• Карбоновые кислоты

R – COOH

– COOH

Карбоксильная группа

«Третий лишний»

• NH 2 CH 3
• NH 2 C 2 H 5

NH 2 CH 3 метиламин NH 2 C 2 H 5 этиламин

Какими свойствами обладают амины Докажите это

Ключ к заданию

• NH 2 CH 3 + HCl → NH 3 CH 3 Сl
• хлорид метиламмония

• C 6 H 5 NH 2 + HCl → C 6 H 5 NH 3 Cl
• хлорид фениламмония

Выберите из приведенных соединений формулы «знакомых» классов соединений

• 1. CH 3 COOH

• 2. C 3 H 7 NH 2

• 3. C 6 H 5 NH 2

• 4. HCOOH

• 5. NH 2 CH 2 COOH

Ключ к заданию

• 1. CH 3 COOH карбоновая кислота

• 2. C 3 H 7 NH 2 амин

• 3. C 6 H 5 NH 2 амин

• 4. HCOOH карбоновая кислота

NH 2 -CH 2 - COOH

Аминокислоты

Цели урока:

1. Формировать представление об аминокислотах как органических амфотерных соединениях

2. Рассмотреть состав, строение, физические и химические свойства аминокислот

3. Формировать умения составлять уравнения химических реакций, отражающих свойства аминокислот

4. Выяснить области применения аминокислот

В 1820 г. французский химик Анри Браконно проводил опыты с веществами животного происхождения. В результате длительного нагревания кожи, хрящей и сухожилий с раствором серной кислоты он получил некоторое количество белых кристаллов сладкого вкуса (гликоколл)

Кожа

Хрящи

H 2 SO 4

Сухожилия

Аминокислоты – это производные углеводорода, содержащие аминогруппу (NH 2 ) и карбоксильную группу (COOH)

Общая формула:

(COOH) n

(NH 2 ) m

где m и n равны 1 или 2

Аминокислоты. Биологическая роль

Аминокислоты являются наиболее важной составной частью организма. Они входят в состав белков и содержатся в ядре, протоплазме и стенках клеток, где выполняют разнообразные функции жизнедеятельности .

Аминокислоты, в отличие от ранее изученных органических веществ, содержат две функциональные группы.

NH 2 -CH 2 -COOH

Аминоуксусная кислота

Физические свойства

Аминокислоты представляют собой твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и мало растворимые в органических растворителях. Многие аминокислоты имеют сладкий вкус. Они плавятся при высоких температурах и обычно при этом разлагаются. В парообразное состояние переходить не могут

Триптофан

Фенилаланин

Изолейцин

Метионин

Природные аминокислоты

Гистидин

Аспарагин Аспарагиновая к-та

Глутамин Глутаминовая к-та

• Участвует в обеспечении кислородом процесса образования новых клеток;
• очень важен для создания соединительных тканей;
• он способствует мобилизации гликогена из печени и является исходным сырьем в синтезе креатина;
• глицин необходим для синтеза иммуноглобулинов и антител, а следовательно, имеет особое значение для работы иммунной системы;
• способствует ускоренному синтезу гипофизом гормона роста

Природные источники глицина: желатин, говядина, печень, арахис, овес

Химические свойства

Аминокислоты - это органические амфотерные соединения. Они содержат в составе молекулы две функциональные группы противоположного характера: аминогруппу с основными свойствами и карбоксильную группу с кислотными свойствами.

NH 2

COOH

Основные свойства

Кислотные свойства

Поэтому аминокислоты реагируют как с кислотами, так и с основаниями (т.е. являются амфотерными соединениями):

1.Аминокислоты как кислоты

2.Аминокислоты как основания

Аминокислоты

1. Реакция нейтрализации

Реакция нейтрализации:

NH 2 – СH 2 - COOH + NaOH NH 2 – CH 2 – COONa + H 2 O

натриевая соль

аминоуксусной кислоты

Аминокислоты

основания

2. Взаимодействие с минеральными кислотами:

Взаимодействие с минеральными кислотами:

NH 2 – R – COOH + HCL + CL -

хлористоводородная соль

аминоуксусной кислоты

Аминокислоты способны к конденсации с образованием пептидов. Пептиды - это продукты конденсации двух или более молекул аминокислот. Две молекулы аминокислоты могут реагировать друг с другом с отщеплением молекулы воды и образованием продукта, в котором фрагменты связаны пептидной связью

Важнейшее свойство аминокислот!

Полученное соединение

называют дипептидом:

R ’

Н 2 N – CH – C

H 2 N - CH - C

Аминокислота

Аминокислота

Дипептид

H 2 N – CH – C – N – CH - C + H 2 O

Пептидная связь

Применение аминокислот

Аминокислоты необходимы для синтеза белков в живых организмах. Их человек и животные получают в составе белков пищи. Аминокислоты применяются и в качестве лечебного средства при некоторых болезнях. Например глутаминовую кислоту применяют при нервных заболеваниях. Гистидин – при язве желудка.

Аминокислоты и их производные используются в качестве лекарственных средств в медицине. В аптеке можно купить глицин в таблетках. Этот препарат оказывает укрепляющее действие на организм и стимулирует работу мозга. Глутамин используется при лечении некоторых нервных заболеваний (шизофрении, эпилепсии)

Предприимчивые японцы давно заметили, что добавление в пищу приправы из сушеных водорослей усиливает ее вкус и аромат. В 1909 г. японский ученый К. Икеда выяснил, что причина такого действия приправы кроется в содержании глутаминовой кислоты и ее солей в водорослях. К. Икеда запатентовал свое открытие, и теперь во всем мире в качестве пищевых добавок, усиливающих вкус и аромат продукта, используются глутаминовая кислота (Е620), глутаминат натрия (Е621), и глутаминаты других металлов (Е622-625)

Мням-мням!

Производимый в больших количествах лизин и метионин используются как добавка в рацион сельскохозяйственных животных. Синтетические аминокислоты - сырье для производства полиамидных синтетических волокон и изделий из этих полимеров

Задание 1

• Выберите, формулы соединений, принадлежащих к аминокислотам
• C 6 H 5 -NH 2
• NH 2 -CH 2 -COOH
• CH 3 -CH(OH)-COOH
• OH-CH 2 -CH(NH 2)-COOH
• CH 3 -NH 2

Ключ к заданию

CH 3 -CH(OH)-COOH

Задание 2

• Сколько граммов раствора щелочи с массовой долей гидроксида натрия 15 %
• Необходимо взять для реакции с аминоуксусной кислотой химическим количеством 0,4 моль?

Ключ к тестовому заданию:

• Вариант 1 Вариант 2
• 1-а 1-а
• 2-б 2-в
• 3-б 3-а
• 4-в 4-а
• 5-а,в 5-б,г

Домашнее задание

Аминокислоты, входящие в состав
белков проявляют особые свойства
Все относятся к α-аминокислотам
Являются L-стереоизомерами
Относятся к амфотерным соединениям

КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ по структуре углеродной цепи

КЛАССИФИКАЦИЯ
АМИНОКИСЛОТ по структуре
углеродной цепи
Аминокислоты
Ациклические (нециклические)
Ароматические
Циклические
Гетероциклические

Классификация по кислотно-основным
группам, наличию других
функциональных групп и радикалов
Моноаминокарбоновые (нейтральные)
аминокислоты:
1) H2N - CH2 - COOH
Аминоуксусная кислота, 2-аминоэтановаякислота,
глицин (ГЛИ)
Сладкая на вкус, широко распространена в растительном
мире, входит в состав альбумина, используется как
успокаивающее средство при нервных расстройствах

*
2) CH3 - CH - COOH
NH2
α-аминопропионовая кислота, 2-аминопропановая
кислота, аланин (АЛА)
Источник энергии для головного мозга и ЦНС,
укрепляет иммунную систему, участвует в
метаболизме сахаров

*
3) CH2 - CH - COOH
OH
NH2
α-амино-β-гидроксипропионовая кислота, 2-амино3-гидроксипропановая кислота, серин (СЕР)
Входит в состав белков растительного и животного
происхождения, очень много в казеине молока,
относится гидроксиаминокислотам

*
4) CH2 - CH - COOH
SH
NH2
α-амино-β-тиопропионовая кислота,
2- амино-3-меркаптопропановая кислота,
цистеин (ЦИС)
Участвует в обмене серы в организме, обладает
радиопротекторным действием, нарушение обмена
цистеина приводит к изменению хрусталика глаза и
катаракте
‫٭٭‬

CH2 - CH - COOH
2
S
CH2 - CH - COOH
-2H
SH
+2H
NH2
S
NH2
NH2
CH2 - CH - COOH
Дисульфид-2-амино-3пропановой кислоты,
цистин (ЦИ-S-S-ЦИ)
Цистин -единственная диамино-дикарбоновая
аминокислота

*
5) CH2 - CH2 - CH - COOH
S - CH3
NH2
α-амино-γ-метилтиомасляная кислота,
2-амино-4-метилтиобутановая кислота,
метионин (МЕТ)
Метионин имеет метильную группу, благодаря которой
способствует предупреждению ожирения печени,
участвует в синтезе гормонов, ферментов, за счет
подвижной метильной группы способен удалять
токсические вещества. Метионин используется в
качестве лекарственного препарата для лечения и
предупреждения заболеваний печени

Метионин, цистеин и цистин
относят к серусодержащим
аминокислотам, их особенно
много в белках, которые входят
в состав роговых образований:
волосы, шерсть, рога, копыта,
ногти

*
6) CH3 -CH - CH - COOH
CH 3 NH2
α-аминоизовалериановая кислота,
2-амино-3-метилбутановая кислота,
валин (ВАЛ)
Один из главных компонентов роста тканей,
применяется как антидепресант

*
*
7) CH3 -CH - CH - COOH
OH
NH2
α-амино-β-оксимасляная кислота,
2- амино-3-гидроксибутановая кислота,
треонин (ТРЕ)
Обладает липотрофными свойствами, необходим для
синтеза иммуглобулинов и антител, важный
компонент коллагена, эластина и протеина эмали

*
8) CH3 -CH -CH2 - CH - COOH
CH 3
NH2
α-аминоизокапроновая кислота,
2-амино-4-метилпентановая кислота,
лейцин (ЛЕЙ)
Лейцин в большом количестве
содержится в гемоглобине, казеине,
яичном альбумине, понижает
содержание сахара в крови, способствует
заживлению ран, отсутствует у
алкоголиков и наркоманов

*
*
9) CH3 -CH2 -CH - CH - COOH
CH3 NH2
α-амино-β-метилвалериановая кислота,
2- амино-3-метилпентановая кислота,
изолейцин (ИЛЕ)

Моноаминодикарбоновые
аминокислоты:
(кислые)
*
10) HOOC -CH2 - CH - COOH
NH2
α-аминоянтарная кислота,
2-аминобутадиовая кислота,
аспарагиновая кислота (АСП)
Принимает участие в реакциях переаминирования, в
работе иммунной системы и синтезе нуклеиновых
кислот

Моноаминодикарбоновые
(кислые) аминокислоты:
*
11) HOOC -CH2 - CH2 - CH - COOH
NH2
α-аминоглутаровая кислота,
2-аминопентандиовая кислота,
глутаминовая кислота (ГЛУ)
Источник аминогруппы в метаболических
процессах

O
*
C -CH2 - CH - COOH
H 2N
NH2
Амид аспарагиновой кислоты (АСН)

O
H2N
*
C -CH2 - CH2 - CH - COOH
NH2
Амид глутаминовой кислоты (ГЛН)
Глутамина в организме больше чем других
аминокислот, он необходим для синтеза гликогена и
энергообмена в клетках мышц, улучшает
краткосрочную и долгосрочную память

Диаминомонокарбоновые
(основные) аминокислоты:
*
12) H2N - CH2 - CH2 - CH2- CH2 - CH - COOH
NH2
α,ε-диаминокапроновая кислота,
2,6-диаминогексановая кислота,
лизин (ЛИЗ)
Обеспечивает усвоение кальция, участвует в
образовании коллагена, выработке антител, гормонов,
ферментов

Диаминомонокарбоновые
(основные) аминокислоты:
*
13) H2N - C - NH - CH2 - CH2- CH2 - CH - COOH
NH
NH2
α-амино-Δ-гуанидилвалериановая кислота,
2-амино-5-гуанидилпентановая кислота,
аргинин (АРГ)
Вызывает замедление развития опухолей, укрепляет
иммунную систему, способствует приросту мышечной
массы

Ароматические аминокислоты
*
14)
CH2 - CH - COOH
NH2
α-амино-β-фенилпропионовая кислота,
2- амино-3-фенилпропановая кислота,
фенилаланин (ФЕН)
Необходим для синтеза тирозина и гормонов,
регулирует работу щитовидной железы,
способствует регуляции природного цвета кожи,
путем образования пигмента меланина

Ароматические аминокислоты
*
CH2 - CH - COOH
15)
HO
NH2
α-амино-β-(n-оксифенил)-пропионовая кислота,
2- амино-3-(4-гидроксифенил)-пропановая кислота,
тирозин (ТИР)
Необходим для нормальной работы надпочечников,
щитовидной железы и гипофиза, обладает мощным
стимулирующим действием

N
16)
*
CH2 - CH - COOH
N
H
NH2
α-амино-β-имидазолилпропионовая кислота,
2- амино-3-имидазолилпропановая кислота,
гистидин (ГИС)
Играет важную роль в метаболизме белков, в синтезе
гемоглобина, является одним из важнейших регуляторов
свертывания крови

Гетероциклические аминокислоты:
*
CH2 -CH - COOH
17)
NH2
N
H
α-амино-β-индолилпропионовая кислота,
2- амино-3-индолилпропановая кислота,
триптофан (ТРИ)
Естественный релаксант, помогает бороться с
состоянием беспокойства и бессоницы

Иминокислоты:
18)
*
COOH
N
H
Пирролидин-2-карбоновая кислота,
пролин (ПРО)

Иминокислоты:
OH
*
19)
*
COOH
N
H
4-гидроксипирролидин-2-карбоновая кислота,
оксипролин (НО-ПРО)

Классификация аминокислот в зависимости от радикала
Неполярные (гидрофобные)
Полярные(гидрофильные)

ПОЛЯРНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ

ИОНОГЕННЫЕ
НЕИОНОГЕННЫЕ
СПОСОБНЫЕ К ДИССОЦИАЦИИ
В УСЛОВИЯХ ОРГАНИЗМА
CH2 - CH - COOH
HO
NH2
тирозин
НЕ СПОСОБНЫЕ
HO - CH2 - CH - COOH
NH2
серин

Полярные аминокислоты с
ионогенными группами в условиях
организма могут находиться в виде
анионов и катионов
В виде анионов
В виде катионов
Асп
Лиз
Глу
Арг
Тир
Гис
Цис

Полярные ионогенные
радикалы располагаются
как на поверхности, так и
внутри белковых молекул.
Они участвуют в
образовании водородных
связей с другими
полярными группами

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

СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ α-АМИНОКИСЛОТ
COOH
H2N
COOH
H
H2N
H
CH3
L-аланин
CH3
L-треонин
COOH
H
H2N
H
OH
H3C
H
C2H5
L-изолейцин

Три аминокислоты имеют два
центра хиральности
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
HOOC-CH2- CH2-C-COOH
O
+NH3
HAD-H
α-кетоглутаровая кислота
HOOC-CH2- CH2-CH-COOH
NH2
глутаминовая кислота

2) Трансаминирование (переаминирование)
источником группы NH2 для кетокислот является
другая аминокислота
пиридоксальфосфат
R -CH -COOH
NH2
+
HOOC-CH2- C-COOH
O
Щавелевоуксусная кислота
HOOC-CH 2-CH-COOH
NH2
Аспарагиновая кислота

15.3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Аминокислоты- амфотерные соединения, в
растворах существуют в виде биполярных
ионов
Н3+N – СН – СООR

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 Nацилированных производных

Для аминокислот характерен
целый ряд специфических
реакций, обусловленных
наличием в их структуре
COOH- и NH2- групп у
одного и того же атома
углерода

1)Декарбоксилирование in vivo
приводит к образованию биогенных
аминов
1)
HOOC-CH2- CH2-CH-COOH
→ HOOC-CH2- CH2-CH2- NH2
ГЛУ
│
- CO2 γ-аминомасляная кислота
NH2
природный транквилизатор
in vitro
t0C, Ва(ОН)2
HOOC-CH2- CH2-CH-COOH
→
│
- ВаCO3
NH2
HOOC-CH2- CH2-CH2- NH2

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

2)Дезаминирование (удаление NH2-группы)
а)прямое дезаминирование in vivo
H
HOOC -CH2 - CH - COOH
Аспартаза
COOH
C =C
-NH3
NH2
Аспарагиновая кислота
HOOC
H
Фумаровая кислота

б) Окислительное дезаминирование in vivo
протекает при участии кофермента НАД+
+
+ НАД
R - CH - COOH
R - C - COOH
R - C - COOH
-NH3
-НАД-Н
NH2
H2O
NH
O

Дезаминирование in vitro
CH3 - CH - COOH
CH3 - CH - COOH
+
HNO2
NH2
Метод
+ N2
+ H2O
OH
Ван-Слайка,
применяется для
количественного определения аминокислот

3) гидроксилирование
аминокислот, не имеет аналогии
в химии in vitro
фе нилаланин
гидрокс илаз а
CH2 - CH - COOH
HO
CH2 - CH - COOH
NH2
NH2
ФЕН
ТИР
Отсутствие или недостаток в организме
фермента катализирующего эту реакцию
приводит к тяжелому заболеванию фенилкетонурия

(proteios, греч. - первый) Белки (протеины, полипептиды) высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью α-аминокислот В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом. α-Аминокислоты – мономеры для синтеза белков В природе обнаружено более 300 аминокислот, однако в составе белков встречается только 20 (α-аминокислоты)

Классификация аминокислот Карбоксильная группа Радикал Аминогруппа Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильная и аминогруппа группы 2-аминоэтановая кислота -аминоуксусная кислота глицин 2 или α 3-аминобутановая кислота -аминомасляная кислота 1. Структурная классификация 1.1. Взаимное расположение групп СОО- и NH Природа радикала (R): алифатические, ароматические, гетероциклические лейцин антраниловая кислота гистидин 1.3. Количество групп СОО- и NH 2 - : моноаминокарбоновые, моноаминодикарбоновые, диаминокарбоновые глицин аспарагиновая кислота лизин

Протеиногенные аминокислоты («рождающие протеины») - природные аминокислоты, участвующие в построении молекул пептидов и белков Аланин (Ala) Валин (Val) Лейцин (Leu) Изолейцин (Ile) Аргинин (Arg) Лизин (Lys) Треонин (Tre) (Метионин (Met) Фенилаланин (Phe) Триптофан (Try) Незаменимые аминокислоты Гистидин (His)

Конфигурация протеиногенных аминокислот Конфигурация – расположение атомов, характеризующее определенный стереоизомер (+) –Аланин (-) -Аланин? L-аминокислота L –глицериновый альдегид R,S – номенклатура L,D - номенклатура L,D – номенклатура используется для аминокислот и углеводов R,S – номенклатура (см. Р. Моррисон, Р. Бойд. Органическая химия, с. 87)

Кислотно-основные свойства аминокислот Биполярные ионы, цвиттер-ионы Высокие Тпл. (С); растворимы в воде; нерастворимы в неполярных органических растворителях. Аминокислоты – амфотерные соединения Изоэлектрическая точка - значение рН среды, при котором аминокислота существует преимущественно в виде цвиттер-иона

Белки Первичная структура - последовательность аминокислот в полипептидной цепи Вторичная структура локальное упорядочивание фрагмента полипептидной цепи, стабилизированное водородными связями Третичная структура – пространственное строение полипептидной цепи (ковалентные, ионные связи, гидрофильно-гидрофобные взаимодействия) Четвертичная структура – взаимное расположение нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса

Трехмерная структура молекулы гемоглобина Растворимы в воде или водных растворах кислот, оснований, солей. К глобулярным белкам относятся ферменты, иммуноглобулины, транспортные и регуляторные гормоны, антитела, альбумин яиц, гемоглобин, фибриноген, фибрин Глобулярные белки - полипептидные цепи плотно свёрнуты в компактные шарообразные структуры (глобулы) Фибриллярные белки - полипептидные цепи, имеющие вытянутую нитевидную структуру Не растворимы в воде. К фибриллярным белкам относятся α-кератины, коллаген, фиброин.

1 из 28

Презентация на тему: АМИНОКИСЛОТЫ

№ слайда 1

Описание слайда:

В состав природных полипептидов и белков входят -аминокислоты, в молекулах которых амино- и карбоксильная группы связаны с одним и тем же атомом углерода. В состав природных полипептидов и белков входят -аминокислоты, в молекулах которых амино- и карбоксильная группы связаны с одним и тем же атомом углерода. H2N–СН–СООН R В зависимости от строения углеводородного радикала R природные аминокислоты разделяют на алифатические, ароматические и гетероциклические. Алифатические аминокислоты могут быть неполярными (гидрофобными), полярными незаряженными и полярными заряженными. В зависимости от содержания функциональных групп в радикале выделяют аминокислоты, содержащие гидроксильную, амидную, карбоксильную и аминогруппы. Обычно используются тривиальные названия -аминокислот, которые обычно связаны с источниками их выделения или свойствами.

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

Все природные -аминокислоты делят на незаменимые, которые поступают в организм только из внешней среды, и заменимые, синтез которых происходит в организме. Все природные -аминокислоты делят на незаменимые, которые поступают в организм только из внешней среды, и заменимые, синтез которых происходит в организме. Незаменимые -аминокислоты: Заменимые -аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, глицин, аланин, пролин, лизин, метионин, треонин, серин, цистеин, аргинин, гистидин, триптофан, фенилаланин аспарагин, глутамин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты В качестве исходных веществ при биосинтезе аминокислот могут выступать другие аминокислоты, а также вещества, относящиеся к другим классам органических соединений (например, кетокислоты) Катализаторами и участниками этого процесса являются ферменты. Анализ аминокислотного состава различных белков показывает, что на долю дикарбоновых кислот и их амидов в большинстве белков приходится 25-27 % всех аминокислот. Эти же аминокислоты вместе с лейцином и лизином составляют около 50 % всех аминокислот белков. В то же время на долю таких аминокислот, как цистеин, метионин, триптофан, гистидин приходится не более 1,5 – 3,5 %.

№ слайда 4

Описание слайда:

Пространственные или стереоизомеры или оптически активные соединения – соединения, способные существовать в пространстве в виде двух изомеров, являющихся зеркальным отражением друг друга (энантиомеры). Пространственные или стереоизомеры или оптически активные соединения – соединения, способные существовать в пространстве в виде двух изомеров, являющихся зеркальным отражением друг друга (энантиомеры). Все -аминокислоты, кроме глицина, являются оптически активными соединениями и способны вращать плоскость поляризации плоскополяризованного света (все волны которого колеблются в одной плоскости) вправо (+, правовращающие) или влево (-, левовращающие). Признаки оптической активности: - наличие в молекуле асимметричного атома углерода (атома, связанного с четырьмя разными заместителями); - отсутствие в молекуле элементов симметрии. Энантиомеры -аминокислот обычно изображают в виде относительной конфигурации и называют по D,L-номенклатуре.

№ слайда 5

Описание слайда:

В молекуле аланина второй атом углерода является асимметричным (у него 4 разных заместителя: атом водорода, карбоксильная, метильная и аминогруппы. Углеводородную цепь молекулы располагают вертикально, в зеркальном отражении изображают только атомы и группы, связанные с асимметричным атомом углерода. Для -аминокислот это, как правило, атом водорода и аминогруппа. Если аминогруппа располагается справа от углеродной цепи, это D-изомер; если слева – L-изомер. В молекуле аланина второй атом углерода является асимметричным (у него 4 разных заместителя: атом водорода, карбоксильная, метильная и аминогруппы. Углеводородную цепь молекулы располагают вертикально, в зеркальном отражении изображают только атомы и группы, связанные с асимметричным атомом углерода. Для -аминокислот это, как правило, атом водорода и аминогруппа. Если аминогруппа располагается справа от углеродной цепи, это D-изомер; если слева – L-изомер. В состав природных белков входят только L-изомеры -аминокислот. Относительная конфигурация не определяет направление вращения плоскости поляризации плоскополяризованного света. Чуть больше половины L- -аминокислот являются правовращающими (аланин, изолейцин, глутаминовая кислота, лизин и др.); немного меньше левовращающих кислот (фенилаланин, триптофан, лейцин и др.)

№ слайда 6

Описание слайда:

Конфигурация аминокислот определяет пространственную структуру и биологические свойства как самих аминокислот, биополимеров – белков, которые построены из остатков аминокислот. Конфигурация аминокислот определяет пространственную структуру и биологические свойства как самих аминокислот, биополимеров – белков, которые построены из остатков аминокислот. Для некоторых аминокислот наблюдается связь между их конфигурацией и вкусом, например L-Tрп, L-Фен, L-Tир, L-Лей имеют горький вкус, а их D-энантиомеры сладкие. Сладкий вкус глицина известен давно. L-изомер треонина одним людям кажется сладким, другим – горьким. Мононатриевая соль глутаминовой кислоты - глутамат натрия - один из важнейших носителей вкусовых качеств, применяемых в пищевой промышленности. Интересно заметить, что производное дипептида из аспарагиновой кислоты и фенилаланина обнаруживает интенсивно сладкий вкус. Все аминокислоты представляют собой белые кристаллические вещества, имеющие очень высокие температуры правления (более 230 °С). Большинство кислот хорошо растворимы в воде и практически не растворимы в спирте и диэтиловом эфире. Это, так же как и высокая температура плавления, указывает на солеобразный характер этих веществ. Специфическая растворимость аминокислот обусловлена наличием в молекуле одновременно аминогруппы (основный характер) и карбоксильной группы (кислотные свойства), благодаря чему аминокислоты принадлежат к амфотерным электролитам (амфолитам).

№ слайда 7

Описание слайда:

В аминокислотах одновременно присутствует как кислотная карбоксильная группа, так и основная аминогруппа. В водных растворах и твердом состоянии аминокислоты существуют только в виде внутренних солей – цвиттер-ионов или биполярных ионов. В аминокислотах одновременно присутствует как кислотная карбоксильная группа, так и основная аминогруппа. В водных растворах и твердом состоянии аминокислоты существуют только в виде внутренних солей – цвиттер-ионов или биполярных ионов. Кислотно-основное равновесие для аминокислоты может быть описано: анион биполярный ион катион В кислой среде молекулы аминокислот представляют собой катион. При пропускании электрического тока через такой раствор катионы аминокислот движутся к катоду и там восстанавливаются. В щелочной среде молекулы аминокислот представляют собой анион. При пропускании электрического тока через такой раствор анионы аминокислот движутся к аноду и там окисляются. Значение рН, при котором практически все молекулы аминокислоты представляют собой биполярный ион называется изоэлектрической точкой (рI). При этом значении рН раствор аминокислоты не проводит электрический ток.

№ слайда 8

Описание слайда:

Цистеин (Cys) 5,0 Цистеин (Cys) 5,0 Аспарагин (Asp) 5,4 Фенилаланин (Phe) 5,5 Аспарагиновая Треонин (Thr) 5,6 кислота (Asp) 3,0 Глутамин (Gln) 5,7 Глутаминовая Серин (Ser) 5,7 кислота (Glu) 3,2 Тирозин (Tyr) 5,7 Метионин (Met) 5,8 Триптофан (Trp) 5,9 Гистидин (His) 7,6 Аланин (Ala) 6,0 Лизин (Lys) 9,8 Валин (Val) 6,0 Аргинин (Arg) 10,8 Глицин (Gly) 6,0 Лейцин (Leu) 6,0 Изолейцин (Ile) 6,1 Пролин (Pro) 6,3

№ слайда 9

Описание слайда:

Все химические реакции, в которые вступают -аминокислоты, можно разделить на группы: Все химические реакции, в которые вступают -аминокислоты, можно разделить на группы: Реакции с участием карбоксильной группы Реакции с участием аминогруппы Реакции с участием углеводородного радикала кислоты Реакции с одновременным участием карбоксильной и аминогруппы

№ слайда 10

Описание слайда:

Аминокислоты могут вступать в те же химические реакции и давать те же производные, что и другие карбоновые кислоты. Аминокислоты могут вступать в те же химические реакции и давать те же производные, что и другие карбоновые кислоты. Одна из важнейших реакций в организме – декарбоксилирование аминокислот. При отщеплении СО2 под действием особых ферментов - декарбоксилаз -аминокислоты превращаются в амины: Реакции по углеводородному радикалу: окисление, а точнее гидроксилирование фенилаланина:

№ слайда 11

Описание слайда:

Как и другие алифатические амины, аминокислоты могут реагировать с кислотами, ангидридами и хлорангидридами кислот, азотистой кислотой. Как и другие алифатические амины, аминокислоты могут реагировать с кислотами, ангидридами и хлорангидридами кислот, азотистой кислотой. При нагревании -аминокислот происходит реакция межмолекулярной дегидриратации с участием как амино-, так и карбоксильной группы. В результате образуется циклический дикетопиперазин.

№ слайда 12

Описание слайда:

№ слайда 13

Описание слайда:

Амино- и карбоксильные группы аминокислот могут реагировать друг с другом и без образования цикла: Амино- и карбоксильные группы аминокислот могут реагировать друг с другом и без образования цикла: Возникающая при этом связь –СО–NН– называется пептидной связью, а продукт взаимодействия аминокислот – пептидом. Если в реакцию вступили 2 аминокислоты, получается дипептид; 3 аминокислоты – трипептид и т.д. Пептиды молекулярной массой не более 10 000 называют олигопептидами, молекулярной массой более 10 000 – полипептидами, или белками. Пептидные связи в составе пептидов по химической природе являются амидными. Полипептидная цепь состоит из регулярно повторяющихся участков, образующих остов молекулы, и вариабельных участков – боковых радикалов аминокислотных остатков. Началом полипептидной цепи считают конец, несущий свободную аминогруппу (N-конец), а заканчивается полипептидная цепь свободной карбоксильной группой (С-конец). Называют пептид, последовательно перечисляя, начиная с N-конца, названия аминокислот, входящих в пептид; при этом суффикс «ин» заменяют на суффикс «ил» для всех аминокислот, кроме С-концевой. Для описания строения пептидов применяют не традиционные структурные формулы, а сокращенные обозначения, позволяющие сделать запись более компактной.

№ слайда 14

Описание слайда:

В настоящее время общепризнанной является полипептидная теория строения белковой молекулы. В настоящее время общепризнанной является полипептидная теория строения белковой молекулы. Белки можно классифицировать: – по форме молекул (глобулярные и фибриллярные); – по молекулярной массе (низко- и высокомолекулярные); – по составу или химическому строению (простые и сложные); – по выполняемым функциям; – по локализации в клетке (ядерные, цитоплазматические и др.); – по локализации в организме (белки крови, печени и др.); – по возможности адаптивно регулировать количество данных белков: белки, синтезирующиеся с постоянной скоростью (конститутивные), и белки, синтез которых может усиливаться при воздействии факторов среды (индуцибельные); – по продолжительности жизни в клетке (от очень быстро обновляющихся белков, с периодом полупревращения менее 1 ч, до очень медленно обновляющихся белков, период полупревращения которых исчисляют неделями и месяцами); – по схожим участкам первичной структуры и родственным функциям (семейства белков).

№ слайда 15

Описание слайда:

№ слайда 16

Описание слайда:

Альбумины. Примерно 75-80% осмотического давления белков сыворотки крови приходится на альбумины; еще одна функция – транспорт жирных кислот. Альбумины. Примерно 75-80% осмотического давления белков сыворотки крови приходится на альбумины; еще одна функция – транспорт жирных кислот. Глобулины. -Глобулины содержатся в крови в комплексе с билирубином и с липопротеинами высокой плотности. Фракция β-глобулинов включает протромбин, являющийся предшественником тромбина - белка, ответственного за превращение фибриногена крови в фибрин при свертывании крови. -Глобулины выполняют защитную функцию. Протамины – низкомолекулярные белки, обладающие выраженными основными свойствами, обусловленными наличием в их составе от 60 до 85% аргинина. В ядрах клеток ассоциируются с ДНК. Гистоны также являются небольшими белками основного характера. В их состав входят лизин и аргинин (20-30%). Гистоны играют важную роль в регуляции экспрессии генов. Проламины - белки растительного происхождения, содержатся в основном в семенах злаков. Все белки этой группы при гидролизе дают значительное количество пролина. Проламины содержат 20-25% глутаминовой кислоты и 10-15% пролина. Наиболее изучены оризенин (из риса), глютенин (из пшеницы), зеин (из кукурузы), и др. Глютелины - простые белки, содержатся в семенах злаков, в зелёных частях растений. Для глютелинов характерно сравнительно высокое содержание глутаминовой кислоты и наличие лизина. Глютелины – запасные белки.

№ слайда 17

Описание слайда:

№ слайда 18

Описание слайда:

Первичная структура белка – это последовательность расположения аминокислот в полипептидной цепи. Её определяют, последовательно отщепляя аминокислоты от белка путём гидролиза. Первичная структура белка – это последовательность расположения аминокислот в полипептидной цепи. Её определяют, последовательно отщепляя аминокислоты от белка путём гидролиза. Для отщепления N-концевой аминокислоты белок обрабатывают 2,4-динитрофторбензолом и после кислотного гидролиза только одна N-концевая кислота оказывается связанной с этим реактивом (метод Сэнджера). По методу Эдмана в процессе гидролиза отделяют N-концевую кислоту в виде продукта взаимодействия с фенилизотиоцианатом. Для определения С-концевой кислоты обычно используют гидролиз в присутствии специального фермента – карбоксипептидазы, которая разрывает пептидную связь с того конца пептида, где содержится свободная карбоксильная группа. Существуют и химические методы отщепления С-концевой кислоты, например с использованием гидразина (метод Акабори).

№ слайда 19

Описание слайда:

Вторичная структура белка – способ упаковки очень длинной полипептидной цепи в – спиральную или – складчатую конформациию. Витки спирали или складки удерживаются, в основном, с помощью внутримолекулярный связей, возникающих между атомом водорода (в составе –NН- или –СООН-групп) одного витка спирали или складки и электроотрица-тельным атомом (кислорода или азота) соседнего витка или складки. Вторичная структура белка – способ упаковки очень длинной полипептидной цепи в – спиральную или – складчатую конформациию. Витки спирали или складки удерживаются, в основном, с помощью внутримолекулярный связей, возникающих между атомом водорода (в составе –NН- или –СООН-групп) одного витка спирали или складки и электроотрица-тельным атомом (кислорода или азота) соседнего витка или складки.

№ слайда 20

Описание слайда:

Третичная структура белка – трёхмерная пространственная ориентация полипептидной спирали или складчатой структуры в определённом объёме. Третичная структура белка – трёхмерная пространственная ориентация полипептидной спирали или складчатой структуры в определённом объёме. Различают глобулярную (шарообразную) и фибриллярную (вытянутую, волокнистую) третичную структуры. Третичная структура формируется автоматически, самопроизвольно и полностью определяется первичной структурой белка. При этом во взаимодействие вступают боковые радикалы аминокислотных остатков. Стабилизация третичной структуры осуществляется за счёт образования между радикалами аминокислот водородных, ионных, дисульфидных связей, а также благодаря ван-дер-ваальсовым силам притяжения между неполярными углеводородными радикалами.

№ слайда 21

Описание слайда:

№ слайда 22

Описание слайда:

Четвертичная структура белка – способ укладки в пространстве отдельных полипептидных цепей и формирование структурно и функционально единого макромолекулярного образования. Четвертичная структура белка – способ укладки в пространстве отдельных полипептидных цепей и формирование структурно и функционально единого макромолекулярного образования. Образовавшуюся молекулу называют олигомером, а отдельные полипептидные цепи, из которых он состоит – протомерами, мономерами или субъединицами (их обычно чётное количество: 2,4, реже 6 или 8). Например, молекула гемоглобина состоит из двух – и двух – полипептидных цепей. Каждая полипептидная цепь окружает группу гема – небелкового пигмента, придающего крови её красный цвет. Именно в составе гема находится катион железа, способный присоединять и транспортировать по организму необходимый для функционирования организма кислород. Четвертичной структурой обладает около 5% белков, в том числе гемоглобин, иммуно-глобулины, инсулин, ферритин, почти все ДНК- и РНК-полимеразы.

№ слайда 23

Описание слайда:

Для идентификации пептидов, белков и отдельных аминокислот используют так называемые «цветные реакции». Для идентификации пептидов, белков и отдельных аминокислот используют так называемые «цветные реакции». Универсальная реакция на пептидную группу – появление красно-фиолетовой окраски при добавлении к раствору белка ионов меди (II) в щелочной среде (биуретовая реакция). Реакция на остатки ароматических аминокислот – тирозина и фенилаланина – появление желтой окраски при обработке раствора белка концентрированной азотной кислотой (ксантопротеиновая реакция). Серусодержащие белки дают черное окрашивание при нагревании с раствором ацетата свинца(II) в щелочной среде (реакция Фоля). Общая качественная реакция -аминокислот - образование сине- фиолетового окрашивания при взаимодействии с нингидрином. Нингидриновую реакцию дают также и белки.

№ слайда 24

Описание слайда:

Белки составляют материальную основу химической деятельности клетки. Функции белков в природе универсальны. Среди них различают ферменты, гормоны, структурные (кератин, фиброин, коллаген), транспортные (гемоглобин, миоглобин), двигательные (актин, миозин), защитные (иммуноглобулины), запасные (казеин, яичный альбумин) белки, токсины (змеиные яды, дифтерийный токсин). Белки составляют материальную основу химической деятельности клетки. Функции белков в природе универсальны. Среди них различают ферменты, гормоны, структурные (кератин, фиброин, коллаген), транспортные (гемоглобин, миоглобин), двигательные (актин, миозин), защитные (иммуноглобулины), запасные (казеин, яичный альбумин) белки, токсины (змеиные яды, дифтерийный токсин). В биологическом плане пептиды отличаются от белков более узким спектром функций. Наиболее характерна для пептидов регуляторная функция (гормоны, антибиотики, токсины, ингибиторы и активаторы ферментов, переносчики ионов через мембраны и т.д.). Недавно открыта группа пептидов головного мозга - нейропептидов. Они влияют на процессы обучения и запоминания, регулируют сон, обладают обезболивающей функцией; прослеживается связь некоторых нервно-психических заболеваний например шизофрении, с содержанием тех или иных пептидов в мозге. В настоящее время достигнуты успехи в изучении проблемы соотношения структуры и функций белков, механизма их участия в важнейших процессах жизнедеятельности организма, понимании молекулярных основ патогенеза многих болезней. К числу актуальных проблем относится химический синтез белка. Получение синтетическим путем аналогов природных пептидов и белков призвано способствовать решению таких вопросов, как выяснение механизма действия этих соединений в клетке, установление взаимосвязи их активности с пространственным строением, создание новых лекарственных средств и продуктов питания, а также позволяет подойти к моделированию процессов, протекающих в организме.

№ слайда 25

Описание слайда:

Белки являются основой разного рода биологических клеев. Так, ловчие сети пауков состоят в основном из фиброина – белка, выделяемого паутинными бородавками. Это сиропообразное вязкое вещество затвердевает на воздухе, превращаясь в прочную и нерастворимую в воде нить. Шелковинки, образующие спиральную нить паутины, содержат клей, удерживающий добычу. Сам паук свободно бегает по радиальным нитям. Белки являются основой разного рода биологических клеев. Так, ловчие сети пауков состоят в основном из фиброина – белка, выделяемого паутинными бородавками. Это сиропообразное вязкое вещество затвердевает на воздухе, превращаясь в прочную и нерастворимую в воде нить. Шелковинки, образующие спиральную нить паутины, содержат клей, удерживающий добычу. Сам паук свободно бегает по радиальным нитям. Благодаря специальным клеям мухи и др. насекомые способны проявлять просто чудеса акробатики. Бабочки приклеивают к листьям растений свои яйца, некоторые виды стрижей строят гнезда из застывающих выделений слюнных желез, осетровые крепят икру на придонных камнях. Некоторые виды улиток на зиму или в периоды засухи снабжают раковины специальной «дверью», которую сама улитка возводит из клейкого твердеющего протеина, содержащего известь. Отгородившись от внешнего мира достаточно твердой преградой, улитка пережидает неблагоприятные времена в раковине. Когда ситуация меняется, она просто съедает ее и перестает жить затворницей. Клеящие вещества, которыми пользуются подводные жители, должны застывать под водой. Поэтому в их состав входят несколько различных протеинов, отталкивающих воду и взаимодействующих между собой с образованием прочного клея. Клей, которым мидии прикрепляются к камню, не растворяется в воде и вдвое крепче эпоксидной смолы. Сейчас этот протеин пытаются синтезировать в лабораторных условиях. Большинство клеящих веществ не переносят влаги, а белковым клеем мидий можно было бы склеивать кости и зубы. Этот белок не вызывает отторжения организмом, что очень важно для медицинских препаратов.

№ слайда 26

Описание слайда:

У метилового эфира L- -аспартил-L-фенилаланина очень сладкий вкус. У метилового эфира L- -аспартил-L-фенилаланина очень сладкий вкус. СН3ООС-СН(СН2С6Н5)-NH-СО- СH(NН2)-СН2-СООН. Вещество известно под торговым названием «аспартам». Аспартам не только слаще сахара (в 100-150 раз), но и усиливает его сладкий вкус, особенно в присутствии лимонной кислоты. Сладки и многие из производных аcпартама. Из ягод Dioscoreophylum cumminsii (русского названия нет), найденных в дебрях Нигерии в 1895 году, выделен белок монелин, который слаще сахара в 1500 - 2000 раз. Еще сильнее - в 4000 раз - превзошел сахарозу белок тауматин, выделенный из ярко-красных мясистых плодов другого африканского растения Thaumatococcus daniellii. Интенсивность сладкого вкуса тауматина еще больше увеличивается при взаимодействии этого белка с ионами алюминия. Образующийся комплекс, получивший торговое название талин, слаще сахарозы в 35 000 раз; если же сравнивать не массы талина и сахарозы, а число их молекул, то талин окажется слаще уже в 200 тысяч раз! Еще один очень сладкий белок - миракулин был выделен в прошлом веке из красных плодов кустарника Synsepalum dulcificum daniellii, которые назвали «чудодейственными»: у пожевавшего эти плоды человека изменяются вкусовые ощущения. Так, у уксуса, появляется приятный винный вкус, лимонный сок превращается в сладкий напиток, причем эффект продолжается длительное время. Если когда-нибудь будут выращивать на плантациях все эти экзотические плоды, у сахарной промышленности будет куда меньше проблем с транспортировкой продукции. Ведь маленький кусочек тауматина сможет заменить целый мешок сахарного песка! В начале 70-х годов было синтезировано соединение, самое сладкое из всех синтезированных. Это дипептид, построенный из остатков двух аминокислот - аспарагиновой и аминомалоновой. В дипептиде две карбоксильные группы остатка аминомалоновой кислоты заменены на сложноэфирные группы, образованные метанолом и фенхолом (он содержится в эфирных маслах растений и добывается из скипидара). Это вещество в примерно в 33 000 раз слаще сахарозы. Чтобы плитка шоколада стала привычно сладкой, достаточно долей миллиграмма этой специи.

№ слайда 27

Описание слайда:

Химические и физические свойства кожи и волос определяются свойствами кератинов. У каждого вида животных кератин имеет некоторые особенности, поэтому это слово употребляют во множественном числе. КЕРАТИНЫ - нерастворимые в воде белки позвоночных, образующие их волосы, шерсть, роговой слой кожи, ногти. Под действием воды кератин кожи, волос, ногтей размягчается, разбухает, а после испарения воды снова затвердевает. Химические и физические свойства кожи и волос определяются свойствами кератинов. У каждого вида животных кератин имеет некоторые особенности, поэтому это слово употребляют во множественном числе. КЕРАТИНЫ - нерастворимые в воде белки позвоночных, образующие их волосы, шерсть, роговой слой кожи, ногти. Под действием воды кератин кожи, волос, ногтей размягчается, разбухает, а после испарения воды снова затвердевает. Основная химическая особенность кератина заключается в том, что в его составе до 15% содержащей серу аминокислоты цистеина. Атомы серы, присутствующие в цистеиновой части молекулы кератина, легко образуют связи с атомами серы соседней молекулы, возникают дисульфидные мостики, которые соединяют эти макромолекулы. Кератины относятся к фибриллярным белкам. В тканях они существуют в виде длинных нитей - фибрилл, в которых молекулы расположены пучками, направленными в одну сторону. В этих нитях отдельные макромолекулы соединены между собой также химическими связями (рис. 1). Спиральные нити закручены в тройную спираль, а 11 спиралей объединены в микрофибриллу, которая составляет центральную часть волоса (см. рис. 2). Микрофибриллы объединяются в макрофибриллы. а) Водородные б) Ионные в) Неполярные г) Дисульфид- Рис. 2. Кератин волос - фибриллярный белок. связи связи взаимодействия ный мостик Рис. 1. Типы взаимодействия между цепочечными белковыми молекулами

№ слайда 28

Описание слайда:

Волос имеет неоднородную структуру в поперечном сечении. С точки зрения химии все слои волоса идентичны и состоят из одного химического соединения - кератина. Но в зависи-мости от степени и типа структурирования кератина существуют слои с различными свойствами: кутикула - поверхностный чешуйчатый слой; волокнистый, или корковый, слой; сердцевина. Волос имеет неоднородную структуру в поперечном сечении. С точки зрения химии все слои волоса идентичны и состоят из одного химического соединения - кератина. Но в зависи-мости от степени и типа структурирования кератина существуют слои с различными свойствами: кутикула - поверхностный чешуйчатый слой; волокнистый, или корковый, слой; сердцевина. Кутикула образуется из плоских клеток, перекрывающих друг друга подобно рыбьей чешуе. С точки зрения косметики это наиболее важный слой волоса. Именно от его состояния зависит внешний вид волос: блеск, упругость или, наоборот, тусклость, посеченность. Состояние кутикулы влияет и на процессы окраски волос и их завивки, так как для проникновения препаратов в более глубокие слои волоса, к пигменту, необходимо размягчить кутикулу. Кератин, из которого состоят «чешуйки», разбухает под действием влаги, особенно если это сопровождается действием тепла и щелочных препаратов (мыло). С точки зрения химии это объясняется разрывом водородных связей в молекулах кератина, которые при высыхании волос восстанавливаются. При набухании пластинок их края встают вертикально, волос теряет блеск. Размягчение кутикулы уменьшает и механическую прочность волоса: во влажном состоянии его легче повредить. Пространство между краями чешуек заполнено кожным жиром, что придает волосам блеск, мягкость, эластичность. Волокнистый, или корковый, слой образован длинными веретенообразными ороговевшими клетками, расположенными в одном направлении; от него зависят эластичность и упругость волоса. В этом слое содержится пигмент меланин, «ответственный» за цвет волос. Окраска волоса зависит от присутствия в нем меланина и пузырьков воздуха. Светлые волосы содержат рассеянный пигмент, темные - зернистый. Сердцевина, или мозговой слой, состоит из не полностью ороговевших клеток.

1 слайд

2 слайд

История открытия К началу XIX столетия появляются первые работы по химическому изучению белков. Уже в 1803 г. Дж. Дальтон дает первые формулы белков - альбумина и желатина - как веществ, содержащих азот. В 1810 г. Ж. Гей-Люссак проводит химические анализы белков - фибрина крови, казеина и отмечает сходство их элементного состава. Решающее значение для понимания химической природы белков имело выделение при их гидролизе аминокислот. Вероятно, первым это сделал А. Браконно в 1820 г., когда, действуя на белки серной кислотой, при кипячении он получил «клеевой сахар», или гликокол (глицин), при гидролизе фибрина из мяса - лейцин и при разложении шерсти - также лейцин и смесь других продуктов гидролиза. Первой открытой аминокислотой был, видимо, аспарагин, выделенный Л. Вокленом из сока спаржи Asparagus (1806). В это же время Ж. Пруст получил лейцин при разложении сыра и творога. Затем из продуктов гидролиза белка были выделены многие другие аминокислоты (табл. 1).

3 слайд

Аминокислота Год Источник Кто впервые выделил 1. Глицин 1820 Желатин А.Браконно 2. Лейцин 1820 1839 Мышечные волокна Фибринб шерсть А.Браконно Г.Мульдер 3. Тирозин 1848 Казеин Ф.Бопп 4. Серин 1865 Шелк Э.Крамер 5. Глутаминовая к-та 1866 Растительные белки Г.Риттхаузен 6. Аспарагиновая к-та 1868 Конглутин легумин Г.Риттхаузен 7. Фенилаланин 1881 Ростки люпина Э.Шульце, Й.Барбьери 8. Аланин 1888 Фиброин шелка Т.Вейль 9. Лизин 1889 Казеин Э.Дрексель 10. Аргинин 1895 Вещество рога С.Хедин 11. Гистидин 1896 Стуринб гистоны А.Коссель, С.Хедин 12. Цистин 1899 Вещество рога К.Мёрнер 13. Валин 1901 Казеин Э.Фишер 14. Пролин 1901 Казеин Э.Фишер 15. Оксипролин 1902 Желатин Э.Фишер 16. Триптофан 1902 Казеин Ф.Гопкинс, Д.Кол 17.Изолейцин 1904 Фибрин Ф.Эрлих 18. Метионин 1922 Казеин Д. Мёллер 19. Треонин 1925 Белки овса С.Шрайвер 20. Оксилизин 1925 Белки рыб С.Шрайвер

4 слайд

Первая концепция строения белков принадлежит голландскому химику Г. Мульдеру (1836). Основываясь на теории радикалов, он сформулировал понятие о минимальной структурной единице, входящей в состав всех белков. Эту единицу, которой приписывался состав 2C8H12N2 + 50, Г. Мульдер назвал протеином (Рг), а свою концепцию - теорией протеина. Позднее состав протеина был уточнен - C40H62N10O12; дополнительно к протеинным единицам некоторые белки содержали серу и фосфор. Формула белков, предложенная Мульдером в 1838 г., выглядела так: Г. Мульдер пользовался структурными формулами и для обозначения ряда физиологических процессов. В своем учебнике физиологической химии (1844) он рассматривал дыхание как окисление протеина, пищеварение - как перестройку белка с изменением содержания S, Р, Са и т. п. Работы Г. Мульдера способствовали широкому распространению взглядов о единстве всех белков, их фундаментальном значении в мире живой природы. Однако вскоре наступают трудные времена для теории протеина. В 1846 г. Н. Э. Лясковский, работавший в лаборатории Ю. Либиха, доказал неточность многих приведенных Г. Мульдером анализов. Свои сомнения в правильности теории публично высказал Ю. Либих. Г. Мульдер пытался корректировать формулу протеина, но в конце концов уступил под натиском новых фактов и открытий. белок сыворотки крови 10Pr S2P

5 слайд

Структура и свойства аминокислот Общую структурную формулу любой аминокислоты можно представить следующим образом: карбоксильная группа (- СООН) и аминогруппа (- NH2) связаны с одним и тем же a-атомом углерода (счет атомов ведется от карбоксильной группы с помощью букв греческого алфавита - α, β, γ и т. д.). По взаимному расположению функциональных групп: α , β , γ… α-аминомасляная β-аминопропионовая γ-аминомасляная

6 слайд

Классификация По радикалу Неполярные: глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин, пролин, метионин, фенилаланин, триптофан Полярные незаряженные (заряды скомпенсированы) pH=7: серин, треонин, цистеин, аспарагин, глутамин, тирозин Полярные заряженные отрицательно при pH7: лизин, аргинин, гистидин По функциональным группам Алифатические Моноаминомонокарбоновые: глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин Оксимоноаминокарбоновые: серин, треонин Моноаминодикарбоновые: аспартат, глутамат, за счёт второй карбоксильной группы несут в растворе отрицательный заряд Амиды моноаминодикарбоновых: аспарагин, глутамин Диаминомонокарбоновые: лизин, аргинин, несут в растворе положительный заряд Серосодержащие: цистеин, метионин Ароматические: фенилаланин, тирозин, триптофан, (гистидин) Гетероциклические: триптофан, гистидин, пролин Иминокислоты: пролин

7 слайд

8 слайд

Оптическая изомерия Все входящие в состав живых организмов α-аминокислоты, кроме глицина, содержат асимметричный атом углерода (треонин и изолейцин содержат два асимметричных атома) и обладают оптической активностью. Почти все встречающиеся в природе α-аминокислоты имеют L-форму.

9 слайд

Свойства аминокислот Аминокислоты - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом. Все аминокислоты амфотерные соединения, они могут проявлять как кислотные свойства, обусловленные наличием в их молекулах карбоксильной группы -COOH, так и основные свойства, обусловленные аминогруппой -NH2. Аминокислоты взаимодействуют с кислотами и щелочами. Аминокислоты обычно могут вступать во все реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов. Изоэлектрической точкой аминокислоты называют значение pH, при котором максимальная доля молекул аминокислоты обладает нулевым зарядом. При таком pH аминокислота наименее подвижна в электрическом поле, и данное свойство можно использовать для разделения аминокислот, а также белков и пептидов.

12 слайд

В смеси или отдельно аминокислоты применяют в медицине, в том числе при нарушениях обмена веществ и заболеваниях органов пищеварения, при некоторых заболеваниях центральной нервной системы (γ-аминомасляная и глутаминовая кислоты, ДОФА). Аминокислоты используются при изготовлении лекарственных препаратов, красителей, в парфюмерной промышленности, в производстве моющих средств, синтетических волокон и пленки и т. д. Для хозяйственных и медицинских нужд аминокислоты получают с помощью микроорганизмов путем так называемого микробиологического синтеза (лизин, триптофан, треонин); их выделяют также из гидролизатов природных белков (пролин, цистеин, аргинин, гистидин). Но наиболее перспективны смешанные способы получения, совмещающие методы химического синтеза и использованиеферментов.