3.Кислотно-основные свойства Аминокислот.
Эти свойства аминокислот определяют многие физико-химические и биологические свойства белков. На этих свойствах основаны, кроме того, почти все методы выделения и идентификации аминокислот. Аминокислоты легко растворимы в воде. Они кристаллизуются из нейтральных водных растворов в форме биполярных (амфотерных) ионов (цвиттерионов), а не в виде недиссоциированных молекул (последнюю структуру приводят для удобства представления, однако все аминокислоты при физиологических значениях рН имеют структуру цвиттериона).
При растворении в водекристаллическаяАМКа, например аланин, может реагировать или как к-та(донатор протона):
или как основание(акцептор протона):
Водные растворы аминокислот имеют нейтральную, щелочную или кислую среду в зависимости от количества функциональных групп. Так, глутаминовая кислота образует кислый раствор (две группы -СООН, одна -NH2), лизин - щелочной (одна группа -СООН, две -NH2).
Подобно первичным аминам, аминокислоты реагируют с азотистой кислотой, при этом аминогруппа превращается в гидроксогруппу, а аминокислота — в гидроксикислоту:
H2N-CH(R)-COOH + HNO2 → HO-CH(R)-COOH + N2↑+ H2O
Аминокислоты могут реагировать со спиртами в присутствии газообразного хлороводорода, превращаясь в сложный эфир (точнее, в хлороводородную соль эфира):
H2N-CH(R)-COOH + R'OH H2N-CH(R)-COOR' + Н2О.
Важнейшее свойство аминокислот — их способность к конденсации с образованием пептидов.
Качественные реакции.
Все аминокислоты окисляются нингидриномс образованием продуктов, окрашенных в синефиолетовый цвет. Иминокислота пролин дает с нингидрином желтое окрашивание. Эта реакция может быть использована для количественного определения аминокислот спектрофотометрическим методом.
При нагревании ароматических аминокислот с концентрированной азотной кислотой происходит нитрование бензольного кольца и образуются соединения, окрашенные в желтый цвет. Эта реакция называется ксантопротеиновой.
5) Регуляция активности ферментов
Отдельные белково-пептидные гормоны, а также адреналин и норадреналин не проникают внутрь клеток. Они регулируют обмен веществ, активность многих внутриклеточных ферментов опосредованно через вторичные передатчики, в качестве которых могут выступать циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ), ионы кальция, диацилглицерол, инозитол, специфические белки и другие вещества.
Гормоны связываются со специфическими рецепторами на поверхностной мембране клетки и активируют расположенный с внутренней стороны мембраны G-белок. Этот белок активирует или подавляет активность фермента аденилатциклазы. Аденилатциклаза катализирует синтез циклического АМФ из АТФ. Действие цАМФ («вторичный передатчик») внутри клетки реализуется через другой фермент – протеинкиназу, которая при отсутствии цАМФ не активна. Далее цАМФ-активируемая протеинкиназа катализирует перекос остатков фосфорной кислоты от АТФ на молекулы различных белков внутри клетки. Фосфорилированию могут подвергаться ферменты расщепления жиров, углеводов. В таком случае усиливается синтез АТФ в клетке, увеличивается количество ферментов белкового синтеза, изменяется функциональная активность клетки. Циклический АМФ расщепляется ферментом фосфодиэстеразой, в результате чего прекращается действие гормона.
Механизм регуляции через вторичные посредники очень эффективен, так как значительно усиливает гормональный сигнал и обеспечивает быстрый биологический ответ клетки на повышение концентрации гормонов в крови. Аденилатциклазная система во многом определяет включение срочных механизмов перестройки внутриклеточного обмена при различных воздействиях, в том числе при физических нагрузках, и участвует в обеспечении срочной биохимической адаптации
Действие гормонов на внутриклеточные процессы может осуществляться ионами кальция. При взаимодействии гормона с рецептором активизируются системы транспорта ионов кальция через мембрану. Кальций поступает в цитоплазму клеток из внешней среды или из внутриклеточных депо. Он связывается с кальций-зависимыми белками, одним из которых является кальмодулин. Комплекс кальций-кальмодулин повышает активность различных внутриклеточных ферментов, что ведет к изменению биохимических процессов и физиологических функций.