I. Ֆունկցիոնալ խմբերի քանակով

Մոնոամինոմոնո կարբոքսիլաթթուներ

ամենապարզ ներկայացուցիչը.

Մոնոամինոդիկարբոքսիլաթթուներ

Օրինակ՝

Diaminomonocarboxylic թթուներ

Օրինակ՝

II. Ըստ փոխադարձ դիրքորոշումկարբոքսիլ և ամինային խմբեր

- α-ամինաթթուներ

- β-ամինաթթուներ

- γ-ամինաթթուներ

Որոշ α-ամինաթթուների բանաձևեր և անվանումներ, որոնց մնացորդները սպիտակուցների մաս են կազմում

Սպիտակուցները բնական պոլիմերներ են, որոնց մակրոմոլեկուլները կառուցված են մեծ թվով 20 տարբեր α-ամինաթթուների մնացորդներ: Կենսաքիմիայում ամինաթթուների համար սովորաբար օգտագործվում են կարճ, աննշան անուններ և երեք տառային անվանումներ։

Մոնոամինոմոնոկարբոքսիլաթթուներ

	Ամինոէթանոիկ կամ ամինաքացախաթթու կամ գլիցին (գլիկոկոլ)
	2-aminopropanoic կամ α-aminopropionic թթու կամ ալանին
	2-ամինո-3-հիդրօքսիպրոպանիկ կամ α-ամինո-β-հիդրօքսիպրոպիոնաթթու կամ սերին
	2-ամինո-3-մերկապտոպրոպանաթթու, կամ β-մերկապտոալանին կամ ցիստեին
	2-ամինո-3-ֆենիլպրոպանաթթու, կամ β-ֆենիլալանին, կամ ֆենիլալանին
	2-ամինո-3-(4-հիդրօքսիֆենիլ)-պրոպանաթթու, կամ β-(n-հիդրօքսիֆենիլ)-ապանին կամ թիրոզին
	2-amino-3-methylbutanoic թթու, կամ α-aminoisovaleric թթու, կամ վալին

Մոնոամինոդիկարբոքսիլաթթուներ

Diaminomonocarboxylic թթու

Բնական ամինաթթուների դասակարգում

I. Փոխարինելի ամինաթթուներ - կարող են սինթեզվել մարդու մարմնում: Դրանք ներառում են վերը նշվածներից՝ գլիցին, ալանին, սերին, ցիստեին, թիրոզին, ասպարտիկ և գլուտամինաթթուներ:

II. Հիմնական ամինաթթուները չեն կարող սինթեզվել մարդու մարմնում և պետք է մատակարարվեն մարմնին որպես սննդի սպիտակուցների մաս: Ֆենիլալանինը, վալինը, լիզինը էական ամինաթթուների ներկայացուցիչներ են։

Ֆիզիկական հատկություններ

Ամինաթթուների մեծ մասը անգույն է բյուրեղային նյութեր, բարձր լուծելի է ջրում։ Շատ ամինաթթուներ ունեն քաղցր համ: Տարբեր ամինաթթուների հալման կետերը տատանվում են 230-300°C-ի սահմաններում:

Քիմիական հատկություններ

Ամինաթթուները ամֆոտերային միացություններ են, ինչը պայմանավորված է նրանց մոլեկուլներում թթվային (-COOH) և հիմնային (-NH 2) բնույթի ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությամբ։

1. Փոխազդեցություն հիմքերի հետ

2. Փոխազդեցություն թթուների հետ

3. Ներքին աղերի առաջացում (երկբևեռ իոններ)

Ջրային լուծույթներում ամինաթթուները գոյություն ունեն մոլեկուլների և երկբևեռ իոնների հավասարակշռված խառնուրդների տեսքով, որոնք թթվային միջավայրանցնել կատիոնային ձևի, և ներս ալկալային միջավայր- անիոնային ձևով:

ա) Մոնոամինոմոնոկարբոքսիլաթթուներ

Երբ ձևավորվում են մոնամինոմոնոկարբոքսիլաթթուների ներքին աղեր, միջավայրի բնույթը չի փոխվում։ Հետեւաբար, այս ամինաթթուները կոչվում են չեզոք: Նման թթուների ներքին աղերի ընդհանուր լիցքը զրո է։

Երբ թթու (H+) ավելացվում է, կարբոքսիլատ իոնը պրոտոնացվում է, թողնելով միայն դրական լիցք -NH խմբի վրա:

բ) Մոնոամինոդիկարբոքսիլաթթուներ

Երբ ձևավորվում են մոնամինոդիկարբոքսիլաթթուների ներքին աղեր, առաջանում է ջրածնի իոնների ավելցուկ, հետևաբար այդ թթուների ջրային լուծույթներն ունեն pH:

գ) դիամինոմոնոկարբոքսիլաթթուներ

Երբ ձևավորվում են դիամինոմոնոկարբոքսիլաթթուների ներքին աղեր, առաջանում է հիդրօքսիդի իոնների ավելցուկ, ուստի դրանց ջրային լուծույթներն ունեն pH > 7: Նման ամինաթթուները կոչվում են հիմնային: Հիմնական ամինաթթուների ներքին աղերի ընդհանուր լիցքը դրական է։

4. Պեպտիդների առաջացում

Երբ մեկ ամինաթթվի մոլեկուլի կարբոքսիլ խումբը փոխազդում է մեկ այլ ամինաթթվի մոլեկուլի ամինո խմբի հետ, ձևավորվում են դիպեպտիդներ.

Երբ երկու տարբեր ամինաթթուներ փոխազդում են, ձևավորվում է չորս դիպեպտիդների խառնուրդ. Օրինակ՝

Դիպեպտիդը, ավելացնելով մեկ այլ ամինաթթվի մոլեկուլ, կարող է ձևավորել տրիպեպտիդ: Նմանապես, տետրապեպտիդ կարելի է ձեռք բերել եռապեպտիդից և այլն:

5. Ածանցյալների առաջացում կարբոքսիլ խմբում

Կարբոքսիլաթթուների նման, ամինաթթուները կարող են ձևավորել էսթերներ, թթու քլորիդներ և այլն: Օրինակ.

6. ε-ամինոկապրոաթթվի պոլիկոնդենսացիա

Ստանալու մեթոդները

1. α-halocarboxylic թթուների ամմոնոլիզ

2. Սպիտակուցի հիդրոլիզ

Ամինաթթուներ – սրանք օրգանական թթուների ածանցյալներ են, որոնք պարունակում են մեկ կամ մի քանի ամինո խմբեր (NH 2) ռադիկալում:

Ըստ ռացիոնալ անվանացանկի՝ նրանց անուններն ունեն «amino» նախածանցը և հունական այբուբենի տառերը (α-, β-, γ- և այլն), ինչը ցույց է տալիս ամինախմբի դիրքը կարբոքսիլ խմբի նկատմամբ։

4-aminobutane

(γ-aminobutyric)

Սպիտակուցները պարունակում են α-ամինաթթուներ, որոնց տրված են չնչին անուններ։

Ամինաթթուները բաժանվում են միամինոկարբոքսիլային, դիամինոկարբոքսիլային, ամինոդիկարբոքսիլային, անուշաբույր և հետերոցիկլային. diaminocaproic թթու); COOH–CH 2 –CHNH 2 –COOH ասպարտիկ թթու (α-ամինոսուկինաթթու); C 6 H 5 –CH 2 –CHNH 2 –COOH ֆենիլալանին (α-amino-β-ֆենիլպրոպիոնաթթու);

(պիրոլիդին-α-կարբոքսիլաթթու):

Բոլոր α-ամինաթթուները, որոնք հաճախ հանդիպում են կենդանի օրգանիզմներում, ունեն չնչին անուններ, որոնք սովորաբար օգտագործվում են գրականության մեջ։

Ամինաթթուների հատկությունները.Ամինաթթուները բյուրեղային նյութեր են, սովորաբար քաղցր համով, հեշտությամբ լուծվող ջրում։

Կախված ամինաթթվի ամինաթթվի ամինաթթվի ամինաթթվի կամ կարբոքսիլային ֆունկցիոնալ խմբերի քանակից, այն կարող է ունենալ հիմնային (լիզին) կամ թթվային (ասպարաթթու) հատկություններ։

Ամինո խումբը և կարբոքսիլ խումբը կարող են ձևավորել երկբևեռ իոն կամ ներքին աղ.

NH 2 –CH 2 –COOH →NH 3 + –CH 2 –COO – .

–NH 2 և –COOH խմբերի առկայությունը ամինաթթուներում որոշում է դրանց ամֆոտերական հատկությունները (դրանք փոխազդում են և՛ հիմքերի, և՛ թթուների հետ):

H 2 N–CH 2 –COOH +NaOH→H 2 N–CH 2 –COONa+ H 2 O

նատրիումի գլիկինի աղ

H 2 N–CH 2 –COOH +HCl→Cl –

գլիցին հիդրոքլորիդ աղ

Ամինաթթուները սպիրտների հետ կազմում են եթերներ։

H 2 N–CH 2 –COOH + NOCH 3 NH 2 –CH 2 –COOCH 3 + H 2 O

գլիցին մեթիլ էսթեր

Բնորոշ է ներհամալիր պղնձի աղերի առաջացումը. ռեակցիան կարող է օգտագործվել ամինաթթուների մեկուսացման համար:

պղնձի գլիցինի աղ

Տաքացնելիս α-ամինաթթուները վերածվում են 1,4-դիկետոպիպերազինների։

β - Ամինաթթուները տաքացնելիս հեշտությամբ կորցնում են ամոնիակը` առաջացնելով չհագեցած թթուներ:

ակրիլաթթու

γ, δ, ε-Ամինաթթուները տաքացնելիս վերածվում են ցիկլային ամիդների՝ լակտամների։

ε-aminocaproic թթու կապրոլակտամ

Այս ապրանքի հիմնական մասը օգտագործվում է պոլիամիդ մանրաթել-նեյլոն արտադրելու համար:

α-դիրքում գտնվող ամինո խումբ պարունակող ամինաթթուները ենթարկվում են ջրազրկման ռեակցիայի՝ առաջացնելով պոլիպեպտիդներ։

գլիցին ալանին ցիստեին

Պոլիպեպտիդի անվանումը կազմված է թթվային ռադիկալների անուններից և թթվի լրիվ անվանումից, որում պահվում է կարբոքսիլ խումբը։

Ստանալու մեթոդները.Ամինաթթուները կարելի է ստանալ սպիտակուցների հիդրոլիզով կամ հալոգենացված թթուներից՝ ամոնիակի ազդեցության տակ.

α-bromopropionic թթու ալանին

α-ամինաթթուները սննդի սպիտակուցային բաղադրիչի մի մասն են և բաժանվում են փոխարինելի և անփոխարինելի:

Ոչ էական ամինաթթուները կարող են սինթեզվել մարդու կամ կենդանիների մարմնի կողմից: Կենդանի օրգանիզմում հիմնական ամինաթթուները (մեթիոնին, վալին, լեյցին, ֆենիլալանին, իզոլեյցին, տրիպտոֆան, լիզին, թրեոնին) չեն ձևավորվում և նրա բնականոն գործունեության համար պետք է ապահովված լինեն սննդով: Օրինակ, լիզինի պակասը ազդում է արյունաստեղծ ֆունկցիայի և ոսկրերի կալցիֆիկացման վրա; մեթիոնինը ունի հակասկլերոտիկ ազդեցություն. տրիպտոֆանը կարևոր է աճի գործընթացի և նյութափոխանակության համար:

α-ամինաթթուների բնական աղբյուրը սպիտակուցային նյութերն են (հիդրոլիզի ժամանակ)։

Ամինաթթուները բույսերի, միկրոօրգանիզմների, կենդանիների և մարդկանց մի մասն են և հսկայական դեր են խաղում օրգանիզմների կենսագործունեության մեջ:

Սկյուռիկներ – դրանք բնական բարձր մոլեկուլային ազոտ պարունակող օրգանական միացություններ են, որոնց մոլեկուլները կառուցված են α-ամինաթթուներից՝ կապված պեպտիդային կապերով, այսինքն՝ սպիտակուցները պոլիպեպտիդներ են։

մնացորդի մնացորդի մնացորդը

ալանին սերին ցիստեին

Սպիտակուցները լայնորեն տարածված են բնության մեջ, հատկապես կենդանիների և մարդկանց մեջ: Մեծ քանակությամբՍպիտակուցները հայտնաբերված են ոսկորներում, աճառներում, մկաններում և նյարդային հյուսվածքներում։ Սպիտակուցները կազմում են մազերը, բուրդը, փետուրները, ձկան թեփուկները, սմբակները, եղջյուրները և այլն: Սպիտակուցները հայտնաբերված են թռչնի ձվերում և կազմում են կաթի, արյան և այլն: Ֆերմենտները, հորմոնները և վիրուսները նույնպես սպիտակուցային բնույթ ունեն:

Սպիտակուցների կառուցվածքը.Բոլոր սպիտակուցները պարունակում են ածխածին, ջրածին, թթվածին, ազոտ (հազվադեպ՝ S, P, Fe):

Սպիտակուցների մոլեկուլային զանգվածը չափազանց մեծ է՝ 5000-ից մինչև միլիոնավոր:

Այն հաջորդականությունը, որով կապված են շղթայում α-ամինաթթուների մնացորդները, կոչվում է առաջնային կառուցվածքըսկյուռիկ. Այն խիստ եզակի է յուրաքանչյուր տեսակի սպիտակուցի համար։

Պոլիպեպտիդային շղթան սովորաբար պարույրի ձև ունի։ Պոլիպեպտիդային շղթայի՝ պարույրի մեջ պտտվելու միտումը որոշվում է սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքով, սակայն դրա ուժը որոշվում է խմբերի միջև ջրածնային կապերի ձևավորմամբ։
և –NH– պարույրի հարակից պտույտների:

Օրինակ՝

Սպիտակուցի մոլեկուլների պոլիպեպտիդային շղթաները պարույրի մեջ ոլորելու առանձնահատկությունը կոչվում է. երկրորդական կառուցվածքըսպիտակուցներ.

Պարույրի պտույտները կարող են այս կամ այն ​​կերպ ծալվել կամ թեքվել դիսուլֆիդային կամուրջների առկայության պատճառով, որոնք մոտակայքում են պահում որոշակի պտույտներ ջրածնային կապեր. Պարույրի հատվածների այս ծալման արդյունքում ստեղծվում է գնդակի տեսք։ Սպիտակուցի կառուցվածքի այս ձևը կոչվում է երրորդական կառուցվածքը.

Որոշ սպիտակուցների մոլեկուլներում առաջանում են մի քանի այդպիսի «գնդիկներ» (գլոբուլներ), որոնց արդյունքում. առաջանում է չորրորդական կառուցվածք։Այն կապերը, որոնք միացնում են սպիտակուցային ենթամիավորները չորրորդական կառուցվածք ունեցող մոլեկուլին, կովալենտ չեն, այլ ավելի թույլ կապեր, ինչպիսիք են ջրածինը (ինչպես հեմոգլոբինի մոլեկուլում), իոնային կամ այսպես կոչված հիդրոֆոբ փոխազդեցությունները։ Չորրորդական կառուցվածք ունեցող սպիտակուցները, ենթամիավորները միացնող կապերի փխրունության պատճառով, ունեն ենթամիավորների հետադարձելիորեն տարանջատվելու հատկություն։ Այս դեպքում սպիտակուցների ֆերմենտային ակտիվությունը կարող է անհետանալ։

Սպիտակուցների դասակարգում.Սպիտակուցները բաժանվում են երկու հիմնական խմբի՝ սպիտակուցներ (պարզ սպիտակուցներ) և պրոտեիդներ (բարդ սպիտակուցներ)։ Սպիտակուցները բաղկացած են միայն ամինաթթուներից և հիդրոլիզից հետո այլ արտադրանք չեն առաջացնում: Սպիտակուցները բաղկացած են սպիտակուցային մասից՝ կառուցված α-ամինաթթուներից և ոչ սպիտակուցային մասից (պրոթեզային խումբ)։ Հիդրոլիզի ժամանակ այդ սպիտակուցները, բացի α-ամինաթթուներից, մատակարարում են նաև այլ նյութեր՝ ածխաջրեր, ֆոսֆորաթթու, հետերոցիկլիկ միացություններ, ներկանյութեր և այլն։

Դեպի սպիտակուցներ վերաբերում է մի շարք պարզ սպիտակուցների, որոնք ունեն տարբեր լուծելիություն տարբեր լուծիչներում:

Ալբոմին -սպիտակուցները, որոնք լուծելի են ջրի մեջ, նստվածք չեն ստանում նատրիումի քլորիդի հագեցած լուծույթով, այլ նստում են ամոնիումի սուլֆատի հագեցած լուծույթով և մակարդվում են տաքացնելիս: Ներկայացուցիչներ՝ ձվի, կաթի, արյան շիճուկի ալբումիններ, ֆերմենտների և բույսերի սերմերի սպիտակուցներ։

Գլոբուլիններ -սպիտակուցներ, որոնք չեն լուծվում ջրի մեջ, բայց լուծելի են նոսր աղի լուծույթներում. կոագուլացնել, երբ տաքանում է: Նրանք ունեն ավելի բարձր մոլեկուլային քաշ, քան ալբումինը: Ներկայացուցիչներ՝ կաթի, ձվի, արյան, մկանային սպիտակուցի (միոզինի), բույսերի սերմերի գլոբուլիններ։

Պրոլամիններ -սպիտակուցներ՝ լուծելի 70–80% սպիրտի մեջ, չլուծվող ջրում և անջուր սպիրտում։ Եռալիս չեն կաթնաշոռում։ Ներկայացուցիչներ՝ հացահատիկային սպիտակուցներ (գլիադինը՝ ցորենի մեջ, զեյնը՝ եգիպտացորենի մեջ)։

Գլուտելիններ –բուսական սպիտակուցներ, չլուծվող աղի չեզոք լուծույթներում և ներս էթիլային սպիրտ; լուծվում են միայն նոսր (0,2%) ալկալային լուծույթներում։ Պարունակվում է հիմնականում հացահատիկի սերմերում։ Որոշ հատիկներում պարունակվող գլուտելինները կոչվում են գլյուտենիններ (գլյուտեն բառից):

Հիստոններ -հիմնական բնույթի սպիտակուցներ, քանի որ դրանք պարունակում են զգալի քանակությամբ դիամինաթթուներ, որոնք լուծելի են ջրում և նոսր թթուներում, բայց անլուծելի են նոսր ալկալիներում: Սովորաբար ներկայացնում են բարդ սպիտակուցների սպիտակուցային մասերը: Ներկայացուցիչներ `գլոբինը սպիտակուց է, որը հեմոգլոբինի մի մասն է:

Պրոտամիններ -ցածր մոլեկուլային քաշով բնական սպիտակուցներից ամենապարզը. Դրանք հիմնականում կազմված են դիամինաթթուներից և ամուր հիմքեր են։ Լավ լուծելի է ջրի, նոսր թթուների և ալկալիների մեջ: Ջեռուցման ժամանակ մի կոագուլյացիա արեք։ Պրոտամինների ներկայացուցիչներ հայտնաբերված են ձկան սպերմատոզոիդներում, որպես բարդ սպիտակուցների մաս՝ նուկլեոպրոտեիններ։

Ալբումինոիդներ(սկլերոպրոտեիններ) սպիտակուցներ են, որոնք իրենց հատկություններով կտրուկ տարբերվում են մյուս սպիտակուցներից։ Դրանք լուծվում են միայն խտացված թթուներով և ալկալիներով երկարատև մշակմամբ՝ մոլեկուլների պառակտմամբ։ Կենդանական օրգանիզմներում նրանք կատարում են օժանդակ և ծածկող գործառույթներ, բայց բույսերում չեն հանդիպում։ Սկլերոպրոտեինների ներկայացուցիչներն են՝ ֆիբրոին - մետաքսի սպիտակուց; կերատին - մազի սպիտակուց, բուրդ, եղջյուրավոր նյութ, մաշկի էպիդերմիս; էլաստինը սպիտակուց է արյան անոթների և ջլերի պատերում; Կոլագենը մաշկի, ոսկորների, աճառի և շարակցական հյուսվածքի սպիտակուցային նյութ է:

Սպիտակուցներ – բարդ սպիտակուցներ՝ բաժանված ենթախմբերի՝ կախված պրոթեզային (ոչ սպիտակուցային) մասի բնույթից։

Ֆոսֆոպրոտեիններ -սպիտակուցներ, որոնք պարունակում են ֆոսֆորաթթվի մնացորդ՝ որպես պրոթեզային խումբ: Ներկայացուցիչներ՝ կազեին - կաթի սպիտակուց, վիտելին - սպիտակուց, որը հավի ձվի դեղնուցի մասն է:

Նուկլեոպրոտեիններ -սպիտակուցներ, որոնց հետ կապված է հենց սպիտակուցային մասը նուկլեինաթթուներ, իսկ վերջիններս հիդրոլիզի ժամանակ առաջացնում են ֆոսֆորաթթու, հետերոցիկլիկ միացություններ և ածխաջրեր։ Նուկլեոպրոտեինները բույսերի և կենդանական բջիջների միջուկների մի մասն են։

Քրոմոպրոտեիններ -նյութեր, որոնցում սպիտակուցային մասը միացված է ներկանյութի հետ. Ներկայացուցիչ՝ արյան մեջ հեմոգլոբինը քայքայվում է՝ առաջացնելով սպիտակուցի գլոբին և գունանյութ՝ հեմ։

Գլյուկոպրոտեիններ -սպիտակուցներ, որոնցում սպիտակուցային մասը համակցված է ածխաջրերի հետ: Ներկայացուցիչ՝ մուկին, որը թքի մաս է։

Լիպոպրոտեիններ -սպիտակուցների միացումներ լիպիդների հետ; վերջիններս ներառում են ճարպեր, ֆոսֆատիդներ և այլն։ Լիպոպրոտեինները հայտնաբերվում են բջիջների պրոտոպլազմայում, արյան շիճուկում և ձվի դեղնուցում։

Սպիտակուցային նյութերը դասակարգվում են նաև ըստ իրենց մոլեկուլների ձևի՝ բաժանված երկու խմբի.

ա) մանրաթելային (թելքավոր) սպիտակուցներ, որոնց մոլեկուլներն ունեն թելիկաձև ձև. դրանք ներառում են մետաքսի ֆիբրոին, բրդի կերատին, մկանային միոզին;

բ) գնդաձև սպիտակուցներ, որոնց մոլեկուլներն ունեն կլոր ձև. դրանք ներառում են ալբումիններ, գլոբուլիններ և մի շարք բարդ սպիտակուցներ:

Սպիտակուցների սննդային արժեքը որոշվում է դրանցում պարունակվող ամինաթթուների որակական և քանակական բաղադրությամբ։ Կան ամբողջական և թերի սպիտակուցներ։

Ամբողջական սպիտակուցները պարունակում են բոլոր էական ամինաթթուները (կաթնային կազեին, ձվի ալբումին, մսի պրոտեին):

Անավարտ սպիտակուցներ են համարվում այն ​​սպիտակուցները, որոնք չեն պարունակում էական ամինաթթուներից գոնե մեկը (եգիպտացորենի զեյն, ժելատին):

Սպիտակուցների հատկությունները.Սպիտակուցային նյութերը տարբեր են իրենց ագրեգացման վիճակում: Հաճախ դրանք պինդ ամորֆ նյութեր են, որոնք նման են սպիտակ փոշիների: Բրդի սպիտակուցները (կերատին) և մետաքսը (ֆիբրոինը) ամուր մանրաթելեր են։ Որոշ սպիտակուցներ ստացվում են բյուրեղային վիճակում (արյան հեմոգլոբին), շատերն ունեն մածուցիկ հեղուկի կամ դոնդողի խտություն։

Բոլոր սպիտակուցները անլուծելի են անջուր ալկոհոլի և այլ օրգանական լուծիչների մեջ: Շատ սպիտակուցներ լուծվում են ջրի և նոսր աղի լուծույթներում, բայց ձևավորում են կոլոիդային լուծույթներ, այլ ոչ թե իրական: Կան սպիտակուցներ, որոնք լիովին անլուծելի են ջրում։

Բնական սպիտակուցների լուծույթները օպտիկապես ակտիվ են (հիմնականում ունեն ձախ պտույտ)։

Սպիտակուցները, ինչպես ամինաթթուները, ամֆոտեր են և աղեր են կազմում ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հետ.

H 3 N + –R–COO – + H + + Cl – NH 3 + –R–COOH + Сl – ;

H 3 N + –R–COO – + Na + + OH – NH 2 –R–COO – + Na + + H 2 O:

Թթուների առկայության դեպքում սպիտակուցի մոլեկուլները կրում են դրական լիցք, իսկ էլեկտրոլիզի ընթացքում ալկալիների առկայության դեպքում սպիտակուցի մոլեկուլները կրում են բացասական լիցք և շարժվում դեպի անոդ։ Որոշակի pH արժեքի դեպքում լուծույթը կպարունակի նվազագույն քանակությամբ սպիտակուցային կատիոններ և անիոններ. այս պայմաններում էլեկտրոֆորեզի ժամանակ սպիտակուցի մոլեկուլների շարժումը տեղի չի ունենում: Այն լուծույթի pH արժեքը, որի դեպքում սպիտակուցի լուծույթը պարունակում է նվազագույն քանակությամբ կատիոններ և անիոններ, կոչվում է իզոէլեկտրական կետ.Տարբեր սպիտակուցների համար իզոէլեկտրական կետի արժեքը նույնը չէ: Օրինակ, ձվի սպիտակուցի (ալբումինի) համար իզոէլեկտրական կետը pH = 4,8 է, ցորենի սպիտակուցի (գլիադին) համար՝ pH = 9,8:

Բոլոր սպիտակուցներն ունեն որոշ ընդհանուր հատկություններ՝ լուծույթների տեղումների ռեակցիաներ և գունային ռեակցիաներ:

Սպիտակուցների նստեցում լուծույթներից:Երբ ավելացվում է ջրային լուծույթներհանքային աղերի խտացված լուծույթներից ստացված սպիտակուցները (օրինակ՝ (NH 4) 2 SO 4), սպիտակուցները նստվածք են ունենում սպիտակուցների վրա։ Այս բոլոր դեպքերում սպիտակուցները չեն փոխում իրենց հատկությունները և ջրով նոսրանալիս նորից մտնում են լուծույթ։ Այս գործընթացը կոչվում է աղի դուրս հանելը.

Տաքացման ժամանակ շատ սպիտակուցներ մակարդվում են (օրինակ՝ ձվի սպիտակուցը), ինչպես նաև նստում են լուծույթներից, բայց կորցնում են ջրի մեջ լուծվելու ունակությունը։ Այս դեպքում սպիտակուցների հատկությունների զգալի փոփոխություն է տեղի ունենում։ Սպիտակուցների անդառնալի տեղումների այս գործընթացը կոչվում է denaturation.Դենատուրացիա կարող է առաջանալ ծանր մետաղների աղերով (CuSO 4, Pb(CH 3 COO) 2, HgCl և այլն), խտացված թթուներով (HNO 3, H 2 SO 4, CH 3 COOH, պիկրիկ, քլորաքացախ), կաուստիկ ալկալիներ ( KOH, NaOH), ֆենոլ, ֆորմալին, տանին և այլն:

Սպիտակուցների դենատուրացիան պայմանավորված է նաև տարբեր տեսակի ճառագայթմամբ (ուլտրամանուշակագույն, ռադիոակտիվ և այլն): Դենատուրացիայի ժամանակ քայքայվում են չորրորդական, երրորդային և երկրորդային կառույցները. առաջնային կառուցվածքը սովորաբար պահպանվում է, այսինքն՝ պեպտիդային կապերի քայքայումը տեղի չի ունենում։ Սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքը քայքայվում է սպիտակուցի հիդրոլիզի ժամանակ, որը տեղի է ունենում սպիտակուցային մթերքների մարսման ժամանակ։ Ստամոքս-աղիքային տրակտում, ֆերմենտների ազդեցության ներքո, սննդի սպիտակուցները մի շարք միջանկյալ արտադրանքների միջոցով քայքայվում են ամինաթթուների: Ստացված ամինաթթուների համակցությունից մարմինը ստեղծում է իրեն անհրաժեշտ սպիտակուցները։ Չօգտագործված սպիտակուցի մնացորդները տրոհվում են ավելի պարզ միացությունների և արտազատվում օրգանիզմից։

Սպիտակուցների գունային ռեակցիաները.

1. Բիուրետի ռեակցիա.

Ալկալային միջավայրում պղնձի աղերի (CuSO 4) հետ փոխազդեցության ժամանակ բոլոր սպիտակուցները տալիս են մանուշակագույն գույն: Այս արձագանքը որակական է պեպտիդային կապերև հաստատում է դրանց առկայությունը սպիտակուցներում և պոլիպեպտիդներում: Տարբեր պոլիպեպտիդների համար գույնը, որը հայտնվում է պղնձի աղերի հետ փոխազդեցության ժամանակ, նույնը չէ. դիպեպտիդները տալիս են կապույտ գույն, եռապեպտիդները՝ մանուշակագույն, իսկ ավելի բարդ պոլիպեպտիդները՝ կարմիր:

2. Xantoprotein ռեակցիա.

Երբ սպիտակուցային լուծույթները տաքացնում են խտացված ազոտաթթվով (HNO 3), դրանք դեղնում են։ Ռեակցիան բացատրվում է անուշաբույր ածխաջրածնային ռադիկալներ պարունակող ամինաթթուների սպիտակուցների առկայությամբ (C 6 H 5 –), որոնք, երբ փոխազդում են ազոտական ​​թթուձևավորել նիտրո միացություններ, գունավոր դեղին:

3. Ցիստինային ռեակցիա (սուլֆիդրիլ):

Եթե ​​սպիտակուցային լուծույթը եռացնում եք նատրիումի հիդրօքսիդի ավելցուկով և ավելացնում եք կապարի ացետատի Pb(CH 3 COO) 2 լուծույթի մի քանի կաթիլ, հայտնվում է դարչնագույն-սև գույն կամ նստվածք:

Սպիտակուց + NaOH Na 2 S+ այլ նյութեր.

Na 2 S + Pb (CH 3 COO) 2 → PbS↓ + 2CH 3 COONa:

Ռեակցիան հաստատում է սպիտակուցներում թույլ կապված ծծմբի առկայությունը։

Կան մի շարք այլ որակական ռեակցիաներ սպիտակուցի նկատմամբ.

Սպիտակուցների նշանակությունը և օգտագործումը.Սպիտակուցները սննդամթերքի ամենակարևոր բաղադրիչն են: Մարդու սննդակարգում առկա սպիտակուցների ավելի քան 50%-ը պետք է կազմեն կենդանական սպիտակուցներ: Չափահաս մարդուն օրական անհրաժեշտ է 80–100 գ սպիտակուց, իսկ ծանր ֆիզիկական ակտիվությամբ՝ 120 գ և ավելի։

Սպիտակուցային նյութերը լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերական ապրանքների (կաշի, բուրդ, մորթի, մետաքս) արտադրության մեջ, սոսինձի, ժելատինի, պլաստմասսաների (գալալիտ), արհեստական ​​բրդի, ֆոտոարդյունաբերության մեջ լուսազգայուն էմուլսիաների պատրաստման համար և այլն։

Շատերը դեղերունեն սպիտակուցային բնույթ (ինսուլին, պանկրեատին և այլն): Առանձնահատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել կենսաբանական կատալիզատորներին՝ ֆերմենտներին, որոնք նույնպես սպիտակուցային նյութեր են։ Հաճախ առկա են միայն փոքր քանակությամբ, դրանք նպաստում են հսկայական քանակությամբ տարբեր նյութերի արագ քիմիական փոխակերպմանը շատ մեղմ պայմաններում (ցածր ջերմաստիճան և այլն):

Վիրուսներն ու բակտերիաները նույնպես ունեն սպիտակուցային բնույթ։ Հետևաբար, սննդամթերքը պահպանելիս և տարբեր հիվանդություններ բուժելիս օգտագործվում են սպիտակուցային նյութերը (սալիցիլաթթու, ասպիրին, սալոլ, դաբաղ, տարբեր պոլիֆենոլներ, քացախաթթու և այլն) դենացնող դեղամիջոցներ։

Սպիտակուցները կենդանիների, բույսերի և միկրոօրգանիզմների կյանքի համար բացարձակապես անհրաժեշտ նյութեր են։ Կյանքն ինքնին սպիտակուցային նյութերի բարդ փոխակերպումների գործընթաց է։

Գլիցին (ամինոքացախաթթու, գլիկոկոլ, Gly, G)

H2NCH2COOH

Մոլեկուլային քաշը 75,07; անգույն բյուրեղներ; t հալվելը 232-236 ° C (տարրալուծմամբ); շատ լուծելի է ջրում, անլուծելի է օրգանական լուծիչների մեծ մասում: 25°C-ում p Կ ա 2.34 (COOH) և 9.6 (NH 2); r Ի 5,97.

Քիմիական հատկությունների առումով գլիցինը տիպիկ ալիֆատիկ α-ամինաթթու է։ Քանակական որոշումը հիմնված է ո-ֆտալալդեհիդով գունավոր արտադրանքների առաջացման վրա (Զիմերմանի ռեակցիա): Այն ավելի հաճախ է հայտնաբերվում սպիտակուցներում, քան մյուս ամինաթթուները: Ծառայում է որպես պրեկուրսոր պորֆիրին միացությունների և պուրինային հիմքերի կենսասինթեզում։ Գլիցինը կոդավորված ամինաթթու է, ոչ էական; նրա կենսասինթեզն իրականացվում է գլիօքսիլաթթվի տրանսամինացիայով, սերինի և թրեոնինի ֆերմենտային տրոհմամբ։ Լիցինը սինթեզվում է քլորաքացախաթթվից և NH 3-ից: NMR սպեկտրում D 2 O-ում CH 2 խմբի պրոտոնների քիմիական տեղաշարժը կազմում է 3,55 ppm: Գլիկինի (CH 3) 3 + NCH 2 COO ներքին աղը կոչվում է բետաին:

Գլիցինը օգտագործվում է պեպտիդների սինթեզի համար՝ որպես բուֆերային լուծույթների բաղադրիչ, այլ ամինաթթուների հետ խառնուրդում՝ պարենտերալ սնուցման համար։

Այս նյութը պարունակող նմուշների քրոմատոգրամներ

Ամինաթթուները օրգանական ամֆոտերային միացություններ են: Նրանք պարունակում են մոլեկուլում հակադիր բնույթի երկու ֆունկցիոնալ խումբ՝ հիմնական հատկություններով ամինախումբ և թթվային հատկություններով կարբոքսիլ խումբ։ Ամինաթթուները փոխազդում են ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հետ.

H 2 N -CH 2 -COOH + HCl → Cl [H 3 N-CH 2 -COOH],

H 2 N -CH 2 -COOH + NaOH → H 2 N-CH 2 -COONa + H 2 O:

Երբ ամինաթթուները լուծվում են ջրի մեջ, կարբոքսիլ խումբը հեռացնում է ջրածնի իոնը, որը կարող է միանալ ամինո խմբին: Այս դեպքում ձևավորվում է ներքին աղ, որի մոլեկուլը երկբևեռ իոն է.

H 2 N-CH 2 -COOH + H 3 N -CH 2 -COO - .

Ամինաթթուների թթու-բազային փոխակերպումները տարբեր միջավայրերկարելի է ներկայացնել հետևյալ ընդհանուր գծապատկերով.

Ամինաթթուների ջրային լուծույթներն ունեն չեզոք, ալկալային կամ թթվային միջավայր՝ կախված ֆունկցիոնալ խմբերի քանակից։ Այսպիսով, գլուտամինաթթուն ձևավորում է թթվային լուծույթ (երկու -COOH խմբեր, մեկ - NH 2), լիզինը ձևավորում է ալկալային լուծույթ (մեկ -COOH խումբ, երկու - NH 2):

Ինչպես առաջնային ամինները, ամինաթթուները փոխազդում են ազոտային թթվի հետ, ընդ որում ամինո խումբը վերածվում է հիդրոքսո խմբի, իսկ ամինաթթունը՝ հիդրօքսի թթվի.

H 2 N-CH(R)-COOH + HNO 2 → HO-CH(R)-COOH + N 2 + H 2 O

Ազատված ազոտի ծավալի չափումը թույլ է տալիս որոշել ամինաթթվի քանակը ( Վան Սլայկի մեթոդ).

Ամինաթթուները կարող են արձագանքել սպիրտների հետ ջրածնի քլորիդ գազի առկայության դեպքում՝ վերածվելով էսթեր(ավելի ճիշտ՝ եթերի հիդրոքլորիդ աղի մեջ).

H 2 N-CH(R)-COOH + R’OH H 2 N-CH(R)-COOR’ + H 2 O:

Ամինաթթուների էսթերները երկբևեռ կառուցվածք չունեն և ցնդող միացություններ են։

Ամինաթթուների ամենակարևոր հատկությունը խտանալու և պեպտիդների առաջացման կարողությունն է:

Որակական ռեակցիաներ.

1) Բոլոր ամինաթթուները օքսիդացված են նինհիդրինով

ներկված արտադրանքի ձևավորմամբ կապույտ-մանուշակագույն գույն. Իմինո թթու պրոլինը դեղին գույն է տալիս նինհիդրինով։ Այս ռեակցիան կարող է օգտագործվել սպեկտրոֆոտոմետրիայի միջոցով ամինաթթուների քանակական գնահատման համար:

2) Երբ անուշաբույր ամինաթթուները տաքացվում են խտացված ազոտաթթուով, բենզոլային օղակի նիտրացումը տեղի է ունենում և միացությունները գունավորվում են. դեղին. Այս ռեակցիան կոչվում է քսանտոպրոտեին(հունարեն xanthos - դեղին):

Սպիտակուցները բավականին մեծ մոլեկուլային քաշի պոլիպեպտիդներ են, որոնք ունեն որոշակի տարածական կառուցվածք, որը կախված է սպիտակուցային շղթայում ներառված ամինաթթուների հաջորդականությունից։ Այս կառուցվածքը կարող է լինել կոմպակտ (գլոբուլային սպիտակուցներ) կամ երկարաձգված (ֆիբրիլային սպիտակուցներ): Բոլոր ֆերմենտները գնդաձև սպիտակուցներ են, մանրաթելային սպիտակուցները ներառում են կոլագեն, կերատինը` մաշկի և մազերի սպիտակուցներ, շատ ամուր և բարձր ընդարձակելի:
Ըստ իրենց բաղադրության՝ սպիտակուցները բաժանվում են պարզերի՝ բաղկացած միայն ամինաթթուներից, և բարդ սպիտակուցների՝ կոմպլեքսների կամ կովալենտ միացություններպոլիպեպտիդներ այլ դասերի մոլեկուլներով.

նուկլեինաթթուներ - նուկլեոպրոտեիններ;
պոլիսախարիդներ - գլիկոպրոտեիններ;
լիպիդներ - լիպոպրոտեիններ;
պիգմենտներ - քրոմպրոտեիններ;
ֆոսֆորաթթվի մնացորդներ - ֆոսֆոպրոտեիններ.

Բարդ սպիտակուցի սպիտակուցային մասը կոչվում է apobelcomոչ սպիտակուցային – պրոթեզավորման խումբ. Գրեթե բոլոր պարզ և բարդ գնդաձև սպիտակուցները ֆերմենտներ են՝ կենդանի օրգանիզմների կենսաքիմիական ռեակցիաների կենսաբանական կատալիզատորներ։

Առաջադրանքներ

Առաջադրանք 1.Ինչ ծավալով գազ (նորմալ պայմաններում) կբացվի ռեակցիայի ժամանակ ազոտային թթու 0,001 մոլ ամինաթթու՝ ա) լեյցին; բ) լիզին; գ) պրոլին.

Լուծում

Գրենք թվարկված ամինաթթուների ազոտաթթվի հետ ռեակցիաների հավասարումները։

Լեյցինի և լիզինի դեպքում դեամինացումը տեղի է ունենում ըստ Վան Սլայկի, իսկ լիզինի համար՝ մոլեկուլում պարունակվող երկու ամինո խմբերում։ Պրոլինը չունի առաջնային ամինո խումբ, ուստի գործընթացը դադարում է N-նիտրոզացման փուլում։ Ռեակցիայում (a) լեյցինի n(Leu) մոլերի թիվը հավասար է ազատված n(N2) ազոտի մոլերի թվին, ուստի ազատվում է 0,001 մոլ կամ 22,4 մլ ազոտ։ Ռեակցիայի մեջ (բ)

2n(N 2) գազի կրկնակի քանակություն է ձևավորվում n(lys-ի համեմատ), քանի որ սկզբնական ամինաթթունն ունի երկու առաջնային ամինային խումբ. արձակված ազոտի ծավալը կկազմի 44,8 մլ։ Ռեակցիայում (c) ազոտը չի արտազատվում. պրոլինը 20 էական ամինաթթուներից միակն է, որն ունի երկրորդային ազոտի ատոմ a դիրքում: Երբ այն նիտրոզացվում է, առաջանում է N-nitroso (այլ ոչ թե դիազո) միացություն։Պատասխան.

ա) 22,4 մլ N 2;բ) 44,8 մլ N 2; գ) N 2-ի թողարկում չկա. Առաջադրանք 2. 9,36 մգ անհայտ ամինաթթու պարունակող լուծույթը 748 մմ Hg ազոտաթթվի ավելցուկով մշակելու արդյունքում։ իսկ 20 °C-ում ստացվել է 2,01 մլ ազոտ։

Լուծում

Ինչ է նվազագույնը

մոլային զանգված այս ամինաթթուն?Ամինաթթվի արձագանքը ազոտաթթվի հետ. Օգտագործելով համակցված, եկեք հաշվարկենք ազոտի ծավալը նորմալ պայմաններում (0 °C, կամ 273 °K ջերմաստիճանում և 760 մմ Hg ճնշման դեպքում)՝ V 0 (N 2) (n.s.) = (P 1 · V 1 · T 0)/(P 0 ·T 1) = (748·2,01·273)/(760·293) = 1,84 մլ.

Քանի որ ամինաթթուների նյութի և առաջացած գազի N2 մոլերի թիվը նույնն է, մենք կստեղծենք համամասնությունը.
9,36 մգ ամինաթթու տալիս է 1,84 մլ N 2;
M (ամինաթթվի մոլեկուլային քաշը) կտա = 22,4 N 2:
M = (9.36 · 22.4) / 1.84 = 114:
Դա կարող է լինել վալին.

Առաջադրանք 3.Կենդանական հեմոգլոբինը պարունակում է 0,335% երկաթ (ըստ քաշի): Որքա՞ն է այս սպիտակուցի նվազագույն մոլային զանգվածը: Քանի՞ երկաթի ատոմ է ներառված մոլեկուլում, եթե սպիտակուցի մոլեկուլային քաշը, որը որոշվում է օսմոտիկ ճնշումը չափելով, 67000 է:

Լուծում

Զանգվածային բաժիներկաթը հեմոգլոբինում. C%(Fe) = /M(սպիտակուց), որտեղ n-ը սպիտակուցի մոլեկուլում Fe ատոմների թիվն է: Թող n = 1, ապա M(protein)1 = M(Fe) 100%/C%(Fe) = 56 100/0.335 = 16700. Քանի որ M(protein) աղբյուրի իրական արժեքը (ըստ պայմանի): = 67000, n = M աղբյուր/M 1 = 67000/16700 = 4:

Առաջադրանք 4.Նույն ամինաթթվի մնացորդներից կազմված 48 գ դիպեպտիդի ալկալային հիդրոլիզի ժամանակ առաջացել է միայն մեկ նյութ՝ ամինաթթվի նատրիումի աղը։ Այս աղի զանգվածը 66,6 գ է: Հաստատեք դիպեպտիդի կառուցվածքը:

Լուծում

Դիպեպտիդի ալկալային հիդրոլիզի ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

Նշենք դիպեպտիդի քանակը մոլերով (դիպեպտիդ) = x: Այնուհետև հիդրոլիզի ռեակցիան սպառում է երկու անգամ ավելի շատ ալկալի (NaOH) = 2x և արտադրում է (ամինաթթուներ) = 2x և (H2O) = x: Եկեք հավասարություն կազմենք նյութական հավասարակշռություն, օգտագործելով m = ·M բանաձեւը;

m (dipeptide) + m (NaOH) = m (amino թթուների աղեր) + m (H 2 O); 48 + 2x 40 = 66.6 + x 18; 62x = 18,6; .