N |
F + NH2CHCOOH |
OH- |
O2N |
NHCHCOOH |
-HF |
||||
|
R |
|
|
R |
|
2,4-динитро- |
|
|
ДНФ-производные |
|
фторбензол |
|
|
-аминокислот |
|
(ДНФБ) |
|
|
|
82

Физические и химические свойства
Образование ФТГ-производных (реакция Эдмана)
+ |
S + NH2CH2COOH |
|
|
|||
C6H5 N C |
|
|
||||
ф ен илизо тио циан ат |
|
глицин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
C6H5 |
NH C |
NH |
CH2 |
C |
|
|
|
|
S |
|
|
OH |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
циклизация; H+ |
C6H5 |
N |
NH |
|
||
-H2O |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
O |
|
|
|
Амидная связь |
фенилтиогидантоин |
83 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|

Реакции, протекающие с участием только карбоксильной группы.
1.Образование эфиров
R |
|
CH |
|
COOH + CH3OH |
HCl (сухой) |
R |
|
CH |
|
COOCH3 |
|
NH3 |
R |
|
CH |
|
COOCH3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
-H2O |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
-NH Cl |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
+ - |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
NH2 |
|
|
4 |
|
|
NH2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
NH3 Cl |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метиловый эфир |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-аминокислоты |
глицин — кристаллическое вещество с Тпл=292°С метиловый эфир глицина — жидкость с Ткип=130°С.
O
C
O
O
C
O
.
карбоксилат-ионы, полностью лишены ацилирующей способности
84

2. Образование галогенангидридов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SOCl2 или POCl3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
R |
|
|
CH |
|
COOH |
|
R |
|
|
CH |
|
C |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
CH3 |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
Cl |
||
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
Реакция используется для активации карбоксильной группы при пептидном синтезе
85

3. Восстановление карбоксильной группы до первичной спиртовой
Cl H3N+ CHR COOR' + LiAlH4 H2N CHR CH2OH;
4. Декарбоксилирование аминокислот термолизом солей щелочноземельных металлов
|
|
|
|
|
Ba(OH)2 |
t |
R |
|
|
CH2 |
R |
|
|
CH |
|
COOH |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
-BaCO3 |
|
|
NH2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
NH2 |
|
|
|
86