Ақуыздарға – ферменттер, гормондар

               

Тақырыбы: Ақуыздар.

 

 

 

Жоспар

 

• α – аминоқышқылдардың классификациясы, номенклатурасы.
• химиялық қасиеттері.
• биологиялық маңызды реакциялары.
• пептидтер мен ақуыздардың құрылысы.
• полипептидтер мен күрделі ақуыздар туралы түсінік. 

Биополимерлер – ақуыздар, көмірсулар, нуклеин қышқылы, күрделі липидтер.

Клетканың қызметінің негізгі материалы – ақуыз.

Ақуыздарға – ферменттер, гормондар.

Құрылыстық – кератин, фибрион,          орнитин, коллаген.

Транспорттық – гемоглобин,       миоглобин.

Қозғалғыштық – актин, миозин.

Қорғағыш – геммунглобулин.

Қоректі – казеин, яичныйальбусин.

Токсиндер – жылан уы, дифтериялық     токсин.

 

• Ақуыздар
• Пептидтер
• Гормондар
• Антибиотиктер
• Токсиндер
• ферменттер

Аминоқышқылдар – гетерофункциялды қосылыс, құрамында міндетті түрде -NH2 және – COOH тобы бар қосылысты айтамыз.

                              негізгі фрагмент

                          α

                       - CH - қышқылдық     функция

                                                         

                                                        алифатты

   негіздік             R – радикал                    ароматты

   функция                                                 гетероциклді

 

NH2

 

COOH

Номенклатурасы

 

Алифатты

             α                                                                    α

H – CH – COOH                 CH3 – CH – COOH 

 

      NH2 NH2

 

     Глицин  Gly                      α Аланин Ala

                (CH3)2CH – CH – COOH

 

                              NH2 Валин* Val

                                                      

       

                                        α

(CH3)2CH – CH2 – CH –  COOH   

 

                                  NH2

                                                   Лейцин*  Leu

 

                                   α

CH3 – CH2 – CH –  CH – COOH

 

                        CH3 NH2

                                                            Изолейцин*  Jle

       

OH – тобы бар

                          α

HO – CH2 – CH – COOH 

 

                      NH2 Серин   Ser

 

                       α

CH3 – CH – CH – COOH 

 

             OH NH2 Треонин   Thr

COOH – тобы бар

 

HOOC – CH2 – CH – COOH 

 

                            NH2 Аспарагин қышқылы  Asp

 

 

HOOC – H2C – CH2 – CH – COOH 

 

                                       NH2 Глутамин қышқылы  Glu 

NH2CO – тобы бар

            O

                                α

NH2 – C – CH2 –  CH – COOH

 

                              NH2 Аспарагин  Asn

                                           α

NH2 – C – CH2 –  CH2 – CH – COOH 

 

             O NH2 Глутамин  Gln

NH2 – тобы бар

                                         α

NH2 – (CH2)3 – CH2 – CH – COOH 

 

                                   NH2 Лизин* Lys

                                                 α

NH2 – C – NH – (CH2)2 – CH2  – CH – COOH 

 

          NH NH2

                        Аргинин  Arg 

Күкіртті тобы бар

                      α

HS – CH2 – CH – COOH 

 

                     NH2 Цистеин   Cys

                                          α

CH3 – S – CH2 –  CH2 – CH – COOH 

 

                                         NH2

                                                  Метионин* Met

Ароматты тобы бар

                                      α

                          - CH2 – CH – COOH

 

                                     NH2

                                          Фенилаланин* Phe

                                                   α

HO -                         - CH2 – CH – COOH

 

                                           NH2 Тирозин  Tyr

.

 

Гетероциклді тобы бар

                                                             α

                                          CH2 – CH – COOH

 

                                                    NH2

 

 

                                    N

 

                                H

                                            Триптофан  Trp

   N α

               - CH2 – CH – COOH

       N

                           NH2

       H Гистидин  His

                              α

               - COOH – CH – COOH

       N

                              NH2

       H Пролин  Pro

Химиялық қасиеттері.

 

α – аминқышқылдарының құрамында қышқылдық (COOH) және негіздік (NH2) сипатты топтар болғандықтан олар амфотерлі қосылыстарға жатады, сондықтан олар тұздармен де, қышқылдармен де тұздар түзеді.

                         NaOH

                                        R – CH - COO‾Na‾

 

                                               NH2

R – CH – COOH 

 

      NH2 R – CH – COOH

                        HCl Cl‾

                                          ‾NH3

Тепе – теңдік жағдайы ортаның рН – на тәуелді.

 

+                                     +H¯  + −H¯

NH3 – CH – COOH      NH3 –  CH - COO¯

                     −H¯                                        +H¯

           R R

       Катионды түрі                      Анионды түрі

       NH2 – CH - COO¯

 

                   R

Күшті қышқыл                 рН               Күшті сілтілі

Ауыр металдардың иондарымен аминқышқылдары тұздар түзеді, мұнда ішкі комплексті (хелаттық қосылыстар) байланыстар іске асады.

   O R

            C CH

   O :NH2

                      Cu

H2N:                                    O

           HC C

  R O

 

                              Хелат (ішкі комплексті қосылыс)

Эфирлену

 

Аминқышқылдары амидтерге оңай айналатын күрделі эфирлер түзеді.                                                               +

                                                       NH3Cl¯

                   O O

R – CH – C       +  C2H5OH + HCl     R – CH – C  

     + O¯

      NH3 OC2H5

                                    O Күрделі эфир

                 R – CH – C

                    + NH2

                     NH3Cl¯              Амид

Декарбоксилдеу

 

  N N

             - CH2 – CH – COOH - CH2CH2NH2

      N - CO2 N

                        NH2

      H H

   Гистидин                                           Гистамин

 Амин тобы протонданбану үшін ацилбдеу реакциясы өтеді:

                  O O OH¯ O

R – CH – C       +R‘ – C            R – CH – C        +NaCl

                  O¯Na¯ Cl O OH

      NH2 HN – C – R'

Азотты қышқылмен реакциясы

 

          Азотты қышқылмен реакцияласу кезінде диазоттану         жүреді және диазоний тұзы гидроксиқышқыл түзу  арқылы ыдырайды:

                      O O

R – CH – C      + HNO2         R  – CH – C     +

     + O¯ + O¯

     NH3 N2

                                   O

+H2O       R  – CH – C             +N2 ↑ + H2O

                                   OH

                                   OH

Формальдегидпен реакциясы

 

α – аминқышқылдары формальдегидпен әсерлескенде N – метилол туындылары пайда болады, олардың бос карбоксил топтарын мұнан соң сілтілермен титрлейді, бұл сандық түрде анықтау үшін қолданылады.

 

                   O H O

R – CH – C       +     C = O        R – CH – C 

     + O¯ H OH

     NH3 HN – CH2OH

                                    α – аминқышқылдарының

                                    N – метилол туындылары.

Дипептидтің синтезі

 

α – аминқышқылдарын қыздыру арқылы яғни олардың екі молекуласынан дипептид алуға болады:

                  O + O t°

R – CH – C       + H3N – CH – C       

      + O¯                            O¯ 

      NH3 R

                      O R

 

       R – CH – C – NH – CH – COOH + H2O

 

              NH2 Дипептид

Нингидринмен реакциясы.

 

Нингидринмен реакциясы α – аминқышқылдарын хроматограммада және спектрофотометриялық анықтауда көзбен табу үшін қажет.

          O

          C OH

               C + H2N – CH – COOH

          C OH

          O R

          O O

          C C O

               C=N–C +CO2+R-C +3H2O

          C C H

          O OH

Ақуыздар мен пептидтер.

 

Ақуыздар – α – аминқышқылдарының  қалдықтарынан түзілген жоғары  молекулалық қосылыстар.Шартты түрде  пептидтердің молекуласында 100 –  ге дейін, ал ақуыздарда 100 – ден  жоғары аминқышқылдарының молекулалары  болады.

Пептидтерді 2-ге бөледі:

• Тізбекте 10-ға дейін аминқышқылдарының қалдықтары бар – олигопептидтер;
• Тізбекте 10-100-ге дейін аминқышқылдарының қалдықтары бар – полипептидтер.

Пептид не ақуыз макромолекуласын  жалпы түрде мономер бөлімшелері  арасында пептидтік байланыс  түзілуі арқылы жүретін α –  аминқышқылдарының поликонденсациялану  өнімі ретінде қарастыруға болады.

Құрамы бойынша ақуыздар жай және күрделі болады. Жай ақуыздың гидролизі кезінде тек α – аминқышқылдары түзіледі. Күрделі ақуыздар α – аминқышқылдарынан тұратын ақуыздық бөлікпен қатар, простетикалық топтар деп аталатын пептидтік емес органикалық не бейорганикалық бөлікті құрайды.

Күрделі ақуыздарға тасымалдаушы ақуыздар миоглобин және гемоглобин жатады, оларда ақуыздық бөлік – лобин, простетикалық топ – геммен байланысқан. Простетикалық топ түрлері бойынша олар гемопротеиндерге жатады. Фосфопротеиндерде фосфор қышқылының қалдығы, ал металлопротеиндерде – металл ионы бар.

Аралас биополимерлер  де күрделі ақуыздарға жатады. Простетикалық топтың табиғатына  байланысты оларды гликопротеиндерге  және липопротеиндерге бөлуге  болады.

Ағзада ақуыздар “таза”  күйде өте сирек кездеседі. Негізінен  олар жоғарғы бірліктер ретінде  басқа биополимерлер мен органикалық  және бейорганикалық топтарды  қамтитын, ұйымдасу дәрежесі жоғары  күрделі қосылыстардың құрамына  енеді.

 

   Назар  аударғандарыңыға   рахмет