Unter der großen Vielf alt an Naturstoffen nehmen Aminosäuren eine besondere Stellung ein. Dies erklärt sich aus ihrer außerordentlichen Bedeutung sowohl in der Biologie als auch in der organischen Chemie. Tatsache ist, dass Moleküle einfacher und komplexer Proteine aus Aminosäuren zusammengesetzt sind, die ausnahmslos die Grundlage aller Lebensformen auf der Erde sind. Aus diesem Grund widmet die Wissenschaft der Untersuchung von Themen wie der Struktur von Aminosäuren, ihren Eigenschaften, ihrer Herstellung und Verwendung große Aufmerksamkeit. Von großer Bedeutung sind diese Verbindungen auch in der Medizin, wo sie als Arzneipräparate Verwendung finden. Für diejenigen Menschen, denen es um ihre eigene Gesundheit ernst ist und die einen aktiven Lebensstil führen, sind Proteinmonomere eine Form der Ernährung (die sogenannte Sporternährung). Einige ihrer Arten werden in der Chemie der organischen Synthese als Ausgangsmaterial für die Herstellung von synthetischen Fasern - Enanth und Capron - verwendet. Wie Sie sehen können, spielen Aminocarbonsäuren sowohl in der Natur als auch im Leben der menschlichen Gesellschaft eine sehr wichtige Rolle, also lernen wir sie genauer kennen.
StrukturmerkmaleAminosäuren
Verbindungen dieser Klasse gehören zu den amphoteren organischen Substanzen, das heißt, sie enth alten zwei funktionelle Gruppen und weisen daher duale Eigenschaften auf. Insbesondere enth alten die Moleküle Kohlenwasserstoffreste kombiniert mit NH2-Aminogruppen und COOH-Carboxylgruppen. Bei chemischen Reaktionen mit anderen Stoffen wirken Aminosäuren entweder als Basen oder als Säuren. Die Isomerie solcher Verbindungen manifestiert sich aufgrund einer Änderung entweder der räumlichen Konfiguration des Kohlenstoffskeletts oder der Position der Aminogruppe, und die Klassifizierung von Aminosäuren wird basierend auf den strukturellen Merkmalen und Eigenschaften des Kohlenwasserstoffrests bestimmt. Es kann in Form einer geraden oder verzweigten Kette vorliegen und auch zyklische Strukturen enth alten.
Optische Aktivität von Aminocarbonsäuren
Alle Monomere von Polypeptiden und ihren 20 Arten, die in Organismen von Pflanzen, Tieren und Menschen vorkommen, gehören zu den L-Aminosäuren. Die meisten von ihnen enth alten ein asymmetrisches Kohlenstoffatom, das einen polarisierten Lichtstrahl nach links dreht. Zwei Monomere, Isoleucin und Threonin, haben zwei solche Kohlenstoffatome und Aminoessigsäure (Glycin) hat keine. Die Klassifizierung von Aminosäuren nach ihrer optischen Aktivität wird in der Biochemie und Molekularbiologie häufig verwendet, wenn der Translationsprozess in der Proteinbiosynthese untersucht wird. Interessanterweise sind die D-Formen von Aminosäuren nie Teil der Polypeptidketten von Proteinen, sondern in Bakterienmembranen und in den Stoffwechselprodukten von Actinomyceten-Pilzen vorhandenes gibt sie tatsächlich, sie kommen in natürlichen Antibiotika vor, zum Beispiel in Gramicidin. In der Biochemie sind Substanzen mit einer räumlichen Struktur der D-Form wie Citrullin, Homoserin, Ornithin weithin bekannt, die eine wichtige Rolle bei Zellstoffwechselreaktionen spielen.
Was sind Zwitterionen?
Erinnere dich noch einmal daran, dass Proteinmonomere funktionelle Gruppen von Aminen und Carbonsäuren enth alten. Die Partikel -NH2 und COOH interagieren miteinander innerhalb des Moleküls, was zum Auftreten eines internen Salzes führt, das Bipolarion (Zwitterion) genannt wird. Diese innere Struktur von Aminosäuren erklärt ihre hohe Fähigkeit zur Wechselwirkung mit polaren Lösungsmitteln wie Wasser. Das Vorhandensein geladener Teilchen in Lösungen bestimmt ihre elektrische Leitfähigkeit.
Was sind α-Aminosäuren
Befindet sich die Aminogruppe im Molekül am ersten Kohlenstoffatom, gerechnet von der Stelle des Carboxyls, wird diese Aminosäure als α-Aminosäure bezeichnet. Sie nehmen in der Klassifizierung einen führenden Platz ein, da aus diesen Monomeren beispielsweise alle biologisch aktiven Proteinmoleküle aufgebaut sind, wie Enzyme, Hämoglobin, Aktin, Kollagen usw. Die Struktur von Aminosäuren dieser Klasse kann berücksichtigt werden am Beispiel von Glycin, das in der neurologischen Praxis als Beruhigungsmittel bei leichten Formen von Depressionen und Neurasthenie weit verbreitet ist.
Der internationale Name für diese Aminosäure ist α-Aminoessigsäure, ithat eine optische L-Form und ist proteinogen, d. h. es ist am Translationsprozess beteiligt und Bestandteil von Protein-Makromolekülen.
Die Rolle von Proteinen und ihren Monomeren im Stoffwechsel
Das normale Funktionieren des Organismus von Säugetieren, einschließlich des Menschen, ist ohne Hormone, die aus Proteinmolekülen bestehen, nicht vorstellbar. Die chemische Struktur der Aminosäuren, aus denen sie zusammengesetzt sind, bestätigt ihre Zugehörigkeit zu den α-Formen. Beispielsweise werden Triiodthyronin und Thyroxin von der Schilddrüse produziert. Sie regulieren den Stoffwechsel und werden in seinen Zellen aus der α-Aminosäure Tyrosin synthetisiert. In einfachen und komplexen Proteinen gibt es sowohl 20 Grundmonomere als auch deren Derivate. Carboxyglutaminsäure ist in Prothrombin enth alten, das die Blutgerinnung reguliert, Methyllysin findet sich in Myosin (Muskelprotein) und Selenocystein findet sich im Enzym Peroxidase.
Nährwert von Proteinen und ihren Monomeren
Betrachten wir die Struktur von Aminosäuren und ihre Klassifizierung, lassen Sie uns auf die Abstufung eingehen, die auf der Fähigkeit oder Unmöglichkeit von Proteinmonomeren basiert, in Zellen synthetisiert zu werden. Alanin, Prolin, Tyrosin und andere Verbindungen werden in plastischen Stoffwechselreaktionen gebildet, während Tryptophan und sieben weitere Aminosäuren nur mit der Nahrung in unseren Körper gelangen sollten.
Einer der Indikatoren für eine richtige und ausgewogene Ernährung ist der menschliche Verzehr von proteinh altigen Lebensmitteln. Es sollte mindestens ein Viertel der gesamten Nahrungsmenge sein, die pro Tag in den Körper gelangt ist. BesondersWichtig ist, dass Proteine Valin, Isoleucin und andere essentielle Aminosäuren enth alten. In diesem Fall werden die Proteine als vollständig bezeichnet. Sie gelangen über pflanzliche oder pilzh altige Lebensmittel in den menschlichen Körper.
Die essentiellen Proteinmonomere selbst können in Säugetierzellen nicht synthetisiert werden. Wenn wir die Struktur der Moleküle der unentbehrlichen Aminosäuren betrachten, können wir sicherstellen, dass sie verschiedenen Klassen angehören. Valin und Leucin gehören also zur aliphatischen Reihe, Tryptophan gehört zu den aromatischen Aminosäuren und Threonin gehört zu den Hydroxyaminosäuren.
