Стереоизомерия α-аминокислот

Все α-аминокислоты, за исключением глицина, имеют асимметри­ческий атом углерода и существуют в виде энантиомеров, относящих­ся к D- и L-рядам. В белках животных организмов представлены L-аминокислоты, в белках микроорганизмов встречаются и аминокис­лоты D-ряда. D-аминокислоты животным организмом не усваиваются.

L -аланин L-треонин L-изолейцин

Три аминокислоты имеют два центра хиральностти: треонин, изолейцин, 4-гидроксипролин.

15.2. Биосинтетические пути образования аминокислот

Биосинтез α-аминокислот осуществляется из α-кетокислот -

продуктов метаболизма углеводов. Возможны два пути превра­щения кетокислот в аминокислоты

1. Восстановительное аминирование с участием кофермента НАД-Н

О NH₂

║ НАД-Н │

НООС – СН₂ – СН₂ – С – СООН → НООС – СН₂ – СН₂ – СH – СООН

α-кетоглутаровая кислота глутаминовая кислота

2. Трансаминирование (переаминирование), источником группы NH₂ для кетокислот является другая аминокислота. Эта реакция протекает при участии кофермента пиридоксальфосфата

R–CH–COOH + HOOC-CH₂-C-COOH→ R–C–COOH + HOOC-CH₂-CH-COOH

│ ║ ║ │

NH₂ О O NH₂

Щавелевоуксусная кислота Аспарагиновая

Кислота

15.3. Химические свойства

Аминокислоты являются амфотерными органическими соединения­ми, поэтому в растворах существуют в виде биполярных ионов

Н₃⁺N – СН – СОО^-

‌

R

Аминокислотам присущи все свойства как карбоновых кислот, так и аминов.

Реакции карбоксильной группы - образование функциональных производных кислот (сложных эфиров, амидов, солей,галогенангидри­дов).

Реакции аминогруппы - образование солей с сильными кислотами, образование N-ацилированных производных.

Кроме того для аминокислот характерен целый ряд специфичес­ких реакций, обусловленных наличием в их структуре COOH- и NH₂- групп у одного и того же атома углерода. Рассмотрим реакции, про­текающие в организме. Все эти реакции - ферментативные, хотя не­которые из них могут быть осуществлены in vitro.

1. Декарбоксилирование in vivo приводит к образованию биогенных аминов.

HOOC-CH₂- CH₂-CH-COOH → HOOC-CH₂- CH₂-CH₂-NH₂

ГЛУ │ - CO₂ γ-аминомасляная кислота (ГАМК)

NH₂ природный транквилизатор

В результате реакции декарбоксилирования образуются биогенные амины (триптамин, гистамин, коламин, дофамин, серотонин).

Декарбоксилирование in vitro протекает аналогично

t⁰C, Ва(ОН)₂

HOOC-CH₂- CH₂-CH-COOH → HOOC-CH₂- CH₂-CH₂-NH₂

│ - ВаCO₃

NH₂

2. Дезаминирование (удаление NH₂-группы ) бывает неокислительным (без участия О₂).

Н СООН

Аспартаза \ /

HOOC-CH₂-CH-COOH → C ═ C

│ - NH₃ / \

NH₂ НООС Н

АСП Фумаровая кислота

Окислительное дезаминирование протекает при участии кофермента НАД⁺

+ НАД⁺ Н₂О

R–CH–COOH → R-C-COOH → R–C–COOH

│ - НАДН ║ - NH₃ ║

NH₂ NH O

Дезаминирование in vitro

CH₃ – CH - COOH + HNO₂ → CH₃ – CH - COOH + N₂ + H₂O

│ │

NH₂ OH

Применяется для количественного определения аминокислот (метод Ван-Слайка)

3) В организме происходит реакция гидроксилирования некоторых аминокислот, которая не имеет аналогии в химии in vitro например гидроксилирование незаменимой аминокислоты фенилаланина в тиро­зин.

ФЕН ТИР

Отсутствие или недостаток в организме фермента катализирую­щего эту реакцию приводит к тяжелому заболеванию - фенилкетону­рия.