בין המגוון העצום של החומרים הטבעייםלחומצות אמיניות יש מקום מיוחד. זה מוסבר על ידי חשיבותם יוצאת הדופן הן בביולוגיה והן בכימיה אורגנית. העובדה היא שחומצות אמינו מורכבות ממולקולות חלבון פשוטות ומורכבות, שהן הבסיס לכל צורות החיים בכדור הארץ ללא יוצא מן הכלל. מסיבה זו המדע מקדיש תשומת לב רצינית לחקר סוגיות כגון מבנה חומצות אמינו, תכונותיהן, ייצורן ושימוש בהן. משמעותם של תרכובות אלה היא רבה ברפואה, שם הם משמשים כתרופות טיפוליות. עבור אותם אנשים העוסקים ברצינות בבריאותם ומנהלים אורח חיים פעיל, מונומרים חלבונים הם סוג של מזון (מה שמכונה תזונת הספורט). חלק מהסוגים שלהם משמשים בכימיה של סינתזה אורגנית כמקור לחומרי גלם בייצור סיבים סינטטיים - אננט וניילון. כפי שאנו רואים, חומצות אמינוקרבוקסיליות ממלאות תפקיד חשוב מאוד הן בטבע והן בחיי החברה האנושית, לכן נכיר אותם ביתר פירוט.
תכונות של מבנה חומצות אמינו
תרכובות מעמד זה אמפוטריות.חומרים אורגניים, כלומר מכילים שתי קבוצות פונקציונליות, ולכן הם בעלי תכונות כפולות. בפרט, הרכב המולקולות מכיל רדיקלים פחמימניים המחוברים לקבוצות האמינו NH2 וקבוצות קרבוקסיל COOH.בתגובות כימיות עם חומרים אחרים, חומצות אמינו פועלות כבסיסים, ואז כחומצות. האיזומריות של תרכובות כאלה באה לידי ביטוי בגלל שינוי בתצורה המרחבית של שלד הפחמן או במיקום קבוצת האמינו, והסיווג של חומצות אמינו נקבע על בסיס התכונות המבניות והתכונות של רדיקל הפחמימנים. זה יכול להיות בצורה של שרשרת לא מסועפת או מסועפת, וגם להכיל מבנים מחזוריים.
פעילות אופטית של חומצות אמינוקרבוקסיליות
כל המונומרים הם פוליפפטידים, ויש 20 סוגים כאלה,המיוצג בצמחים, בבעלי חיים ובבני אדם, שייכים לחומצות אמיניות L. רובם מכילים אטום פחמן אסימטרי, שמסובב קרן אור מקוטבת שמאלה במהלך סיבוב. שני מונומרים: איזולוצין ותראונין - יש שני אטומי פחמן כאלה, וחומצה אמינית אצטטית (גליצין) - אין. סיווג חומצות אמינו על ידי פעילות אופטית נמצא בשימוש נרחב בביוכימיה ובביולוגיה מולקולרית בעת לימוד תהליך התרגום בביוסינתזה של חלבון. מעניין לציין כי צורות D של חומצות אמינו אינן חלק משרשראות הפוליפפטיד של חלבונים, אך הן קיימות בקרומי חיידקים ובמוצרים מטבוליים של פטריות-אקטינומיציטים, כלומר, הן למעשה נמצאות באנטיביוטיקה טבעית, למשל, בגרממידין. בביוכימיה ידועים באופן נרחב חומרים בעלי צורת D של מבנה מרחבי, כמו ציטרולין, הומוסרין, אורניטין, הממלאים תפקיד חשוב בתגובות המטבוליזם התאי.
מהם זוויטרונים?
הבה נזכיר שוב כי מונומרים חלבוניים מכילים קבוצות פונקציונליות של אמינים וחומצות קרבוקסיליות. חלקיקים - NH2 ו- COOH מתקשרים זה עם זה בתוכומולקולות, מה שמוביל להופעתו של מלח פנימי, המכונה יון דו קוטבי (zwitterion). מבנה פנימי זה של חומצות אמינו מסביר את יכולתם הגבוהה לקיים אינטראקציה עם ממסים קוטביים, כמו מים. נוכחותם של חלקיקים טעונים בתמיסות גורמת למוליכות החשמלית שלהם.
מהן חומצות אמינו
אם קבוצת האמין ממוקמת במולקולה באטום הפחמן הראשון, שמונה ממיקום הקרבוקסיל, חומצת אמינו זו שייכת למעמד של חומצות א-אמינו. הם תופסים מקום מוביל בסיווג, מכיוון שמונומרים אלה כל מולקולות החלבון הפעילות הביולוגית בנויים, למשל אנזימים, המוגלובין, אקטין, קולגן וכו '. הנפוצה בשימוש נרחב בתרגול נוירולוגי, כתרופת הרגעה לטיפול בצורות דיכאון קלות ונוירסטניה.
שמה הבינלאומי של חומצת אמינו זו הוא α-aminoacetic, יש לה צורת L אופטית והיא חלבוניוגנית, כלומר היא משתתפת בתהליך התרגום והיא חלק ממקרומולקולות חלבון.
תפקידם של חלבונים והמונומרים שלהם בחילוף החומרים
אי אפשר לדמיין נורמליהפעילות החיונית של האורגניזם של יונקים, כולל בני אדם, ללא הורמונים המורכבים ממולקולות חלבון. המבנה הכימי של חומצות האמינו הכלולות בהרכבם מאשר את השתייכותן לצורות ה- α. לדוגמא, טריודוטירונין ותירוקסין מיוצרים על ידי בלוטת התריס. הם מווסתים את חילוף החומרים ומסונתזים בתאיו מחומצת אמינו טירוזין. חלבונים פשוטים ומורכבים מכילים 20 מונומרים בסיסיים ונגזרותיהם. פרותרומבין המווסת את קרישת הדם מכיל חומצה קרבוקסיגלוטמית, מיוזין (חלבון שרירים) מכיל מתיל ליזין, והאנזים פרוקסידאז מכיל סלנוציסטאין.
ערך תזונתי של חלבונים והמונומרים שלהם
בהתחשב במבנה החומצות האמיניות שלהןבסיווג, נתמקד בהדרגתיות על סמך יכולתם או חוסר האפשרות של מונומרים חלבונים להיות מסונתז בתאים. אלנין, פרולין, טירוזין ותרכובות אחרות נוצרות בתגובות של חילוף חומרים פלסטי, וטריפטופן ושבע חומצות אמינו אחרות חייבות להיכנס לגופנו רק עם אוכל.
אחד המדדים לנכון ותזונה מאוזנת היא רמת הצריכה האנושית של מזון חלבון. זה צריך להיות לפחות רבע מכמות המזון הכוללת שנבלעת ביום. חשוב במיוחד כי חלבונים מכילים ואלין, איזולאוצין וחומצות אמינו חיוניות אחרות. במקרה זה חלבונים ייקראו שלמים. הם נכנסים לגוף האדם ממאכלים מהצומח או מאוכלים המכילים פטריות.
מונומרים החלבוניים החיוניים עצמם אינם יכוליםמסונתז בתאי יונקים. אם ניקח בחשבון את מבנה המולקולות של חומצות אמינו, החיוניות, ניתן לראות שהן שייכות למעמדות שונים. לפיכך, ואלין ולוצין שייכים לסדרה האליפטית, טריפטופן לחומצות אמינו ארומטיות, וטרונין לחומצות הידרוקסיאמינו.
