Հիմնական ամինաթթունն է. Ամինաթթուների թթու-բազային հատկությունները

Լիպիդներ

Լիպիդները ջրում չլուծվող յուղոտ կամ ճարպային նյութեր են, որոնք կարող են բջիջներից հանվել ոչ բևեռային լուծիչներով: Սա միացությունների տարասեռ խումբ է ուղղակիորեն կամ անուղղակիորեն կապված ճարպաթթուների հետ:

Լիպիդների կենսաբանական գործառույթները.

1) էներգիայի աղբյուր, որը կարող է պահպանվել երկար ժամանակ.

2) մասնակցություն բջջային թաղանթների ձևավորմանը.

3) ճարպային լուծվող վիտամինների, ազդանշանային մոլեկուլների և էական ճարպաթթուների աղբյուր.

4) ջերմամեկուսացում.

5) ոչ բևեռային լիպիդները ծառայում են որպես էլեկտրական մեկուսիչներ՝ ապահովելով ապաբևեռացման ալիքների արագ տարածումը միելինացված նյարդաթելերի երկայնքով.

6) մասնակցություն լիպոպրոտեինների ձևավորմանը.

Ճարպաթթուները լիպիդների մեծ մասի կառուցվածքային բաղադրիչներն են: Դրանք երկար շղթայական օրգանական թթուներ են, որոնք պարունակում են 4-ից 24 ածխածնի ատոմ, պարունակում են մեկ կարբոքսիլ խումբ և երկար ոչ բևեռ ածխաջրածնային պոչ։ Նրանք բջիջներում չեն հայտնաբերվել ազատ վիճակում, այլ միայն կովալենտային կապակցված տեսքով։ Բնական ճարպերը սովորաբար պարունակում են ճարպաթթուներ՝ զույգ թվով ածխածնի ատոմներով, քանի որ դրանք սինթեզվում են երկու ածխածնային միավորներից՝ ձևավորելով ածխածնի ատոմների չճյուղավորված շղթա։ Շատ ճարպաթթուներ ունեն մեկ կամ ավելի կրկնակի կապեր՝ չհագեցած ճարպաթթուներ:

Ամենակարևոր ճարպաթթուները (ածխածնի ատոմների թիվը, անվանումը, հալման կետը տրվում է բանաձևից հետո).

12, լաուրիկ, 44,2 o C

14, միրիստիկ, 53,9 o C

16, պալմիտիկ, 63,1 o ​​C

18, ստեարիկ, 69,6 o C

18, օլեին, 13,5 o C

18, լինոլիկ, -5 o C

18, լինոլենիկ, -11 o C

20, արախիդոնիկ, -49,5 o C

Ճարպաթթուների ընդհանուր հատկությունները;

Գրեթե բոլորը պարունակում են զույգ թվով ածխածնի ատոմներ,

Հագեցած թթուները հայտնաբերվում են կենդանիների և բույսերի մոտ երկու անգամ ավելի հաճախ, քան չհագեցածները:

Հագեցած ճարպաթթուները չունեն կոշտ գծային կառուցվածք, դրանք շատ ճկուն են և կարող են ընդունել տարբեր ձևավորումներ,

Ճարպաթթուների մեծ մասում գոյություն ունեցող կրկնակի կապը գտնվում է ածխածնի 9-րդ և 10-րդ ատոմների միջև (Δ 9),

Լրացուցիչ կրկնակի կապերը սովորաբար տեղակայված են Δ 9 կրկնակի կապի և շղթայի մեթիլ վերջի միջև,

Ճարպաթթուների երկու կրկնակի կապերը երբեք չեն զուգակցվում, նրանց միջև միշտ կա մեթիլենային խումբ.

Գրեթե բոլոր բնական ճարպաթթուների կրկնակի կապերը հայտնաբերված են cis- կոնֆորմացիա, որը հանգեցնում է ալիֆատիկ շղթայի ուժեղ թեքման և ավելի կոշտ կառուցվածքի,

Մարմնի ջերմաստիճանում հագեցած ճարպաթթուները գտնվում են մոմի պինդ վիճակում, իսկ չհագեցած ճարպաթթուները հեղուկ են։

Նատրիումի և կալիումի ճարպաթթուների օճառները կարող են էմուլգացնել ջրում չլուծվող յուղերը և ճարպերը, կալցիումի և մագնեզիումի ճարպաթթուների օճառները շատ վատ են լուծվում և չեն էմուլգացնում ճարպերը:

Բակտերիալ թաղանթների լիպիդներում հայտնաբերված են անսովոր ճարպաթթուներ և սպիրտներ: Այս լիպիդներ պարունակող բակտերիաներից շատերը (թերմոֆիլներ, ացիդոֆիլներ և գալոֆիլներ) հարմարեցված են ծայրահեղ պայմաններին:

իզաճյուղավորված

հակաճյուղավորված

ցիկլոպրոպան պարունակող

ω-ցիկլոհեքսիլ պարունակող

իզոպրանիլ

ցիկլոպենտանֆիտանիլ

Բակտերիալ լիպիդների բաղադրությունը խիստ բազմազան է, և տարբեր տեսակների ճարպաթթուների շարքը ձեռք է բերել օրգանիզմների նույնականացման տաքսոնոմիկ չափանիշի կարևորություն:

Կենդանիների մեջ արախիդոնաթթվի կարևոր ածանցյալներն են պրոստագլանդինները, թրոմբոքսանները և լեյկոտրիենները հիստոհորմոնները, որոնք միավորված են էիկոսանոիդների խմբում և ունեն չափազանց լայն կենսաբանական ակտիվություն։

պրոստագլանդին H 2

Լիպիդային դասակարգում.

1. Տրիացիլգլիցերիդներ(ճարպեր) գլիցերինի սպիրտի և երեք ճարպաթթուների մոլեկուլների եթերներ են։ Դրանք բուսական և կենդանական բջիջներում ճարպային պահեստների հիմնական բաղադրիչն են: Մեմբրանները չեն պարունակում Պարզ տրիացիլգլիցերիդները պարունակում են նույնական ճարպաթթուների մնացորդներ բոլոր երեք դիրքերում (տրիստեարին, տրիպալմիտին, տրիոլեին): Խառը պարունակում է տարբեր ճարպաթթուներ: Այն ավելի թեթև է, քան ջրի տեսակարար կշիռը, հեշտությամբ լուծվում է քլորոֆորմում, բենզոլում և եթերում։ Դրանք հիդրոլիզվում են թթուներով կամ հիմքերով եռալով կամ լիպազի ազդեցությամբ։ Բջիջներում նորմալ պայմաններում չհագեցած ճարպերի ինքնօքսիդացումը լիովին արգելակվում է վիտամին E-ի, տարբեր ֆերմենտների և ասկորբինաթթվի առկայության պատճառով: Կենդանական ճարպային բջիջների մասնագիտացված շարակցական հյուսվածքի բջիջներում հսկայական քանակությամբ տրիացիլգլիցերիդներ կարող են պահվել ճարպային կաթիլների տեսքով՝ լրացնելով բջջի գրեթե ամբողջ ծավալը։ Գլիկոգենի տեսքով օրգանիզմը կարող է էներգիա կուտակել ոչ ավելի, քան մեկ օր: Տրիացիլգլիցերիդները կարող են էներգիա կուտակել ամիսներով, քանի որ դրանք կարող են շատ մեծ քանակությամբ պահվել գրեթե մաքուր, ոչ հիդրատացված ձևով, և մեկ միավորի քաշի համար նրանք երկու անգամ ավելի շատ էներգիա են պահում, քան ածխաջրերը: Բացի այդ, մաշկի տակ գտնվող տրիացիլգլիցերիդները ջերմամեկուսիչ շերտ են կազմում, որը պաշտպանում է մարմինը շատ ցածր ջերմաստիճանից:

չեզոք ճարպ

Ճարպի հատկությունները բնութագրելու համար օգտագործվում են հետևյալ հաստատունները.

Թթվային թիվը - չեզոքացնելու համար պահանջվող KOH-ի մգ քանակությունը

1 գ ճարպի մեջ պարունակվող ազատ ճարպաթթուներ;

Սապոնացման համարը - հիդրոլիզի համար անհրաժեշտ KOH-ի մգ քանակությունը

չեզոք լիպիդներ և բոլոր ճարպաթթուների չեզոքացում,

Յոդի արժեքը 100 գ ճարպի հետ կապված յոդի գրամների քանակն է:

բնութագրում է տվյալ ճարպի չհագեցվածության աստիճանը.

2. Մոմերկար շղթայական ճարպաթթուների և երկար շղթայական սպիրտների կողմից առաջացած եթերներ են։ Ողնաշարավորների մոտ մաշկի գեղձերի կողմից արտազատվող մոմերը գործում են որպես պաշտպանիչ ծածկույթ, որը յուղում և փափկեցնում է մաշկը, ինչպես նաև պաշտպանում է այն ջրից: Մոմ շերտը ծածկում է կենդանիների մազերը, բուրդը, մորթին, փետուրները, ինչպես նաև շատ բույսերի տերևները։ Մոմերը արտադրվում և օգտագործվում են շատ մեծ քանակությամբ ծովային օրգանիզմների, հատկապես պլանկտոնի կողմից, որտեղ նրանք ծառայում են որպես բարձր կալորիականությամբ բջջային վառելիքի կուտակման հիմնական ձև:

spermaceti, որը ստացվում է սպերմատոզոիդ կետերի ուղեղից

մեղրամոմ

3. Ֆոսֆոգիցերիլիպիդներ- ծառայում են որպես թաղանթների հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչներ և երբեք չեն պահվում մեծ քանակությամբ: Համոզվեք, որ պարունակեք պոլիհիդրիկ սպիրտ գլիցերին, ֆոսֆորաթթու և ճարպաթթուների մնացորդներ:

Ֆոսֆոգիցերիլիպիդները նույնպես կարելի է բաժանել մի քանի տեսակների՝ ելնելով դրանց քիմիական կառուցվածքից.

1) ֆոսֆոլիպիդներ - բաղկացած են գլիցերինից, երկու ճարպաթթուների մնացորդներից գլիցերինի 1-ին և 2-րդ դիրքերում և ֆոսֆորաթթվի մնացորդից, որի հետ կապված է մեկ այլ ալկոհոլի մնացորդը (էթանոլամին, խոլին, սերին, ինոզիտոլ): Որպես կանոն, 1-ին դիրքում գտնվող ճարպաթթուն հագեցած է, իսկ 2-րդում՝ չհագեցած։

ֆոսֆատիդային թթուն այլ ֆոսֆոլիպիդների սինթեզի մեկնարկային նյութ է, այն հայտնաբերվում է հյուսվածքներում փոքր քանակությամբ

ֆոսֆատիդիլեթանոլամին (կեֆալին)

ֆոսֆատիդիլխոլին (լեցիտին), այն գործնականում բացակայում է բակտերիայից

ֆոսֆատիդիլսերին

Ֆոսֆատիդիլինոզիտոլը երկու կարևոր երկրորդ սուրհանդակների (մեսենջերների) նախածանցն է դիացիլգլիցերինի և ինոզիտոլ 1,4,5-տրիֆոսֆատի

2) պլազմալոգեններ՝ ֆոսֆոգիցերիլիպիդներ, որոնցում ածխաջրածնային շղթաներից մեկը վինիլային եթեր է։ Պլազմալոգենները բույսերում չեն հանդիպում։ Էթանոլամինային պլազմալոգենները լայնորեն առկա են միելինում և սրտի սարկոպլազմիկ ցանցում:

էթանոլամինպլազմալոգեն

3) լիզոֆոսֆոլիպիդներ – առաջանում են ֆոսֆոլիպիդներից ացիլային մնացորդներից մեկի ֆերմենտային ճեղքման ժամանակ։ Օձի թույնը պարունակում է ֆոսֆոլիպազ A 2, որը ձևավորում է լիզոֆոսֆատիդներ, որոնք ունեն հեմոլիտիկ ազդեցություն;

4) կարդիոլիպիններ - բակտերիաների և միտոքոնդրիաների ներքին թաղանթների ֆոսֆոլիպիդներ, որոնք ձևավորվում են գլիցերինի հետ երկու ֆոսֆատիդաթթվի մնացորդների փոխազդեցությամբ.

կարդիոլիպին

4. Ֆոսֆոսֆինգոլիպիդներ– դրանցում գլիցերինի ֆունկցիաները կատարում են սֆինգոզինը` երկար ալիֆատիկ շղթայով ամինային սպիրտ: Չի պարունակում գլիցերին։ Նրանք մեծ քանակությամբ առկա են նյարդային հյուսվածքի բջիջների և ուղեղի թաղանթներում։ Ֆոսֆինգոլիպիդները հազվադեպ են բույսերի և բակտերիաների բջիջների թաղանթներում: Սֆինգոզինի ածանցյալները, որոնք ացիլացված են ճարպաթթուների մնացորդներով ամինո խմբում, կոչվում են կերամիդներ: Այս խմբի ամենակարեւոր ներկայացուցիչը սֆինգոմիելինն է (կերամիդ-1-ֆոսֆոխոլին): Այն առկա է կենդանական բջիջների թաղանթների մեծ մասում, հատկապես որոշ տեսակի նյարդային բջիջների միելինային թաղանթներում:

սֆինգոմիելին

սֆինգոզին

5. Գլիկոգիցերիլիպիդներ -Լիպիդները, որոնք ունեն ածխաջրեր, որոնք կապված են գլիկոզիդային կապի միջոցով գլիցերինի 3-րդ դիրքում, չեն պարունակում ֆոսֆատային խումբ: Գլիկոգլիկերոլիպիդները լայնորեն առկա են քլորոպլաստների թաղանթներում, ինչպես նաև կապտականաչ ջրիմուռներում և բակտերիաներում։ Մոնոգալակտոզիլդիացիլգլիցերինը բնության մեջ ամենատարածված բևեռային լիպիդն է, քանի որ այն կազմում է քլորոպլաստների թիլաոիդ թաղանթի բոլոր լիպիդների կեսը.

մոնոգալակտոզիլդիացիլգլիցերին

6. Գլիկոսֆինգոլիպիդներ– կառուցված է սֆինգոզինից, ճարպաթթվի մնացորդից և օլիգոսաքարիդից: Պարունակվում է բոլոր հյուսվածքներում, հիմնականում՝ պլազմային թաղանթների արտաքին լիպիդային շերտում։ Նրանք չունեն ֆոսֆատային խումբ և չեն կրում էլեկտրական լիցք: Գլիկոսֆինգոլիպիդները կարելի է բաժանել երկու տեսակի.

1) ցերեբրոզիդները այս խմբի ավելի պարզ ներկայացուցիչներն են: Գալակտոցերեբրոզիդները հիմնականում հայտնաբերվում են ուղեղի բջիջների թաղանթներում, իսկ գլյուկոցերեբրոզիդները՝ այլ բջիջների թաղանթներում։ Ցերեբրոզիդները, որոնք պարունակում են շաքարի երկու, երեք կամ չորս մնացորդներ, տեղայնացված են հիմնականում բջջային թաղանթների արտաքին շերտում։

գալակտոցերեբրոզիդ

2) գանգլիոզիդները ամենաբարդ գլիկոսֆինգոլիպիդներն են: Նրանց շատ մեծ բևեռային գլուխները ձևավորվում են շաքարի մի քանի մնացորդներով: Դրանք բնութագրվում են ծայրահեղ դիրքում N-ացետիլնեուրամինային (սիալիկ) թթվի մեկ կամ մի քանի մնացորդների առկայությամբ, որը բացասական լիցք է կրում pH 7-ում: Ուղեղի գորշ նյութում գանգլիոզիդները կազմում են թաղանթային լիպիդների մոտ 6%-ը։ Գանգլիոզիդները բջջային թաղանթների մակերեսին տեղակայված հատուկ ընկալիչների տեղամասերի կարևոր բաղադրիչներն են: Այսպիսով, դրանք տեղակայված են նյարդային վերջավորությունների այն հատուկ տարածքներում, որտեղ նյարդային հաղորդիչների մոլեկուլների կապը տեղի է ունենում մի նյարդային բջիջից մյուսը իմպուլսների քիմիական փոխանցման գործընթացում:

7. Իզոպրեոիդներ- իզոպրենային ածանցյալներ (ակտիվ ձևը 5-իզոպենտենիլ դիֆոսֆատ է), որոնք կատարում են մի շարք գործառույթներ:

իզոպրեն 5-իզոպենտենիլ դիֆոսֆատ

Հատուկ իզոպրեոիդներ սինթեզելու ունակությունը բնորոշ է միայն կենդանիների և բույսերի որոշ տեսակների:

1) կաուչուկ – սինթեզվում է մի քանի տեսակի բույսերով, հիմնականում՝ Hevea brasiliensis.

ռետինե բեկոր

2) ճարպային լուծվող վիտամիններ A, D, E, K (ստերոիդ հորմոնների հետ կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ կապի պատճառով վիտամին D-ն այժմ դասակարգվում է որպես հորմոն).

վիտամին A

վիտամին E

վիտամին K

3) կենդանական աճի հորմոններ՝ ողնաշարավորների մոտ ռետինոաթթու և միջատների մոտ՝ նեոտին.

ռետինոաթթու

նեոտինին

Ռետինոաթթուն վիտամին A-ի հորմոնալ ածանցյալն է, խթանում է բջիջների աճը և տարբերակումը, նեոտինները միջատների հորմոններ են, խթանում են թրթուրների աճը և արգելակում են ձուլումը և հակառակորդ են էկդիսոնին;

4) բույսերի հորմոններ՝ աբսիցինաթթու, սթրեսի ֆիտոհորմոն է, որը առաջացնում է բույսերի համակարգային իմունային պատասխան՝ արտահայտված դիմադրությամբ պաթոգենների լայն տեսականի.

abscisic թթու

5) տերպեններ` բույսերի բազմաթիվ անուշաբույր նյութեր և եթերայուղեր, որոնք ունեն մանրէասպան և ֆունգիցիդային ազդեցություն. Երկու իզոպրենային միավորներով միացությունները կոչվում են մոնոտերպեններ, երեքը՝ սեսկիտերպեններ, իսկ վեցը՝ տրիտերպեններ.

կամֆորային թիմոլ

6) ստերոիդներ՝ ճարպային լուծվող բարդ նյութեր, որոնց մոլեկուլները պարունակում են ցիկլոպենտան պերհիդրոֆենանտրեն (ըստ էության՝ տրիտերպեն)։ Կենդանական հյուսվածքների հիմնական ստերոլը ալկոհոլային խոլեստերինն է (խոլեստերին): Խոլեստերինը և դրա եթերները երկար շղթայական ճարպաթթուներով պլազմայի լիպոպրոտեինների, ինչպես նաև արտաքին բջջաթաղանթի կարևոր բաղադրիչներն են։ Քանի որ չորս միաձուլված օղակները կոշտ կառուցվածք են ստեղծում, թաղանթներում խոլեստերինի առկայությունը կարգավորում է թաղանթի հեղուկությունը ծայրահեղ ջերմաստիճաններում: Բույսերը և միկրոօրգանիզմները պարունակում են հարակից միացություններ՝ էրգոստերոլ, ստիգմաստերոլ և β-սիտոստերոլ:

խոլեստերին

էրգոստերոլ

ստիգմաստերոլ

β-sitosterol

Լեղաթթուները ձևավորվում են մարմնում խոլեստերինից: Նրանք ապահովում են խոլեստերինի լուծելիությունը մաղձի մեջ և նպաստում են աղիներում լիպիդների մարսմանը։

խոլաթթու

Խոլեստերինը նաև արտադրում է ստերոիդ հորմոններ՝ լիպոֆիլ ազդանշանային մոլեկուլներ, որոնք կարգավորում են նյութափոխանակությունը, աճը և վերարտադրությունը: Մարդու մարմնում կան վեց հիմնական ստերոիդ հորմոններ.

կորտիզոլ ալդոստերոն

տեստոստերոն էստրադիոլ

պրոգեստերոն կալցիտրիոլ

Կալցիտրիոլը հորմոնալ ակտիվությամբ վիտամին D է, այն տարբերվում է ողնաշարավորների հորմոններից, սակայն կառուցված է նաև խոլեստերինի հիման վրա։ B օղակը բացվում է լույսից կախված ռեակցիայի պատճառով։

Խոլեստերինի ածանցյալը միջատների, սարդերի և խեցգետնակերպերի ձուլման հորմոնն է՝ էկդիսոնը։ Բույսերում հայտնաբերված են նաև ստերոիդ հորմոններ, որոնք ազդանշանային ֆունկցիա են կատարում:

7) մեմբրանի վրա սպիտակուցների կամ այլ միացությունների մոլեկուլներ պահող լիպիդային խարիսխներ.

ubiquinone

Ինչպես տեսնում ենք, լիպիդները պոլիմերներ չեն բառի բուն իմաստով, բայց և՛ նյութափոխանակության, և՛ կառուցվածքային առումով դրանք մոտ են բակտերիաներում առկա պոլիհիդրօքսիբուտիրաթթվին, որը կարևոր պահուստային նյութ է: Այս խիստ կրճատված պոլիմերը բաղկացած է բացառապես D-β-հիդրօքսիբուտիրաթթվի միավորներից, որոնք կապված են էսթերային կապով: Յուրաքանչյուր շղթա պարունակում է մոտ 1500 մնացորդ։ Կառուցվածքը իրենից ներկայացնում է կոմպակտ աջակողմյան խխունջ՝ մոտ 90 նման շղթաներով, որոնք բարակ շերտ են կազմում բակտերիաների բջիջներում:

պոլի-D-β-հիդրօքսիբուտիրաթթու

Ամինաթթուները կարբոքսիլաթթուներ են, որոնք պարունակում են ամինո խումբ և կարբոքսիլ խումբ: Բնական ամինաթթուները 2-ամինոկարբոքսիլաթթուներ են կամ α-ամինաթթուներ, չնայած կան ամինաթթուներ, ինչպիսիք են β-ալանինը, տաուրինը, γ-ամինաբուտիրաթթունը: α-ամինաթթվի ընդհանրացված բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը.

α-ամինաթթուներն ունեն չորս տարբեր փոխարինիչներ ածխածնի 2-ում, այսինքն՝ բոլոր α-ամինաթթուները, բացառությամբ գլիցինի, ունեն ասիմետրիկ (քիրալ) ածխածնի ատոմ և գոյություն ունեն երկու էնանտիոմերի՝ L- և D-ամինաթթուների տեսքով: Բնական ամինաթթուները պատկանում են L շարքին։ D-ամինաթթուները հայտնաբերված են բակտերիաների և պեպտիդային հակաբիոտիկների մեջ:

Բոլոր ամինաթթուները ջրային լուծույթներում կարող են գոյություն ունենալ երկբևեռ իոնների տեսքով, և դրանց ընդհանուր լիցքը կախված է միջավայրի pH-ից: pH արժեքը, որի դեպքում ընդհանուր լիցքը զրո է, կոչվում է իզոէլեկտրական կետ: Իզոէլեկտրական կետում ամինաթթուն զվիտերիոն է, այսինքն՝ նրա ամին խումբը պրոտոնացված է, իսկ կարբոքսիլը՝ դիսոցացված։ Չեզոք pH տարածաշրջանում ամինաթթուների մեծ մասը զվիտերիոններ են.

Ամինաթթուները չեն կլանում լույսը սպեկտրի տեսանելի հատվածում, անուշաբույր ամինաթթուները լույս են կլանում սպեկտրի ուլտրամանուշակագույն շրջանում՝ տրիպտոֆան և թիրոզին 280 նմ, ֆենիլալանինը 260 նմ:

Ամինաթթուները բնութագրվում են որոշ քիմիական ռեակցիաներով, որոնք մեծ նշանակություն ունեն լաբորատոր պրակտիկայի համար. գունավոր նինհիդրինային թեստ α-ամինո խմբի համար, ռեակցիաներ սուլֆհիդրիլային, ֆենոլային և ամինաթթուների ռադիկալների այլ խմբերին, ամինային խմբերում Շիֆի հիմքերի ացելացում և ձևավորում։ , կարբոքսիլ խմբերում էստերիֆիկացում։

Ամինաթթուների կենսաբանական դերը.

1) պեպտիդների և սպիտակուցների, այսպես կոչված, պրոտեինոգեն ամինաթթուների կառուցվածքային տարրեր են։ Սպիտակուցների կազմը ներառում է 20 ամինաթթուներ, որոնք կոդավորված են գենետիկական ծածկագրով և թարգմանության ընթացքում ներառված են սպիտակուցների մեջ, դրանցից մի քանիսը կարող են լինել ֆոսֆորիլացված, ացիլացված կամ հիդրօքսիլացված;

2) կարող են լինել այլ բնական միացությունների կառուցվածքային տարրեր՝ կոենզիմներ, լեղաթթուներ, հակաբիոտիկներ.

3) ազդանշանային մոլեկուլներ են. Ամինաթթուներից մի քանիսը նեյրոհաղորդիչներ են կամ նեյրոհաղորդիչների, հորմոնների և հիստոհորմոնների պրեկուրսորներ;

4) էական մետաբոլիտներ են, օրինակ՝ որոշ ամինաթթուներ բույսերի ալկալոիդների պրեկուրսորներ են, կամ ծառայում են որպես ազոտի դոնորներ կամ սննդի կենսական բաղադրիչներ են։

Սպիտակուցային ամինաթթուների դասակարգումը հիմնված է կողային շղթաների կառուցվածքի և բևեռականության վրա.

1. Ալիֆատիկ ամինաթթուներ.

գլիցին, գլյու,Գ,Գլայ

ալանին, ալա, Ա, Ալա

վալին, լիսեռ,Վ,Վալ*

Լեյցին, լեյ,Լ,Լեյ*

իզոլեյցին, տիղմ,Ես, Իլե*

Այս ամինաթթուները կողային շղթայում չեն պարունակում հետերոատոմներ կամ ցիկլային խմբեր և բնութագրվում են ընդգծված ցածր բևեռականությամբ։

ցիստեին, cis, C, Cys

մեթիոնին, մեթ, M, Met*

3. Արոմատիկ ամինաթթուներ.

ֆենիլալանին, Ֆեն,Ֆ,Ֆե*

թիրոզին, հրաձգարան, Յ, Տիր

տրիպտոֆան, երեք, Վ, Տրպ*

հիստիդին, gis, Հ, Նրա

Արոմատիկ ամինաթթուները պարունակում են մեզոմերային ռեզոնանսային կայունացված ցիկլեր: Այս խմբում միայն ամինաթթու ֆենիլալանինն է ցուցադրում ցածր բևեռականություն, թիրոզինը և տրիպտոֆանը բնութագրվում են նկատելի բևեռականությամբ, իսկ հիստիդինը նույնիսկ բարձր բևեռականությամբ: Հիստիդինը կարող է դասակարգվել նաև որպես հիմնական ամինաթթու:

4. Չեզոք ամինաթթուներ.

սերին, մոխրագույն,Ս,Սեր

թրեոնին, tre, Տ, Թր*

ասպարագին, ասն,Ն, Ասն

գլուտամին, gln, Q, Gln

Չեզոք ամինաթթուները պարունակում են հիդրոքսիլ կամ կարբոքսամիդ խմբեր։ Չնայած ամիդային խմբերը ոչ իոնային են, ասպարագինի և գլուտամինի մոլեկուլները խիստ բևեռային են:

5. Թթվային ամինաթթուներ.

ասպարտաթթու (ասպարտատ), ասպ, Դ, Ասպ

գլուտամինաթթու (գլուտամատ), գլյու, E, գլյու

Թթվային ամինաթթուների կողային շղթաների կարբոքսիլային խմբերն ամբողջությամբ իոնացված են ֆիզիոլոգիական pH արժեքների ողջ տիրույթում։

6. Հիմնական ամինաթթուներ.

լիզին, լ սկսած,Կ, Լիս*

արգինին, արգ, Ռ, Արգ

Հիմնական ամինաթթուների կողային շղթաներն ամբողջությամբ պրոտոնացված են չեզոք pH-ի տարածքում: Բարձր հիմնային և շատ բևեռային ամինաթթու է արգինինը, որը պարունակում է գուանիդինի մաս:

7. Imino թթու:

պրոլին, մասին,P,Pro

Պրոլինի կողային շղթան բաղկացած է հնգանդամ օղակից, ներառյալ α-ածխածնի ատոմը և α-ամինո խումբը։ Հետեւաբար, պրոլինը, խիստ ասած, ոչ թե ամինաթթու է, այլ իմինաթթու։ Օղակում ազոտի ատոմը թույլ հիմք է և պրոտոնացված չէ pH-ի ֆիզիոլոգիական արժեքներում: Իր ցիկլային կառուցվածքի շնորհիվ պրոլինը պոլիպեպտիդային շղթայում թեքություններ է առաջացնում, ինչը շատ կարևոր է կոլագենի կառուցվածքի համար։

Թվարկված ամինաթթուներից մի քանիսը չեն կարող սինթեզվել մարդու օրգանիզմում և դրանք պետք է մատակարարվեն սննդով։ Այս էական ամինաթթուները նշվում են աստղանիշներով:

Ինչպես նշվեց վերևում, պրոտեինոգեն ամինաթթուները մի քանի արժեքավոր կենսաբանական ակտիվ մոլեկուլների պրեկուրսորներն են:

Երկու բիոգեն ամիններ՝ β-ալանինը և ցիստեամինը, մտնում են կոֆերմենտի A-ի մեջ (կոէնզիմները ջրում լուծվող վիտամինների ածանցյալներ են, որոնք կազմում են բարդ ֆերմենտների ակտիվ կենտրոնը): β-Ալանինը ձևավորվում է ասպարաթթվի դեկարբոքսիլացմամբ, իսկ ցիստեամինը` ցիստեինի դեկարբոքսիլացմամբ.

β-ալանին ցիստեամին

Գլուտամինաթթվի մնացորդը մեկ այլ կոֆերմենտի մաս է՝ տետրահիդրոֆոլաթթու, որը վիտամին B c-ի ածանցյալն է:

Կենսաբանորեն արժեքավոր այլ մոլեկուլներ լեղաթթուների կոնյուգացիաներն են ամինաթթու գլիկինի հետ: Այս կոնյուգատներն ավելի ուժեղ թթուներ են, քան հիմքերը, առաջանում են լյարդում և առկա են լեղու մեջ աղերի տեսքով։

գլիկոխոլաթթու

Proteinogenic amino թթուները որոշ հակաբիոտիկների պրեկուրսորներ են՝ կենսաբանորեն ակտիվ նյութեր, որոնք սինթեզվում են միկրոօրգանիզմների կողմից և ճնշում են բակտերիաների, վիրուսների և բջիջների տարածումը: Դրանցից ամենահայտնին պենիցիլիններն ու ցեֆալոսպորիններն են, որոնք կազմում են β-լակտամ հակաբիոտիկների խումբը և արտադրվում են սեռի բորբոսների միջոցով: Պենիցիլիում. Դրանք բնութագրվում են իրենց կառուցվածքում ռեակտիվ β-լակտամ օղակի առկայությամբ, որի օգնությամբ նրանք արգելակում են գրամ-բացասական միկրոօրգանիզմների բջջային պատերի սինթեզը։

պենիցիլինների ընդհանուր բանաձևը

Ամինաթթուներից դեկարբոքսիլացման միջոցով ստացվում են կենսագեն ամիններ՝ նեյրոհաղորդիչներ, հորմոններ և հիստոհորմոններ։

Ամինաթթուները՝ գլիկինը և գլյուտամատը, ինքնին նյարդային հաղորդիչներ են կենտրոնական նյարդային համակարգում։

Ամինաթթուների ածանցյալներ են նաև ալկալոիդները՝ հիմնական բնույթի բնական ազոտ պարունակող միացություններ, որոնք առաջանում են բույսերում։ Այս միացությունները չափազանց ակտիվ ֆիզիոլոգիական միացություններ են, որոնք լայնորեն օգտագործվում են բժշկության մեջ: Ալկալոիդների օրինակները ներառում են ֆենիլալանինի ածանցյալ պապավերինը, կակաչ քնաբերի իզոկինոլին ալկալոիդը (հակասպազմոդիկ), և տրիպտոֆանի ածանցյալ ֆիզոստիգմինը, ինդոլ ալկալոիդը Calabar լոբիից (հակաքոլինէսթերազային դեղամիջոց):

պապավերին ֆիզոստիգմին

Ամինաթթուները կենսատեխնոլոգիայի չափազանց հայտնի առարկաներ են: Ամինաթթուների քիմիական սինթեզի շատ տարբերակներ կան, բայց արդյունքը ամինաթթուների ռասեմատներ է: Քանի որ ամինաթթուների միայն L-իզոմերները հարմար են սննդի արդյունաբերության և բժշկության համար, ռասեմիկ խառնուրդները պետք է բաժանվեն էնանտիոմերների, ինչը լուրջ խնդիր է ստեղծում: Հետևաբար, բիոտեխնոլոգիական մոտեցումն առավել տարածված է՝ ֆերմենտային սինթեզ՝ անշարժացված ֆերմենտների միջոցով և մանրէաբանական սինթեզ՝ օգտագործելով ամբողջ մանրէաբանական բջիջները։ Վերջին երկու դեպքում էլ ստացվում են մաքուր L-իզոմերներ։

Ամինաթթուները օգտագործվում են որպես սննդային հավելումներ և կերային բաղադրիչներ։ Գլուտամինաթթուն ուժեղացնում է մսի համը, վալինը և լեյցինը լավացնում են թխած մթերքի համը, գլիցինը և ցիստեինը օգտագործվում են որպես հակաօքսիդանտներ պահածոյացման մեջ: D-տրիպտոֆանը կարող է օգտագործվել որպես շաքարի փոխարինող, քանի որ այն շատ անգամ ավելի քաղցր է: Լիզինը ավելացվում է գյուղատնտեսական կենդանիների կերերին, քանի որ բուսական սպիտակուցների մեծ մասը պարունակում է քիչ քանակությամբ էական ամինաթթու լիզին:

Ամինաթթուները լայնորեն կիրառվում են բժշկական պրակտիկայում։ Սրանք ամինաթթուներ են, ինչպիսիք են մեթիոնինը, հիստիդինը, գլուտամին և ասպարտիկ թթուները, գլիցինը, ցիստեինը, վալինը:

Վերջին տասնամյակում ամինաթթուները սկսեցին ավելացնել կոսմետիկ արտադրանքներին՝ մաշկի և մազերի խնամքի համար։

Քիմիապես ձևափոխված ամինաթթուները լայնորեն օգտագործվում են նաև արդյունաբերության մեջ որպես մակերևութային ակտիվ նյութեր պոլիմերների սինթեզի, լվացող միջոցների, էմուլգատորների և վառելիքի հավելումների արտադրության մեջ։

Ժամանակակից սպիտակուցային սնուցումը հնարավոր չէ պատկերացնել առանց առանձին ամինաթթուների դերը հաշվի առնելու: Նույնիսկ ընդհանուր դրական սպիտակուցային հավասարակշռության դեպքում կենդանու օրգանիզմը կարող է զգալ սպիտակուցի պակաս: Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ առանձին ամինաթթուների կլանումը փոխկապակցված է միմյանց հետ, մի ամինաթթվի անբավարարությունը կամ ավելցուկը կարող է հանգեցնել մյուսի անբավարարության:
Որոշ ամինաթթուներ չեն սինթեզվում մարդու մարմնում և կենդանիների մեջ։ Դրանք կոչվում են անփոխարինելի: Այդպիսի ամինաթթուներ կան ընդամենը տասը։ Դրանցից չորսը կրիտիկական են (սահմանափակող)՝ դրանք ամենից հաճախ սահմանափակում են կենդանիների աճն ու զարգացումը։
Թռչնամսի սննդակարգում հիմնական սահմանափակող ամինաթթուներն են մեթիոնինը և ցիստինը, խոզերի սննդակարգում՝ լիզինը: Օրգանիզմը պետք է սննդի հետ ստանա հիմնական սահմանափակող թթվի բավարար քանակություն, որպեսզի մյուս ամինաթթուները արդյունավետ օգտագործվեն սպիտակուցի սինթեզի համար։

Այս սկզբունքը պատկերված է «Լիբիգ տակառով», որտեղ տակառի լցման մակարդակը ներկայացնում է կենդանու օրգանիզմում սպիտակուցի սինթեզի մակարդակը։ Տակառի ամենակարճ տախտակը «սահմանափակում է» դրա մեջ հեղուկ պահելու ունակությունը։ Եթե ​​այս տախտակը երկարացվի, ապա տակառում պահվող հեղուկի ծավալը կբարձրանա մինչև երկրորդ սահմանափակող տախտակի մակարդակը:
Կենդանիների արտադրողականությունը որոշող ամենակարևոր գործոնը ֆիզիոլոգիական կարիքներին համապատասխան ամինաթթուների հավասարակշռությունն է: Բազմաթիվ հետազոտություններ ապացուցել են, որ խոզերի մոտ, կախված ցեղից և սեռից, ամինաթթուների կարիքը քանակապես տարբերվում է։ Բայց էական ամինաթթուների հարաբերակցությունը 1 գ սպիտակուցի սինթեզի համար նույնն է։ Էական ամինաթթուների այս հարաբերակցությունը լիզինին, որպես հիմնական սահմանափակող ամինաթթու, կոչվում է «իդեալական սպիտակուց» կամ «իդեալական ամինաթթուների պրոֆիլ»: (

Լիզին

կենդանական, բուսական և մանրէաբանական ծագման գրեթե բոլոր սպիտակուցների մի մասն է, սակայն հացահատիկային սպիտակուցները լիզինով աղքատ են:

• Լիզինը կարգավորում է վերարտադրողական ֆունկցիան, դրա պակասը խաթարում է սերմնահեղուկի և ձվաբջիջների ձևավորումը։
• Անհրաժեշտ է երիտասարդ կենդանիների աճի և հյուսվածքային սպիտակուցների ձևավորման համար։ Լիզինը մասնակցում է նուկլեոպրոտեինների, քրոմպրոտեինների (հեմոգլոբինի) սինթեզին՝ դրանով իսկ կարգավորելով կենդանիների մորթի պիգմենտացիան։ Կարգավորում է հյուսվածքներում և օրգաններում սպիտակուցի քայքայման արտադրանքի քանակը:
• Խթանում է կալցիումի կլանումը
• Մասնակցում է նյարդային և էնդոկրին համակարգերի ֆունկցիոնալ գործունեությանը, կարգավորում է սպիտակուցների և ածխաջրերի նյութափոխանակությունը, սակայն ածխաջրերի հետ արձագանքելիս լիզինը դառնում է անհասանելի կլանման համար։
• Լիզինը կարնիտինի ձևավորման մեկնարկային նյութն է, որը կարևոր դեր է խաղում ճարպային նյութափոխանակության մեջ։

Մեթիոնին և ցիստինծծումբ պարունակող ամինաթթուներ. Այս դեպքում մեթիոնինը կարող է փոխակերպվել ցիստինի, ուստի այդ ամինաթթուները ռացիոնալացվում են միասին, իսկ անբավարարության դեպքում սննդակարգ ներմուծվում են մեթիոնինի հավելումներ։ Այս երկու ամինաթթուներն էլ ներգրավված են մաշկի ածանցյալների ձևավորման մեջ՝ մազեր, փետուրներ; E վիտամինի հետ միասին կարգավորում են լյարդից ավելորդ ճարպի հեռացումը և անհրաժեշտ են բջիջների և կարմիր արյան բջիջների աճի և վերարտադրության համար: Մեթիոնինի պակասի դեպքում ցիստինը ոչ ակտիվ է: Այնուամենայնիվ, սննդակարգում մեթիոնինի զգալի ավելցուկ չպետք է թույլատրվի:

Մեթիոնին

նպաստում է մկաններում ճարպի կուտակմանը, անհրաժեշտ է նոր օրգանական միացությունների՝ քոլինի (վիտամին B4), կրեատինի, ադրենալինի, նիասինի (վիտամին B5) ձևավորման համար:
Դիետաներում մեթիոնինի պակասը հանգեցնում է պլազմայի սպիտակուցների (ալբումինի) մակարդակի նվազմանը, առաջացնում է անեմիա (արյան մեջ հեմոգլոբինի մակարդակը նվազում է), մինչդեռ վիտամին E-ի և սելենի միաժամանակյա պակասը նպաստում է մկանային դիստրոֆիայի զարգացմանը: Դիետայում մեթիոնինի անբավարար քանակությունը հանգեցնում է երիտասարդ կենդանիների աճի դանդաղմանը, ախորժակի կորստի, արտադրողականության նվազմանը, կերակրման ծախսերի ավելացմանը, լյարդի ճարպակալմանը, երիկամների ֆունկցիայի խանգարմանը, անեմիայի և թուլության:
Մեթիոնինի ավելցուկը խաթարում է ազոտի օգտագործումը, առաջացնում է դեգեներատիվ փոփոխություններ լյարդի, երիկամների, ենթաստամոքսային գեղձի մեջ և մեծացնում է արգինինի և գլիցինի անհրաժեշտությունը: Մեթիոնինի մեծ ավելցուկով նկատվում է անհավասարակշռություն (խախտվում է ամինաթթուների հավասարակշռությունը, որը հիմնված է սննդակարգում էական ամինաթթուների օպտիմալ հարաբերակցության կտրուկ շեղումների վրա), որն ուղեկցվում է նյութափոխանակության խանգարումներով և աճի արագության արգելակմամբ։ երիտասարդ կենդանիների մեջ.
Ցիստինը ծծումբ պարունակող ամինաթթու է, որը փոխարինելի է մեթիոնինի հետ, մասնակցում է ռեդոքս գործընթացներին, սպիտակուցների, ածխաջրերի և լեղաթթուների նյութափոխանակությանը, նպաստում է աղիքային թունավորումները չեզոքացնող նյութերի ձևավորմանը, ակտիվացնում է ինսուլինը, տրիպտոֆանի հետ միասին, ցիստինը մասնակցում է սինթեզին։ լյարդում լեղաթթուներ, որոնք անհրաժեշտ են աղիքներից ճարպերի մարսողության արտադրանքի կլանման համար, որոնք օգտագործվում են գլուտատիոնի սինթեզի համար: Ցիստինը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները կլանելու հատկություն ունի։ Ցիստինի պակասի դեպքում նկատվում է լյարդի ցիռոզ, երիտասարդ թռչունների մոտ փետուրների ուշացում և փետուրների աճ, չափահաս թռչունների փխրունություն և փետուրների կորուստ (պոկում) և վարակիչ հիվանդությունների նկատմամբ դիմադրության նվազում:

Տրիպտոֆան

որոշում է մարսողական տրակտի ֆերմենտների, բջիջներում օքսիդատիվ ֆերմենտների և մի շարք հորմոնների ֆիզիոլոգիական ակտիվությունը, մասնակցում է արյան պլազմայի սպիտակուցների նորացմանը, որոշում է էնդոկրին և արյունաստեղծ ապարատի բնականոն գործունեությունը, վերարտադրողական համակարգը, գամմա գլոբուլինների սինթեզը , հեմոգլոբին, նիկոտինաթթու, աչքի մանուշակագույն և այլն: Տրիպտոֆանի սննդակարգում անբավարարության դեպքում մատղաշ կենդանիների աճը դանդաղում է, ածան հավերի ձվի արտադրությունը նվազում է, արտադրության համար կերի արժեքը մեծանում է, էնդոկրին և սեռական գեղձերի ատրոֆիան։ առաջանում է կուրություն, զարգանում է անեմիա (արյան կարմիր բջիջների քանակն ու հեմոգլոբինի մակարդակը նվազում է), նվազում է օրգանիզմի դիմադրողականությունը և իմունային հատկությունները, ձվերի բեղմնավորումն ու ձուլումը։ Տրիպտոֆանով ցածր սննդակարգով սնվող խոզերի մոտ կերերի ընդունումը նվազում է, առաջանում է այլասերված ախորժակ, խոզանակները դառնում են ավելի կոպիտ և թուլացած, և նկատվում է ճարպակալում: Այս ամինաթթվի պակասը հանգեցնում է նաև անպտղության, գրգռվածության բարձրացման, ցնցումների, կատարակտի ձևավորման, ազոտի բացասական հաշվեկշռի և կենդանի քաշի կորստի: Տրիպտոֆանը, լինելով նիկոտինաթթվի ավետաբեր (պրովիտամին), կանխում է պելագրայի զարգացումը։

Ամինաթթուները կարբոքսիլաթթուներ են, որոնք պարունակում են ամինո խումբ և կարբոքսիլ խումբ: Բնական ամինաթթուները 2-ամինոկարբոքսիլաթթուներ են կամ α-ամինաթթուներ, չնայած կան ամինաթթուներ, ինչպիսիք են β-ալանինը, տաուրինը, γ-ամինաբուտիրաթթունը: α-ամինաթթվի ընդհանրացված բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը.

α-ամինաթթուներն ունեն չորս տարբեր փոխարինիչներ ածխածնի 2-ում, այսինքն՝ բոլոր α-ամինաթթուները, բացառությամբ գլիցինի, ունեն ասիմետրիկ (քիրալ) ածխածնի ատոմ և գոյություն ունեն երկու էնանտիոմերի՝ L- և D-ամինաթթուների տեսքով: Բնական ամինաթթուները պատկանում են L շարքին։ D-ամինաթթուները հայտնաբերված են բակտերիաների և պեպտիդային հակաբիոտիկների մեջ:

Բոլոր ամինաթթուները ջրային լուծույթներում կարող են գոյություն ունենալ երկբևեռ իոնների տեսքով, և դրանց ընդհանուր լիցքը կախված է միջավայրի pH-ից: pH արժեքը, որի դեպքում ընդհանուր լիցքը զրո է, կոչվում է իզոէլեկտրական կետ: Իզոէլեկտրական կետում ամինաթթուն զվիտերիոն է, այսինքն՝ նրա ամին խումբը պրոտոնացված է, իսկ կարբոքսիլը՝ դիսոցացված։ Չեզոք pH տարածաշրջանում ամինաթթուների մեծ մասը զվիտերիոններ են.

Ամինաթթուները չեն կլանում լույսը սպեկտրի տեսանելի հատվածում, անուշաբույր ամինաթթուները լույս են կլանում սպեկտրի ուլտրամանուշակագույն շրջանում՝ տրիպտոֆան և թիրոզին 280 նմ, ֆենիլալանինը 260 նմ:

Ամինաթթուները բնութագրվում են որոշ քիմիական ռեակցիաներով, որոնք մեծ նշանակություն ունեն լաբորատոր պրակտիկայի համար. գունավոր նինհիդրինային թեստ α-ամինո խմբի համար, ռեակցիաներ սուլֆհիդրիլային, ֆենոլային և ամինաթթուների ռադիկալների այլ խմբերին, ամինային խմբերում Շիֆի հիմքերի ացելացում և ձևավորում։ , կարբոքսիլ խմբերում էստերիֆիկացում։

Ամինաթթուների կենսաբանական դերը.

պեպտիդների և սպիտակուցների, այսպես կոչված, պրոտեինոգեն ամինաթթուների կառուցվածքային տարրեր են։ Սպիտակուցները պարունակում են 20 ամինաթթուներ, որոնք կոդավորված են գենետիկ կոդով և թարգմանության ընթացքում ներառված են սպիտակուցների մեջ, դրանցից մի քանիսը կարող են լինել ֆոսֆորիլացված, ացիլացված կամ հիդրօքսիլացված;

կարող են լինել այլ բնական միացությունների կառուցվածքային տարրեր՝ կոֆերմենտներ, լեղաթթուներ, հակաբիոտիկներ;

ազդանշանային մոլեկուլներ են։ Ամինաթթուներից մի քանիսը նեյրոհաղորդիչներ են կամ նեյրոհաղորդիչների, հորմոնների և հիստոհորմոնների պրեկուրսորներ;

ամենակարևոր մետաբոլիտներն են, օրինակ՝ որոշ ամինաթթուներ բույսերի ալկալոիդների պրեկուրսորներ են կամ ազոտի դոնորներ են կամ սննդի կենսական բաղադրիչներ են։

Սպիտակուցային ամինաթթուների դասակարգումը հիմնված է կողային շղթաների կառուցվածքի և բևեռականության վրա.

1. Ալիֆատիկ ամինաթթուներ.

գլիցին, գլյու,Գ,Գլայ

ալանին, ալա, Ա, Ալա

վալին, լիսեռ,Վ,Վալ*

լեյցին, լեյ,Լ,Լեյ*

իզոլեյցին, տիղմ,Ես, Իլե*

Այս ամինաթթուները կողային շղթայում չեն պարունակում հետերոատոմներ կամ ցիկլային խմբեր և բնութագրվում են ընդգծված ցածր բևեռականությամբ։

ցիստեին, cis, Cys

մեթիոնին, մեթ,M,Met*

3. Արոմատիկ ամինաթթուներ.

ֆենիլալանին, Ֆեն,Ֆ,Ֆե*

թիրոզին, հրաձգարան,Y,Tyr

տրիպտոֆան, երեք,Վ,Տրպ*

հիստիդին, gis,Հ,Նրա

Արոմատիկ ամինաթթուները պարունակում են մեզոմերային ռեզոնանսային կայունացված ցիկլեր: Այս խմբում միայն ամինաթթու ֆենիլալանինն է ցուցադրում ցածր բևեռականություն, թիրոզինը և տրիպտոֆանը բնութագրվում են նկատելի բևեռականությամբ, իսկ հիստիդինը նույնիսկ բարձր բևեռականությամբ: Հիստիդինը կարող է դասակարգվել նաև որպես հիմնական ամինաթթու:

4. Չեզոք ամինաթթուներ.

սերին, մոխրագույն,Ս,Սեր

թրեոնին, tre,Տ,Թր*

ասպարագին, ասն,Ն,Ասն

գլուտամին, gln, Q, Gln

Չեզոք ամինաթթուները պարունակում են հիդրոքսիլ կամ կարբոքսամիդ խմբեր։ Չնայած ամիդային խմբերը ոչ իոնային են, ասպարագինի և գլուտամինի մոլեկուլները խիստ բևեռային են:

5. Թթվային ամինաթթուներ.

ասպարտաթթու (ասպարտատ), ասպ,Դ,Ասպ

գլուտամինաթթու (գլուտամատ), գլյու, E, գլյու

Թթվային ամինաթթուների կողային շղթաների կարբոքսիլային խմբերն ամբողջությամբ իոնացված են ֆիզիոլոգիական pH արժեքների ողջ տիրույթում։

6. Հիմնական ամինաթթուներ.

լիզին, լ սկսած,Կ,Լիս*

արգինին, արգ,Ռ,Արգ

Հիմնական ամինաթթուների կողային շղթաներն ամբողջությամբ պրոտոնացված են չեզոք pH-ի տարածքում: Բարձր հիմնային և շատ բևեռային ամինաթթու է արգինինը, որը պարունակում է գուանիդինի մաս:

7. Imino թթու:

պրոլին, մասին,P,Pro

Պրոլինի կողային շղթան բաղկացած է հնգանդամ օղակից, ներառյալ α-ածխածնի ատոմը և α-ամինո խումբը։ Հետեւաբար, պրոլինը, խիստ ասած, ոչ թե ամինաթթու է, այլ իմինաթթու։ Օղակում ազոտի ատոմը թույլ հիմք է և պրոտոնացված չէ pH-ի ֆիզիոլոգիական արժեքներում: Իր ցիկլային կառուցվածքի շնորհիվ պրոլինը պոլիպեպտիդային շղթայում թեքություններ է առաջացնում, ինչը շատ կարևոր է կոլագենի կառուցվածքի համար։

Թվարկված ամինաթթուներից մի քանիսը չեն կարող սինթեզվել մարդու օրգանիզմում և դրանք պետք է մատակարարվեն սննդով։ Այս էական ամինաթթուները նշվում են աստղանիշներով:

Ինչպես նշվեց վերևում, պրոտեինոգեն ամինաթթուները մի քանի արժեքավոր կենսաբանական ակտիվ մոլեկուլների պրեկուրսորներն են:

Երկու բիոգեն ամիններ՝ β-ալանինը և ցիստեամինը, մտնում են կոֆերմենտի A-ի մեջ (կոէնզիմները ջրում լուծվող վիտամինների ածանցյալներ են, որոնք կազմում են բարդ ֆերմենտների ակտիվ կենտրոնը): β-Ալանինը ձևավորվում է ասպարաթթվի դեկարբոքսիլացմամբ, իսկ ցիստեամինը` ցիստեինի դեկարբոքսիլացմամբ.

β-ալանին
ցիստեամին

Գլուտամինաթթվի մնացորդը մեկ այլ կոֆերմենտի մաս է՝ տետրահիդրոֆոլաթթու, որը վիտամին B c-ի ածանցյալն է:

Կենսաբանորեն արժեքավոր այլ մոլեկուլներ լեղաթթուների կոնյուգացիաներն են ամինաթթու գլիկինի հետ: Այս կոնյուգատներն ավելի ուժեղ թթուներ են, քան հիմքերը, առաջանում են լյարդում և առկա են լեղու մեջ աղերի տեսքով։

գլիկոխոլաթթու

Proteinogenic amino թթուները որոշ հակաբիոտիկների պրեկուրսորներ են՝ կենսաբանորեն ակտիվ նյութեր, որոնք սինթեզվում են միկրոօրգանիզմների կողմից և ճնշում են բակտերիաների, վիրուսների և բջիջների տարածումը: Դրանցից ամենահայտնին պենիցիլիններն ու ցեֆալոսպորիններն են, որոնք կազմում են β-լակտամ հակաբիոտիկների խումբը և արտադրվում են սեռի բորբոսների միջոցով: Պենիցիլիում. Դրանք բնութագրվում են իրենց կառուցվածքում ռեակտիվ β-լակտամ օղակի առկայությամբ, որի օգնությամբ նրանք արգելակում են գրամ-բացասական միկրոօրգանիզմների բջջային պատերի սինթեզը։

պենիցիլինների ընդհանուր բանաձևը

Ամինաթթուներից դեկարբոքսիլացման միջոցով ստացվում են կենսագեն ամիններ՝ նեյրոհաղորդիչներ, հորմոններ և հիստոհորմոններ։

Ամինաթթուները՝ գլիկինը և գլյուտամատը, ինքնին նյարդային հաղորդիչներ են կենտրոնական նյարդային համակարգում։

դոֆամին (նեյրոհաղորդիչ) նորեպինեֆրին (նեյրոհաղորդիչ)

ադրենալին (հորմոն) հիստամին (հաղորդիչ և հիստոհորմոն)

սերոտոնին (նեյրոհաղորդիչ և հիստոհորմոն) GABA (նեյրոհաղորդիչ)

թիրոքսին (հորմոն)

Տրիպտոֆանի ամինաթթվի ածանցյալը բնական ամենահայտնի ուկսինն է՝ ինդոլիլքացախաթթուն: Աուքսինները բույսերի աճի կարգավորիչներ են, խթանում են աճող հյուսվածքների տարբերակումը, կամբիումի, արմատների աճը, արագացնում են մրգերի աճը և հին տերևների քայքայումը, դրանց հակառակորդները աբսիցինաթթուն են։

indolylacetic թթու

Ամինաթթուների ածանցյալներ են նաև ալկալոիդները՝ հիմնական բնույթի բնական ազոտ պարունակող միացություններ, որոնք առաջանում են բույսերում։ Այս միացությունները չափազանց ակտիվ ֆիզիոլոգիական միացություններ են, որոնք լայնորեն օգտագործվում են բժշկության մեջ: Ալկալոիդների օրինակները ներառում են ֆենիլալանինի ածանցյալ պապավերինը, կակաչ քնաբերի իզոկինոլին ալկալոիդը (հակասպազմոդիկ), և տրիպտոֆանի ածանցյալ ֆիզոստիգմինը, ինդոլ ալկալոիդը Calabar լոբիից (հակաքոլինէսթերազային դեղամիջոց):

պապավերին ֆիզոստիգմին

Ամինաթթուները կենսատեխնոլոգիայի չափազանց հայտնի առարկաներ են: Ամինաթթուների քիմիական սինթեզի շատ տարբերակներ կան, բայց արդյունքը ամինաթթուների ռասեմատներ է: Քանի որ ամինաթթուների միայն L-իզոմերները հարմար են սննդի արդյունաբերության և բժշկության համար, ռասեմիկ խառնուրդները պետք է բաժանվեն էնանտիոմերների, ինչը լուրջ խնդիր է ստեղծում: Հետևաբար, բիոտեխնոլոգիական մոտեցումն առավել տարածված է՝ ֆերմենտային սինթեզ՝ անշարժացված ֆերմենտների միջոցով և մանրէաբանական սինթեզ՝ օգտագործելով ամբողջ մանրէաբանական բջիջները։ Վերջին երկու դեպքում էլ ստացվում են մաքուր L-իզոմերներ։

Ամինաթթուները օգտագործվում են որպես սննդային հավելումներ և կերային բաղադրիչներ։ Գլուտամինաթթուն ուժեղացնում է մսի համը, վալինը և լեյցինը լավացնում են թխած մթերքի համը, գլիցինը և ցիստեինը օգտագործվում են որպես հակաօքսիդանտներ պահածոյացման մեջ: D-տրիպտոֆանը կարող է օգտագործվել որպես շաքարի փոխարինող, քանի որ այն շատ անգամ ավելի քաղցր է: Լիզինը ավելացվում է գյուղատնտեսական կենդանիների կերերին, քանի որ բուսական սպիտակուցների մեծ մասը պարունակում է քիչ քանակությամբ էական ամինաթթու լիզին:

Ամինաթթուները լայնորեն կիրառվում են բժշկական պրակտիկայում։ Սրանք ամինաթթուներ են, ինչպիսիք են մեթիոնինը, հիստիդինը, գլուտամին և ասպարտիկ թթուները, գլիցինը, ցիստեինը, վալինը:

Վերջին տասնամյակում ամինաթթուները սկսեցին ավելացնել կոսմետիկ արտադրանքներին՝ մաշկի և մազերի խնամքի համար։

Քիմիապես ձևափոխված ամինաթթուները լայնորեն օգտագործվում են նաև արդյունաբերության մեջ որպես մակերևութային ակտիվ նյութեր պոլիմերների սինթեզի, լվացող միջոցների, էմուլգատորների և վառելիքի հավելումների արտադրության մեջ։

ՍՊԻՏԱԿՈՒՆՆԵՐ

Սպիտակուցները բարձր մոլեկուլային նյութեր են, որոնք բաղկացած են ամինաթթուներից, որոնք կապված են պեպտիդային կապերով:

Հենց սպիտակուցներն են սերնդից սերունդ փոխանցվող գենետիկական տեղեկատվության արգասիք և իրականացնում են բջջի բոլոր կենսագործունեությունները:

Սպիտակուցների գործառույթները.

Կատալիզատոր ֆունկցիա. Սպիտակուցների ամենաբազմաթիվ խումբը բաղկացած է ֆերմենտներից՝ կատալիտիկ ակտիվությամբ սպիտակուցներ, որոնք արագացնում են քիմիական ռեակցիաները։ Ֆերմենտների օրինակներ են պեպսինը, ալկոհոլային դեհիդրոգենազը, գլուտամին սինթետազը։

Կառուցվածքային գործառույթ. Կառուցվածքային սպիտակուցները պատասխանատու են բջիջների և հյուսվածքների ձևի և կայունության պահպանման համար, դրանք ներառում են կերատիններ, կոլագեն, ֆիբրոին:

Տրանսպորտային գործառույթ: Տրանսպորտային սպիտակուցները տեղափոխում են մոլեկուլներ կամ իոններ մի օրգանից մյուսը կամ բջջի ներսում թաղանթներով, օրինակ՝ հեմոգլոբին, շիճուկային ալբումին, իոնային ուղիներ:

Պաշտպանիչ գործառույթ. Հոմեոստազի համակարգի սպիտակուցները պաշտպանում են օրգանիզմը պաթոգեններից, օտար ինֆորմացիայից, արյան կորստից՝ իմունոգոլոբուլիններից, ֆիբրինոգենից, թրոմբինից։

Կարգավորող գործառույթ. Սպիտակուցները կատարում են ազդանշանային նյութերի գործառույթները՝ որոշ հորմոններ, հիստոհորմոններ և նյարդային հաղորդիչներ, հանդիսանում են ցանկացած կառուցվածքի ազդանշանային նյութերի ընկալիչներ և ապահովում են ազդանշանի հետագա փոխանցումը բջջի կենսաքիմիական ազդանշանային շղթաներում: Օրինակները ներառում են աճի հորմոն սոմատոտրոպին, հորմոն ինսուլին, H- և M-cholinergic ընկալիչները:

Շարժիչի գործառույթ: Սպիտակուցների օգնությամբ իրականացվում են կծկման և այլ կենսաբանական շարժման գործընթացները։ Օրինակներ են տուբուլինը, ակտինը, միոզինը:

Պահեստային գործառույթ. Բույսերը պարունակում են պահուստային սպիտակուցներ, որոնք արժեքավոր սննդանյութեր են, կենդանիների օրգանիզմում մկանային սպիտակուցները ծառայում են որպես պահուստային սննդանյութեր, որոնք մոբիլիզացվում են խիստ անհրաժեշտության դեպքում:

Սպիտակուցները բնութագրվում են կառուցվածքային կազմակերպման մի քանի մակարդակների առկայությամբ:

Առաջնային կառուցվածքըՍպիտակուցը պոլիպեպտիդային շղթայում ամինաթթուների մնացորդների հաջորդականությունն է։ Պեպտիդային կապը կարբոքսամիդային կապ է մեկ ամինաթթվի α-կարբոքսիլ խմբի և մեկ այլ ամինաթթվի α-ամինո խմբի միջև։

ալանիլֆենիլալանիլցիստեյլպրոլին

Պեպտիդային կապն ունի մի քանի առանձնահատկություններ.

ա) այն ռեզոնանսային կայունացված է և, հետևաբար, գտնվում է գործնականում նույն հարթության վրա՝ հարթ. C-N կապի շուրջ պտույտը պահանջում է մեծ էներգիա և դժվար է.

բ) -CO-NH- կապն ունի հատուկ բնույթ, այն ավելի փոքր է, քան սովորականը, բայց ավելի մեծ է, քան կրկնակի, այսինքն, կա keto-enol տաուտոմերիզմ.

գ) պեպտիդային կապի հետ կապված փոխարինիչներ են գտնվում տրանս-դիրք;

դ) պեպտիդային ողնաշարը շրջապատված է տարբեր բնույթի կողային շղթաներով՝ փոխազդելով շրջակա լուծիչի մոլեկուլների հետ, ազատ կարբոքսիլային և ամինային խմբերը իոնացվում են՝ ձևավորելով սպիտակուցի մոլեկուլի կատիոնային և անիոնային կենտրոններ։ Կախված դրանց հարաբերակցությունից՝ սպիտակուցի մոլեկուլը ստանում է ընդհանուր դրական կամ բացասական լիցք, ինչպես նաև բնութագրվում է շրջակա միջավայրի այս կամ այն ​​pH արժեքով, երբ հասնում է սպիտակուցի իզոէլեկտրական կետին։ Ռադիկալները սպիտակուցի մոլեկուլի ներսում ձևավորում են աղի, եթերային և դիսուլֆիդային կամուրջներ, ինչպես նաև որոշում են սպիտակուցներին բնորոշ ռեակցիաների շրջանակը։

Ներկայումս համաձայնեցված է, որ 100 և ավելի ամինաթթուների մնացորդներից բաղկացած պոլիմերները համարվում են սպիտակուցներ, պոլիպեպտիդները՝ 50-100 ամինաթթուների մնացորդներից բաղկացած պոլիմերներ, իսկ ցածր մոլեկուլային պեպտիդները՝ 50-ից պակաս ամինաթթուների մնացորդներից բաղկացած պոլիմերներ։

Որոշ ցածր մոլեկուլային քաշի պեպտիդներ անկախ կենսաբանական դեր են խաղում: Այս պեպտիդներից մի քանիսի օրինակներ.

Գլուտատիոնը՝ γ-gluc-cis-gly-ը ներբջջային ամենատարածված պեպտիդներից մեկն է, որը մասնակցում է բջիջներում օքսիդացման ռեդոքս գործընթացներին և կենսաբանական թաղանթներով ամինաթթուների տեղափոխմանը:

Carnosine - β-ala-gis - կենդանիների մկաններում պարունակվող պեպտիդ, վերացնում է լիպիդային պերօքսիդի քայքայման արտադրանքը, արագացնում է մկաններում ածխաջրերի քայքայումը և մասնակցում է մկանների էներգետիկ նյութափոխանակությանը ֆոսֆատի տեսքով:

Վազոպրեսինը գեղձի գեղձի հետին բլթի հորմոն է, որը մասնակցում է մարմնում ջրի նյութափոխանակության կարգավորմանը.

Ֆալոիդինը ճանճային ագարիկի թունավոր պոլիպեպտիդ է, որը չնչին կոնցենտրացիաներում առաջացնում է մարմնի մահ՝ բջիջներից ֆերմենտների և կալիումի իոնների արտազատման պատճառով.

Գրամիցիդինը հակաբիոտիկ է, որը գործում է բազմաթիվ գրամ դրական բակտերիաների վրա, փոխում է կենսաբանական թաղանթների թափանցելիությունը ցածր մոլեկուլային քաշի միացությունների և առաջացնում է բջիջների մահ.

Մեթ-enkephalin - tyr-gly-gly-phen-met - պեպտիդ, որը սինթեզվում է նեյրոններում և նվազեցնում ցավը:

Սպիտակուցի երկրորդական կառուցվածքըտարածական կառուցվածք է, որը ձևավորվել է պեպտիդային ողնաշարի ֆունկցիոնալ խմբերի փոխազդեցության արդյունքում։

Պեպտիդային շղթան պարունակում է պեպտիդային կապերի բազմաթիվ CO և NH խմբեր, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է մասնակցել ջրածնային կապերի ձևավորմանը: Գոյություն ունեն երկու հիմնական տիպի կառուցվածքներ, որոնք թույլ են տալիս դա տեղի ունենալ՝ α-խխունջ, որում շղթան ոլորված է հեռախոսի լարերի նման, և ծալված β-կառույց, որի մեջ մեկ կամ մի քանի շղթաների երկարացված հատվածները դրված են կողք կողքի։ կողմը. Այս երկու կառույցներն էլ շատ կայուն են։

α-խխունջը բնութագրվում է ոլորված պոլիպեպտիդային շղթայի չափազանց խիտ փաթեթավորմամբ; աջակողմյան պարույրի յուրաքանչյուր պտույտի համար կա 3,6 ամինաթթուների մնացորդ, որոնց ռադիկալները միշտ ուղղված են դեպի դուրս և մի փոքր ետ, այսինքն. պոլիպեպտիդային շղթայի սկիզբը.

α-խխունջի հիմնական բնութագրերը.

α-խխունջը կայունացվում է ջրածնի կապերով ջրածնի ատոմի պեպտիդ խմբի ազոտի և մնացորդի կարբոնիլ թթվածնի միջև, որը գտնվում է շղթայի երկայնքով չորս դիրքում.

Բոլոր պեպտիդային խմբերը մասնակցում են ջրածնային կապի ձևավորմանը, ինչը ապահովում է α-խխունջի առավելագույն կայունությունը;

պեպտիդային խմբերի բոլոր ազոտի և թթվածնի ատոմները ներգրավված են ջրածնային կապերի ձևավորման մեջ, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է α-պտուտակային շրջանների հիդրոֆիլությունը և մեծացնում դրանց հիդրոֆոբությունը.

α-խխունջը ձևավորվում է ինքնաբերաբար և պոլիպեպտիդային շղթայի ամենակայուն կոնֆորմացիան է, որը համապատասխանում է նվազագույն ազատ էներգիային.

L-ամինաթթուների պոլիպեպտիդային շղթայում աջակողմյան պարույրը, որը սովորաբար հայտնաբերվում է սպիտակուցներում, շատ ավելի կայուն է, քան ձախլիկը։

α-խխունջի ձևավորման հնարավորությունը պայմանավորված է սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքով: Որոշ ամինաթթուներ կանխում են պեպտիդային ողնաշարի ոլորումը: Օրինակ, հարակից գլյուտամատի և ասպարտատի կարբոքսիլային խմբերը փոխադարձաբար վանում են միմյանց, ինչը թույլ չի տալիս α-խխունջում ջրածնային կապերի ձևավորումը։ Նույն պատճառով, շղթայի ուղղաձիգացումը դժվար է այն վայրերում, որտեղ դրական լիցքավորված լիզինի և արգինինի մնացորդները գտնվում են միմյանց մոտ: Այնուամենայնիվ, պրոլինը ամենամեծ դերն է խաղում α-խխունջի կոտրման գործում։ Նախ, պրոլինում ազոտի ատոմը կոշտ օղակի մի մասն է, որը կանխում է պտույտը N-C կապի շուրջ, և երկրորդը, պրոլինը ջրածնային կապ չի ստեղծում ազոտի ատոմում ջրածնի բացակայության պատճառով:

β-շերտը շերտավոր կառուցվածք է, որը ձևավորվում է ջրածնային կապերով գծային դասավորված պեպտիդային բեկորների միջև: Երկու շղթաները կարող են անկախ լինել կամ պատկանել նույն պոլիպեպտիդային մոլեկուլին: Եթե ​​շղթաներն ուղղված են նույն ուղղությամբ, ապա նման β- կառուցվածքը կոչվում է զուգահեռ։ Հակառակ շղթայի ուղղությունների դեպքում, այսինքն, երբ մի շղթայի N վերջնակետը համընկնում է մեկ այլ շղթայի C-վերջին, β կառուցվածքը կոչվում է հակազուգահեռ։ Էներգետիկ առումով ավելի նախընտրելի է հակազուգահեռ β-թերթը՝ գրեթե գծային ջրածնային կամուրջներով:

զուգահեռ β-ծալովի հակազուգահեռ β-ծալում

Ի տարբերություն α-խխունջի, որը հագեցած է ջրածնային կապերով, β-թերթի շղթայի յուրաքանչյուր հատված բաց է լրացուցիչ ջրածնային կապերի առաջացման համար։ Ամինաթթուների կողային ռադիկալները կողմնորոշված ​​են թերթի հարթությանը գրեթե ուղղահայաց՝ հերթով վեր ու վար։

Այն վայրերում, որտեղ պեպտիդային շղթան բավականին կտրուկ թեքում է, հաճախ հանդիպում է β-հանգույց։ Սա կարճ բեկոր է, որում 4 ամինաթթուների մնացորդները թեքված են 180°-ով և կայունացվում են մեկ ջրածնային կամրջով առաջին և չորրորդ մնացորդների միջև: Խոշոր ամինաթթուների ռադիկալները խանգարում են β-հանգույցի ձևավորմանը, ուստի այն ամենից հաճախ ներառում է ամենափոքր ամինաթթուն՝ գլիկինը:

Սպիտակուցի վերերկրորդային կառուցվածքը– սա երկրորդական կառույցների փոփոխության որոշակի կարգ է: Դոմենը հասկացվում է որպես սպիտակուցի մոլեկուլի առանձին մաս, որն ունի որոշակի աստիճանի կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ ինքնավարություն։ Դոմեններն այժմ համարվում են սպիտակուցի մոլեկուլների կառուցվածքի հիմնարար տարրեր, և α-պարույրների և β-թերթիկների դասավորության փոխհարաբերությունն ու բնույթն ավելին են ապահովում սպիտակուցի մոլեկուլների էվոլյուցիան և ֆիլոգենետիկ հարաբերությունները հասկանալու համար, քան առաջնային կառուցվածքների համեմատությունը: Էվոլյուցիայի հիմնական խնդիրն ավելի ու ավելի շատ նոր սպիտակուցներ նախագծելն է: Կա անսահման փոքր հավանականություն պատահաբար սինթեզելու ամինաթթուների հաջորդականությունը, որը կբավարարի փաթեթավորման պայմանները և կապահովի ֆունկցիոնալ առաջադրանքների կատարումը: Հետևաբար, սովորական է գտնել տարբեր գործառույթներով, բայց կառուցվածքով այնքան նման սպիտակուցներ, որ թվում է, թե դրանք ընդհանուր նախահայր են ունեցել կամ առաջացել են միմյանցից: Թվում է, թե էվոլյուցիան, երբ կանգնում է որոշակի խնդրի լուծման անհրաժեշտության հետ, նախընտրում է ոչ թե ի սկզբանե ձևավորել այդ նպատակով սպիտակուցներ, այլ հարմարեցնել արդեն իսկ կայացած կառույցները՝ հարմարեցնելով դրանք նոր նպատակների համար։

Հաճախակի կրկնվող վերերկրորդական կառույցների որոշ օրինակներ.

αα' - սպիտակուցներ, որոնք պարունակում են միայն α-պարուրակներ (միոգլոբին, հեմոգլոբին);

ββ' - սպիտակուցներ, որոնք պարունակում են միայն β- կառուցվածքներ (իմունոգոլոբուլիններ, սուպերօքսիդ դիսմուտազ);

βαβ’ – β-տակառի կառուցվածքը, յուրաքանչյուր β-շերտ գտնվում է տակառի ներսում և կապված է մոլեկուլի մակերեսի վրա գտնվող α-խխունջի հետ (տրիոզա ֆոսֆոիզոմերազ, լակտատդեհիդրոգենազ);

«Ցինկի մատ» - սպիտակուցի հատված, որը բաղկացած է 20 ամինաթթուների մնացորդներից, ցինկի ատոմը կապված է երկու ցիստեինի և երկու հիստիդինի մնացորդների հետ, ինչի արդյունքում ձևավորվում է մոտավորապես 12 ամինաթթվի մնացորդներից բաղկացած «մատ», որը կարող է կապվել: ԴՆԹ-ի մոլեկուլի կարգավորող շրջաններին;

«Լեյցինի կայծակաճարմանդ» - փոխազդող սպիտակուցներն ունեն α-պտուտակային շրջան, որը պարունակում է առնվազն 4 լեյցինի մնացորդ, դրանք գտնվում են միմյանցից 6 ամինաթթուների հեռավորության վրա, այսինքն՝ գտնվում են յուրաքանչյուր երկրորդ պտույտի մակերեսին և կարող են հիդրոֆոբ կապեր ձևավորել մեկ այլ լեյցինի մնացորդների հետ։ սպիտակուց. Լեյցինի կայծակաճարմանդների օգնությամբ, օրինակ, ուժեղ հիմնային հիստոնային սպիտակուցների մոլեկուլները կարող են բարդացվել՝ հաղթահարելով դրական լիցքը։

Սպիտակուցի երրորդական կառուցվածքը- սա սպիտակուցի մոլեկուլի տարածական դասավորությունն է, որը կայունացել է ամինաթթուների կողային ռադիկալների միջև կապերով:

Կապերի տեսակները, որոնք կայունացնում են սպիտակուցի երրորդական կառուցվածքը.

էլեկտրաստատիկ ջրածնի հիդրոֆոբ դիսուլֆիդ

փոխազդեցություն հաղորդակցություն փոխազդեցություն հաղորդակցություն

Կախված երրորդային կառուցվածքի ծալքից՝ սպիտակուցները կարելի է դասակարգել երկու հիմնական տեսակի՝ ֆիբրիլային և գնդաձև։

Ֆիբրիլային սպիտակուցները երկար, թելման մոլեկուլներ են, որոնք չեն լուծվում ջրում, որոնց պոլիպեպտիդային շղթաները երկարացված են մեկ առանցքի երկայնքով։ Դրանք հիմնականում կառուցվածքային և կծկվող սպիտակուցներ են: Ամենատարածված ֆիբրիլային սպիտակուցների մի քանի օրինակներ են.

α-կերատիններ. Սինթեզվում է էպիդերմիսի բջիջներով: Դրանց բաժին է ընկնում մազերի, մորթի, փետուրների, եղջյուրների, եղունգների, ճանկերի, կեղևների, թեփուկների, սմբակների և կրիայի պատյան գրեթե ամբողջ չոր քաշը, ինչպես նաև մաշկի արտաքին շերտի ծանրության զգալի մասը: Սա սպիտակուցների մի ամբողջ ընտանիք է, դրանք նման են ամինաթթուների բաղադրությամբ, պարունակում են բազմաթիվ ցիստեինի մնացորդներ և ունեն պոլիպեպտիդային շղթաների նույն տարածական դասավորությունը: Մազային բջիջներում կերատինի պոլիպեպտիդային շղթաները սկզբում կազմակերպվում են մանրաթելերի մեջ, որոնցից հետո կառուցվածքներ են ձևավորվում պարանի կամ ոլորված մալուխի նման՝ ի վերջո լրացնելով բջջի ողջ տարածությունը: Մազային բջիջները հարթվում են և վերջապես մահանում, իսկ բջջային պատերը յուրաքանչյուր մազի շուրջ ձևավորում են խողովակաձև պատյան, որը կոչվում է կուտիկուլ: α-կերատինում պոլիպեպտիդային շղթաներն ունեն α-խխունջի ձև, որոնք իրար շուրջ պտտվում են երեք միջուկային մալուխի մեջ՝ առաջացնելով խաչաձև դիսուլֆիդային կապեր։ N-տերմինալ մնացորդները գտնվում են նույն կողմում (զուգահեռ): Կերատինները ջրում անլուծելի են, քանի որ դրանց բաղադրության մեջ ամինաթթուները գերակշռում են ոչ բևեռային կողմնակի ռադիկալներով, որոնք կանգնած են ջրային փուլին: Պերմի ժամանակ տեղի են ունենում հետևյալ պրոցեսները՝ նախ դիսուլֆիդային կամուրջները քայքայվում են թիոլներով ռեդուկցիայի միջոցով, իսկ հետո, երբ մազերին անհրաժեշտ ձև է տրվում, այն չորանում է տաքացնելով, մինչդեռ մթնոլորտային թթվածնով օքսիդացումից առաջանում են նոր դիսուլֆիդային կամուրջներ։ , որոնք պահպանում են սանրվածքի ձևը։

β-կերատիններ. Դրանք ներառում են մետաքս և սարդոստայնի ֆիբրոին: Դրանք հակազուգահեռ β ծալքավոր շերտեր են՝ բաղադրության մեջ գլիցինի, ալանինի և սերինի գերակշռությամբ։

Կոլագեն. Ամենատարածված սպիտակուցը բարձրակարգ կենդանիների մեջ և շարակցական հյուսվածքների հիմնական ֆիբրիլյար սպիտակուցը։ Կոլագենը սինթեզվում է ֆիբրոբլաստներում և քոնդրոցիտներում՝ շարակցական հյուսվածքի մասնագիտացված բջիջներում, որոնցից հետո այն դուրս է մղվում։ Կոլագենային մանրաթելերը հայտնաբերված են մաշկի, ջլերի, աճառի և ոսկորների մեջ: Նրանք չեն ձգվում, ավելի ամուր են, քան պողպատե մետաղալարերը, իսկ կոլագենի մանրաթելերը բնութագրվում են լայնակի շերտերով: Ջրի մեջ եփվելիս մանրաթելային, չլուծվող և չմարսվող կոլագենը որոշ կովալենտային կապերի հիդրոլիզի միջոցով վերածվում է ժելատինի։ Կոլագենը պարունակում է 35% գլիցին, 11% ալանին, 21% պրոլին և 4-հիդրօքսիպրոլին (ամինաթթու, որը յուրահատուկ է կոլագենին և էլաստինին): Այս բաղադրությունը որոշում է ժելատինի՝ որպես սննդի սպիտակուցի համեմատաբար ցածր սննդային արժեքը։ Կոլագենային մանրաթելերը կազմված են կրկնվող պոլիպեպտիդային ստորաբաժանումներից, որոնք կոչվում են տրոպոկոլագեն: Այս ստորաբաժանումները դասավորված են ֆիբրիլի երկայնքով զուգահեռ կապոցների տեսքով՝ գլխից պոչ: Գլխների տեղաշարժը տալիս է բնորոշ լայնակի շերտավորում։ Այս կառուցվածքի դատարկությունները, անհրաժեշտության դեպքում, կարող են ծառայել որպես հիդրօքսիապատիտ Ca 5 (OH) (PO 4) 3 բյուրեղների նստեցման վայր, որը կարևոր դեր է խաղում ոսկրերի հանքայնացման գործում:

Տրոպոկոլագենի ստորաբաժանումները բաղկացած են երեք պոլիպեպտիդային շղթայից, որոնք սերտորեն ոլորված են երեք շղթայական պարանի մեջ, որոնք տարբերվում են α- և β-կերատիններից: Որոշ կոլագեններում բոլոր երեք շղթաներն ունեն նույն ամինաթթուների հաջորդականությունը, մինչդեռ մյուսներում միայն երկու շղթաներ են նույնական, իսկ երրորդը տարբեր է: Տրոպոկոլագենի պոլիպեպտիդային շղթան ձևավորում է ձախակողմյան խխունջ՝ մեկ հերթափոխում ընդամենը երեք ամինաթթուների մնացորդներով՝ պրոլինի և հիդրօքսիպրոլինի հետևանքով առաջացած շղթայի թեքությունների պատճառով: Երեք շղթաները միմյանց հետ կապված են, բացի ջրածնային կապերից, կովալենտային տիպի կապով, որը ձևավորվում է հարակից շղթաներում տեղակայված երկու լիզինի մնացորդների միջև.

Երբ մենք մեծանում ենք, ավելի շատ խաչաձև կապեր են ձևավորվում տրոպոկոլագենի ենթամիավորների մեջ և դրանց միջև՝ դարձնելով կոլագենի մանրաթելերը ավելի կոշտ և փխրուն, և դա փոխում է աճառի և ջլերի մեխանիկական հատկությունները, ոսկորները դարձնում ավելի փխրուն և նվազեցնում եղջերաթաղանթի թափանցիկությունը։ .

Էլաստին. Պարունակվում է կապանների դեղին առաձգական հյուսվածքի և մեծ զարկերակների պատերի շարակցական հյուսվածքի առաձգական շերտում։ Էլաստինի մանրաթելերի հիմնական ենթամիավորը տրոպոէլաստինն է։ Էլաստինը հարուստ է գլիցինով և ալանինով, պարունակում է շատ լիզին և քիչ պրոլին։ Էլաստինի պարուրաձև հատվածները ձգվում են, երբ լարում են, բայց վերադառնում են իրենց սկզբնական երկարությանը, երբ բեռը հանվում է: Չորս տարբեր շղթաների լիզինի մնացորդները միմյանց հետ կազմում են կովալենտային կապեր և թույլ են տալիս էլաստինին շրջելիորեն ձգվել բոլոր ուղղություններով։

Գնդիկավոր սպիտակուցները սպիտակուցներ են, որոնց պոլիպեպտիդային շղթան ծալված է կոմպակտ գնդիկի մեջ և ունակ են կատարել բազմաթիվ գործառույթներ:

Առավել հարմար է դիտարկել գնդային սպիտակուցների երրորդական կառուցվածքը՝ օգտագործելով միոգլոբինի օրինակը: Միոգլոբինը համեմատաբար փոքր թթվածին կապող սպիտակուց է, որը հայտնաբերված է մկանային բջիջներում: Այն պահպանում է կապված թթվածինը և նպաստում է դրա տեղափոխմանը միտոքոնդրիային: Միոգլոբինի մոլեկուլը պարունակում է մեկ պոլիպեպտիդ շղթա և մեկ հեմոխմբ (հեմ)՝ ​​պրոտոպորֆիրինի համալիր երկաթի հետ։ Միոգլոբինի հիմնական հատկությունները.

ա) միոգլոբինի մոլեկուլն այնքան կոմպակտ է, որ դրա ներսում կարող են տեղավորվել միայն 4 ջրի մոլեկուլ.

բ) բոլոր բևեռային ամինաթթուների մնացորդները, բացառությամբ երկուսի, գտնվում են մոլեկուլի արտաքին մակերեսին, և բոլորը գտնվում են հիդրատացված վիճակում.

գ) հիդրոֆոբ ամինաթթուների մնացորդների մեծ մասը գտնվում է միոգլոբինի մոլեկուլի ներսում և, հետևաբար, պաշտպանված է ջրի հետ շփումից.

դ) միոգլոբինի մոլեկուլի չորս պրոլինի մնացորդներից յուրաքանչյուրը գտնվում է պոլիպեպտիդային շղթայի ճկման տեղում, սերինի, տրեոնինի և ասպարագինի մնացորդները գտնվում են այլ ճկման վայրերում, քանի որ նման ամինաթթուները կանխում են α-խխունջի ձևավորումը, եթե դրանք: գտնվում են միմյանց կողքին;

ե) հարթ հեմ խումբը գտնվում է մոլեկուլի մակերևույթի մոտ գտնվող խոռոչում (գրպանում), երկաթի ատոմն ունի երկու կոորդինացիոն կապեր, որոնք ուղղահայաց են հեմային հարթությանը, որոնցից մեկը կապված է հիստիդինի մնացորդի 93-ին, իսկ մյուսը կապում է. թթվածնի մոլեկուլ:

Երրորդական կառուցվածքից սկսած՝ սպիտակուցը ունակ է դառնում կատարել իր բնածին կենսաբանական գործառույթները։ Սպիտակուցների գործունեության հիմքն այն է, որ երբ սպիտակուցի մակերեսին դրվում է երրորդական կառուցվածք, ձևավորվում են տարածքներ, որոնք կարող են կցել այլ մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են լիգանդներ: Սպիտակուցի փոխազդեցության բարձր սպեցիֆիկությունը լիգանդի հետ ապահովվում է ակտիվ կենտրոնի կառուցվածքի կոմպլեմենտարությամբ լիգանդի կառուցվածքին։ Կոմպլեմենտարությունը փոխազդող մակերեսների տարածական և քիմիական համապատասխանությունն է: Սպիտակուցների մեծ մասի համար երրորդական կառուցվածքը ծալման առավելագույն մակարդակն է:

Չորրորդական սպիտակուցի կառուցվածքը- երկու կամ ավելի պոլիպեպտիդային շղթաներից բաղկացած սպիտակուցներին բնորոշ՝ բացառապես ոչ կովալենտային կապերով, հիմնականում՝ էլեկտրաստատիկ և ջրածնով։ Ամենից հաճախ սպիտակուցները պարունակում են երկու կամ չորս ենթամիավորներ, ավելի քան չորս ենթամիավորներ սովորաբար պարունակում են կարգավորող սպիտակուցներ:

Չորրորդական կառուցվածք ունեցող սպիտակուցները հաճախ կոչվում են օլիգոմերային: Կան հոմոմերային և հետերոմերային սպիտակուցներ։ Հոմոմերային սպիտակուցները ներառում են սպիտակուցներ, որոնցում բոլոր ենթամիավորներն ունեն նույն կառուցվածքը, օրինակ՝ կատալազ ֆերմենտը բաղկացած է չորս բացարձակապես նույնական ենթամիավորներից։ Հետերոմերային սպիտակուցներն ունեն տարբեր ենթամիավորներ, օրինակ՝ ՌՆԹ պոլիմերազ ֆերմենտը բաղկացած է հինգ կառուցվածքային տարբեր ստորաբաժանումներից, որոնք կատարում են տարբեր գործառույթներ։

Մեկ ենթամիավորի փոխազդեցությունը կոնկրետ լիգանդի հետ առաջացնում է կոնֆորմացիոն փոփոխություններ ամբողջ օլիգոմերային սպիտակուցում և փոխում է այլ ենթամիավորների կապը լիգանդների նկատմամբ։

Սպիտակուցի չորրորդական կառուցվածքը կարելի է դիտարկել՝ օգտագործելով հեմոգլոբինի օրինակը: Պարունակում է չորս պոլիպեպտիդ շղթաներ և չորս հեմ պրոթեզային խմբեր, որոնցում երկաթի ատոմները գտնվում են երկաթի Fe 2+ ձևով։ Մոլեկուլի սպիտակուցային մասը՝ գլոբինը, բաղկացած է երկու α-շղթայից և երկու β-շղթայից, որոնք պարունակում են մինչև 70% α-պարույրներ։ Չորս շղթաներից յուրաքանչյուրն ունի բնորոշ երրորդական կառուցվածք, և յուրաքանչյուր շղթայի հետ կապված է մեկ հեմո խումբ: Տարբեր շղթաների հեմերը գտնվում են միմյանցից համեմատաբար հեռու և ունեն թեքության տարբեր անկյուններ։ Երկու α-շղթաների և երկու β-շղթաների միջև ձևավորվում են մի քանի ուղիղ շփումներ, մինչդեռ α 1 β 1 և α 2 β 2 տիպի բազմաթիվ շփումներ, որոնք ձևավորվում են հիդրոֆոբ ռադիկալներով, առաջանում են α և β շղթաների միջև: α 1 β 1-ի և α 2 β 2-ի միջև մնում է ալիք:

Ի տարբերություն միոգլոբինի, հեմոգլոբինը բնութագրվում է թթվածնի նկատմամբ զգալիորեն ցածր մերձեցմամբ, ինչը թույլ է տալիս հյուսվածքներում առկա թթվածնի ցածր մասնակի ճնշման դեպքում նրանց տալ կապված թթվածնի զգալի մասը: Թթվածինն ավելի հեշտ է կապվում հեմոգլոբինի երկաթի հետ ավելի բարձր pH արժեքներով և թոքերի ալվեոլներին բնորոշ CO 2 ցածր կոնցենտրացիաներով. Հեմոգլոբինից թթվածնի արտազատումը նպաստում է pH-ի ցածր արժեքներին և հյուսվածքներին բնորոշ CO 2-ի բարձր կոնցենտրացիաներին:

Բացի թթվածնից, հեմոգլոբինը կրում է ջրածնի իոններ, որոնք կապվում են շղթաներում գտնվող հիստիդինի մնացորդների հետ։ Հեմոգլոբինը նաև կրում է ածխածնի երկօքսիդ, որը կցվում է չորս պոլիպեպտիդային շղթաներից յուրաքանչյուրի վերջնական ամինային խմբին, որի արդյունքում ձևավորվում է կարբամինոհեմոգլոբին.

2,3-diphosphoglycerate (DPG) նյութը առկա է էրիթրոցիտներում բավականին բարձր կոնցենտրացիաներով, դրա պարունակությունը մեծանում է բարձր բարձրություններ բարձրանալիս և հիպոքսիայի ժամանակ՝ հեշտացնելով թթվածնի արտազատումը հյուսվածքներում հեմոգլոբինից: DPG-ն գտնվում է α 1 β 1 և α 2 β 2 միջանցքում, փոխազդելով β-շղթաների դրականորեն աղտոտված խմբերի հետ: Երբ հեմոգլոբինը կապում է թթվածինը, DPG-ն դուրս է մղվում խոռոչից: Որոշ թռչունների արյան կարմիր բջիջները պարունակում են ոչ թե DPG, այլ ինոզիտոլ հեքսաֆոսֆատ, որն էլ ավելի է նվազեցնում հեմոգլոբինի կապը թթվածնի նկատմամբ:

2,3-դիֆոսֆոգլիցերատ (DPG)

HbA-ն նորմալ չափահաս հեմոգլոբին է, HbF-ը պտղի հեմոգլոբին է, ունի ավելի մեծ կապ O 2-ի նկատմամբ, HbS-ը հեմոգլոբին է մանգաղ բջջային անեմիայի դեպքում: Մանգաղ բջջային անեմիան լուրջ ժառանգական հիվանդություն է, որն առաջանում է հեմոգլոբինի գենետիկ աննորմալությունից: Հիվանդ մարդկանց արյան մեջ անսովոր մեծ թվով բարակ մանգաղաձև կարմիր արյան բջիջներ կան, որոնք առաջին հերթին հեշտությամբ պատռվում են, երկրորդ՝ խցանվում են արյան մազանոթները։ Մոլեկուլային մակարդակում հեմոգլոբին S-ը հեմոգլոբին A-ից տարբերվում է մեկ ամինաթթվի մնացորդով β-շղթաների 6-րդ դիրքում, որտեղ գլուտամինաթթվի մնացորդի փոխարեն հայտնաբերվում է վալին: Այսպիսով, հեմոգլոբին S-ը պարունակում է երկու պակաս բացասական լիցքեր. վալինի հայտնվելը հանգեցնում է մոլեկուլի մակերեսի վրա «կպչուն» հիդրոֆոբ կոնտակտի առաջացմանը, որի արդյունքում դեզօքսիգենացման ժամանակ դեզօքսիհեմոգլոբին S մոլեկուլները կպչում են իրար և ձևավորվում են անլուծելի, աննորմալ երկար։ թելի նման ագրեգատներ, որոնք հանգեցնում են կարմիր արյան բջիջների դեֆորմացմանը:

Ոչ մի հիմք չկա մտածելու, որ գոյություն ունի անկախ գենետիկական վերահսկողություն առաջնայինից վեր սպիտակուցային կառուցվածքային կազմակերպման մակարդակների ձևավորման վրա, քանի որ առաջնային կառուցվածքը որոշում է երկրորդական, երրորդական և չորրորդական (եթե այդպիսիք կան): Սպիտակուցի բնիկ կոնֆորմացիան թերմոդինամիկորեն ամենակայուն կառուցվածքն է տվյալ պայմաններում։

Դասախոսություն թիվ 1

ԹԵՄԱ՝ «Ամինաթթուներ».

Դասախոսության ուրվագիծը.

1. Ամինաթթուների բնութագրերը

2. Պեպտիդներ.

Ամինաթթուների բնութագրերը.

Ամինաթթուները օրգանական միացություններ են, ածխաջրածինների ածանցյալներ, որոնց մոլեկուլները ներառում են կարբոքսիլային և ամինային խմբեր։

Սպիտակուցները բաղկացած են ամինաթթուների մնացորդներից, որոնք կապված են պեպտիդային կապերով։ Ամինաթթուների կազմը վերլուծելու համար կատարվում է սպիտակուցի հիդրոլիզ, որին հաջորդում է ամինաթթուների մեկուսացումը: Դիտարկենք սպիտակուցներում ամինաթթուներին բնորոշ հիմնական օրինաչափությունները:

Այժմ հաստատվել է, որ սպիտակուցները պարունակում են ամինաթթուների անընդհատ առաջացող մի շարք: Դրանք 18-ն են, բացի նշվածներից, հայտնաբերվել են ևս 2 ամինաթթուների ամիդներ՝ ասպարագին և գլուտամին։ Նրանց բոլորն անվանվեցին մայոր(հաճախ հանդիպող) ամինաթթուներ. Դրանք հաճախ փոխաբերական իմաստով են հիշատակվում «կախարդական»ամինաթթուներ. Բացի հիմնական ամինաթթուներից, կան նաև հազվագյուտներ, որոնք հաճախ չեն հայտնաբերվում բնական սպիտակուցներում: Նրանք կոչվում են անչափահաս.

Գրեթե բոլոր սպիտակուցային ամինաթթուները պատկանում են α - ամինաթթուներ(ամինո խումբը գտնվում է կարբոքսիլ խմբից հետո առաջին ածխածնի ատոմում): Ելնելով վերը նշվածից, ամինաթթուների մեծ մասի համար գործում է ընդհանուր բանաձևը.

Ն.Հ. 2 -CH-COOH

Որտեղ R-ն տարբեր կառուցվածքներով ռադիկալներ են:

Դիտարկենք սպիտակուցային ամինաթթուների բանաձևերը, աղյուսակ. 2.

Բոլորը α - ամինաթթուները, բացառությամբ ամինաքացախի (գլիցինի), ունեն ասիմետրիկ α - ածխածնի ատոմ և գոյություն ունի երկու էնանտիոմերի տեսքով: Հազվագյուտ բացառություններով բնական ամինաթթուները պատկանում են L շարքին։ D գենետիկական շարքի ամինաթթուներ հայտնաբերվել են միայն բակտերիաների բջջային պատերում և հակաբիոտիկների մեջ։ Պտտման անկյունը 20-30 0 աստիճան է։ Պտտումը կարող է լինել աջ (7 ամինաթթու) կամ ձախ (10 ամինաթթու):

H— *—NH 2 H 2 N—*—H

D - կոնֆիգուրացիա L-կոնֆիգուրացիա

(բնական ամինաթթուներ)

Կախված ամինո կամ կարբոքսիլ խմբերի գերակշռությունից՝ ամինաթթուները բաժանվում են 3 ենթադասերի.

թթվային ամինաթթուներ.Կարբոքսիլային (թթվային) խմբերը գերակշռում են ամինային խմբերին (հիմնական), օրինակ՝ ասպարտիկ, գլուտամինաթթուները։

Չեզոք ամինաթթուներԽմբերի թիվը հավասար է. Գլիցին, ալանին և այլն:

Հիմնական ամինաթթուներ.Հիմնական (ամինախմբերը) գերակշռում են կարբոքսիլային (թթվային), օրինակ՝ լիզինին։

Ֆիզիկական և մի շարք քիմիական հատկություններով ամինաթթուները կտրուկ տարբերվում են համապատասխան թթուներից և հիմքերից։ Նրանք ավելի լավ են լուծվում ջրում, քան օրգանական լուծիչներում; լավ բյուրեղացված; ունեն բարձր խտություն և բացառիկ բարձր հալման կետեր: Այս հատկությունները ցույց են տալիս ամինային և թթվային խմբերի փոխազդեցությունը, որի արդյունքում ամինաթթուները պինդ վիճակում և լուծույթում (pH լայն տիրույթում) գտնվում են զվիտերիոնային ձևով (այսինքն՝ որպես ներքին աղեր)։ Խմբերի փոխադարձ ազդեցությունը հատկապես ընդգծված է α - ամինաթթուներում, որտեղ երկու խմբերն էլ գտնվում են մոտակայքում։

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

զվիտերիոն

Ամինաթթուների զվիտերային իոնային կառուցվածքը հաստատվում է նրանց մեծ դիպոլային մոմենտով (առնվազն 5010 -30 C  մ), ինչպես նաև պինդ ամինաթթվի կամ դրա լուծույթի IR սպեկտրում կլանման գոտին։

Ամինաթթուները ունակ են մտնելու պոլիկոնդենսացման ռեակցիաներ՝ հանգեցնելով տարբեր երկարությունների պոլիպեպտիդների առաջացման, որոնք կազմում են սպիտակուցի մոլեկուլի առաջնային կառուցվածքը։

H 2 N–CH(R 1)-COOH + H 2 N– CH(R 2) – COOH → H 2 N – CH(R 1) – CO-NH– CH(R 2) – COOH

Դիպեպտիդ

C-N կապը կոչվում է պեպտիդհաղորդակցություն

Բացի վերը քննարկված 20 ամենատարածված ամինաթթուներից, որոշ այլ ամինաթթուներ մեկուսացվել են որոշ մասնագիտացված սպիտակուցների հիդրոլիզատներից: Դրանք բոլորը, որպես կանոն, սովորական ամինաթթուների ածանցյալներ են, այսինքն. փոփոխված ամինաթթուներ.

4-հիդրօքսիպրոլին , հայտնաբերվել է ֆիբրիլյար սպիտակուցի կոլագենում և որոշ բուսական սպիտակուցներում; 5-օքսիլիզինը հայտնաբերված է կոլագենի հիդրոլիզատներում, դեսմոզի n և isodesmosine մեկուսացված է ֆիբրիլյար սպիտակուցի էլաստինի հիդրոլիզատներից: Թվում է, որ այս ամինաթթուները միայն այս սպիտակուցի մեջ են: Նրանց կառուցվածքը անսովոր է՝ լիզինի 4-րդ մոլեկուլները, որոնք միացված են իրենց R-խմբերով, կազմում են փոխարինված պիրիդինային օղակ։ Հնարավոր է, որ այս կոնկրետ կառուցվածքի շնորհիվ այս ամինաթթուները կարող են ձևավորել 4 շառավղային շեղվող պեպտիդային շղթա: Արդյունքն այն է, որ էլաստինը, ի տարբերություն այլ մանրաթելային սպիտակուցների, կարողանում է դեֆորմացնել (ձգվել) երկու փոխադարձ ուղղահայաց ուղղություններով։ և այլն:

Թվարկված սպիտակուցային ամինաթթուներից կենդանի օրգանիզմները սինթեզում են հսկայական քանակությամբ տարբեր սպիտակուցային միացություններ: Շատ բույսեր և բակտերիաներ կարող են սինթեզել իրենց անհրաժեշտ բոլոր ամինաթթուները պարզ անօրգանական միացություններից: Մարդկանց և կենդանիների օրգանիզմում սինթեզվում է նաև ամինաթթուների մոտավորապես կեսը, իսկ ամինաթթուների մյուս մասը կարող է մտնել մարդու օրգանիզմ միայն սննդային սպիտակուցներով։

- էական ամինաթթուներ - չեն սինթեզվում մարդու օրգանիզմում, այլ մատակարարվում են միայն սննդով։ Հիմնական ամինաթթուները ներառում են 8 ամինաթթուներ. վալին, ֆենիլալանին, իզոլեյցին, լեյցին, լիզին, մեթիոնին, թրեոնին, տրիպտոֆան, ֆենիլալանին.

- էական ամինաթթուներ - կարող է սինթեզվել մարդու մարմնում այլ բաղադրիչներից: Ոչ էական ամինաթթուները ներառում են 12 ամինաթթուներ:

Ամինաթթուների երկու տեսակներն էլ հավասարապես կարևոր են մարդկանց համար՝ ոչ էական և էական: Ամինաթթուների մեծ մասն օգտագործվում է մարմնի սեփական սպիտակուցներ ստեղծելու համար, բայց առանց էական ամինաթթուների մարմինը չի կարող գոյություն ունենալ: Սպիտակուցները, որոնք պարունակում են էական ամինաթթուներ, պետք է կազմեն մեծահասակների սննդակարգի մոտ 16-20%-ը (20-30գ սպիտակուցի օրական ընդունումը 80-100գ): Երեխաների սնուցման մեջ սպիտակուցի մասնաբաժինը դպրոցականների համար ավելանում է մինչև 30%, իսկ նախադպրոցականների համար՝ 40%։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ երեխայի մարմինը անընդհատ աճում է, և, հետևաբար, մեծ քանակությամբ ամինաթթուների կարիք ունի՝ որպես պլաստիկ նյութ մկանների, արյան անոթների, նյարդային համակարգի, մաշկի և մնացած բոլոր հյուսվածքների ու օրգանների սպիտակուցներ կառուցելու համար:

Արագ սննդի և արագ սննդի նկատմամբ ընդհանուր մոլության այս օրերին սննդակարգում հաճախ գերակշռում են հեշտությամբ մարսվող ածխաջրերով և ճարպերով հարուստ մթերքները, իսկ սպիտակուցային մթերքների մասնաբաժինը նկատելիորեն նվազում է: Եթե ​​սննդակարգում կամ կարճ ժամանակով մարդու մարմնում ծոմ պահելու ժամանակ որևէ ամինաթթուների պակաս կա, կարող են ոչնչացվել շարակցական հյուսվածքի, արյան, լյարդի և մկանների սպիտակուցները, իսկ դրանցից ստացված «շինանյութը»՝ ամինաթթուները։ - օգտագործվում է ամենակարևոր օրգանների՝ սրտի և ուղեղի բնականոն գործունեությունը պահպանելու համար։ Մարդու մարմինը կարող է զգալ ինչպես էական, այնպես էլ ոչ էական ամինաթթուների պակաս: Ամինաթթուների, հատկապես էական թթուների պակասը հանգեցնում է վատ ախորժակի, աճի և զարգացման հետաձգման, լյարդի ճարպակալման և այլ ծանր խանգարումների։ Ամինաթթուների դեֆիցիտի առաջին «ավետաբերները» կարող են լինել ախորժակի նվազումը, մաշկի վիճակի վատթարացումը, մազաթափությունը, մկանային թուլությունը, հոգնածությունը, իմունիտետի նվազումը և անեմիան: Նման դրսևորումներ կարող են առաջանալ այն անհատների մոտ, ովքեր նիհարելու համար հետևում են ցածր կալորիականությամբ, անհավասարակշիռ սննդակարգին՝ սպիտակուցային մթերքների կտրուկ սահմանափակմամբ։

Ավելի հաճախ, քան մյուսները, բուսակերները, ովքեր միտումնավոր խուսափում են իրենց սննդակարգում ամբողջական կենդանական սպիտակուց ներառելուց, բախվում են ամինաթթուների, հատկապես էականների պակասի դրսևորումների:

Ավելորդ ամինաթթուները այս օրերին բավականին հազվադեպ են, բայց կարող են առաջացնել լուրջ հիվանդությունների զարգացում, հատկապես երեխաների և դեռահասների շրջանում: Առավել թունավոր են մեթիոնինը (հրահրում է սրտի կաթվածի և ինսուլտի վտանգը), թիրոզինը (կարող է հրահրել զարկերակային հիպերտոնիայի զարգացումը, հանգեցնել վահանաձև գեղձի աշխատանքի խանգարմանը) և հիստիդինը (կարող է նպաստել մարմնում պղնձի անբավարարությանը և հանգեցնել զարգացմանը): աորտայի անևրիզմա, հոդերի հիվանդություններ, վաղ մոխրագույն մազեր), ծանր անեմիա): Օրգանիզմի նորմալ աշխատանքի պայմաններում, երբ առկա է բավարար քանակությամբ վիտամիններ (B 6, B 12, ֆոլաթթու) և հակաօքսիդանտներ (վիտամիններ A, E, C և սելեն), ավելցուկային ամինաթթուները արագ վերածվում են օգտակար բաղադրիչների և ժամանակ չունեն մարմնին «վնաս պատճառելու». Անհավասարակշռված սննդակարգն առաջացնում է վիտամինների և միկրոտարրերի պակաս, իսկ ամինաթթուների ավելցուկը կարող է խաթարել համակարգերի և օրգանների աշխատանքը: Այս տարբերակը հնարավոր է սպիտակուցային կամ ցածր ածխաջրերի դիետայի երկարատև հավատարմությամբ, ինչպես նաև մարզիկների կողմից սպիտակուցային էներգիայի արտադրանքի (ամինաթթու-վիտամին կոկտեյլներ) անվերահսկելի ընդունմամբ՝ քաշը բարձրացնելու և մկանները զարգացնելու համար:

Քիմիական մեթոդներից ամենատարածված մեթոդն է ամինաթթուների միավոր (սկոր - հաշվում, հաշվում): Այն հիմնված է գնահատված արտադրանքի սպիտակուցի ամինաթթուների կազմի համեմատության վրա ամինաթթուների կազմի հետ ստանդարտ (իդեալական) սպիտակուց: Ուսումնասիրվող սպիտակուցում էական ամինաթթուներից յուրաքանչյուրի պարունակության քանակական քիմիական որոշումից հետո նրանցից յուրաքանչյուրի համար որոշվում է ամինաթթուների միավորը (AC) ըստ բանաձևի.

AC = (մ ակ . հետազոտություն / մ ակ . կատարյալ ) 100

մ ակ. հետազոտություն - հետազոտվող սպիտակուցի 1 գ-ում էական ամինաթթուների պարունակությունը (մգ):

մ ակ. իդեալական - էական ամինաթթվի պարունակությունը (մգ) ստանդարտ (իդեալական) սպիտակուցի 1 գ-ում:

Ամինաթթուների օրինաչափություն FAO/WHO

Ամինաթթուների միավորի որոշման հետ միաժամանակ, սահմանափակող էական ամինաթթու տվյալ սպիտակուցի համար , այն է մեկը, որի արագությունն ամենափոքրն է։

Պեպտիդներ.

Երկու ամինաթթուներ կարող են կովալենտորեն միանալ պեպտիդկապը դիպեպտիդի առաջացման հետ։

Երեք ամինաթթուներ կարող են միանալ երկու պեպտիդային կապերի միջոցով՝ ձևավորելով տրիպեպտիդ։ Մի քանի ամինաթթուներ առաջացնում են օլիգոպեպտիդներ, իսկ մեծ թվով ամինաթթուներ՝ պոլիպեպտիդներ։ Պեպտիդները պարունակում են միայն մեկ -ամինո խումբ և մեկ -կարբոքսիլ խումբ: Այս խմբերը կարող են իոնացվել որոշակի pH արժեքներով: Ամինաթթուների նման նրանք ունեն բնորոշ տիտրման կորեր և իզոէլեկտրական կետեր, որոնցում նրանք չեն շարժվում էլեկտրական դաշտում։

Ինչպես մյուս օրգանական միացությունները, պեպտիդները մասնակցում են քիմիական ռեակցիաներին, որոնք որոշվում են ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությամբ՝ ազատ ամինո խումբ, ազատ կարբոքսի խումբ և R-խմբեր։ Պեպտիդային կապերը ենթակա են հիդրոլիզի ուժեղ թթվի (օրինակ՝ 6M HC1) կամ ամուր հիմքի միջոցով՝ ամինաթթուներ ձևավորելու համար։ Պեպտիդային կապերի հիդրոլիզը անհրաժեշտ քայլ է սպիտակուցների ամինաթթուների կազմը որոշելու համար։ Պեպտիդային կապերը կարող են կոտրվել ֆերմենտների գործողությամբ պրոթեզերոններ.

Շատ բնական պեպտիդներ ունեն կենսաբանական ակտիվություն շատ ցածր կոնցենտրացիաներում:

Պեպտիդները պոտենցիալ ակտիվ դեղագործական պատրաստուկներ են, կան երեք ճանապարհստանալով դրանք.

1) արտազատում օրգաններից և հյուսվածքներից.

2) գենետիկական ճարտարագիտություն.

3) ուղղակի քիմիական սինթեզ.

Վերջին դեպքում բոլոր միջանկյալ փուլերում բարձր պահանջներ են դրվում արտադրանքի բերքատվության վրա։

Ամինաթթուները օրգանական կարբոքսիլաթթուներ են, որոնցում ածխաջրածնային շղթայի ջրածնի ատոմներից առնվազն մեկը փոխարինվում է ամինային խմբով: Կախված -NH 2 խմբի դիրքից առանձնանում են α, β, γ և այլն.L-ամինաթթուներ. Մինչ օրս կենդանի աշխարհի տարբեր օբյեկտներում հայտնաբերվել են մինչև 200 տարբեր ամինաթթուներ: Մարդու մարմինը պարունակում է մոտ 60 տարբեր ամինաթթուներ և դրանց ածանցյալներ, բայց ոչ բոլորն են սպիտակուցների մաս:

Ամինաթթուները բաժանվում են երկու խմբի.

1. պրոտեինոգեն (սպիտակուցների մի մասը)

   Դրանց թվում կան հիմնական (ընդամենը 20-ը) և հազվագյուտները։ Հազվագյուտ սպիտակուցային ամինաթթուները (օրինակ՝ հիդրօքսիպրոլին, հիդրօքսիլիզին, ամինոկիտրիկ թթու և այլն) իրականում նույն 20 ամինաթթուների ածանցյալներն են։

   Մնացած ամինաթթուները ներգրավված չեն սպիտակուցների կառուցման մեջ. դրանք բջիջում հայտնաբերված են կամ ազատ ձևով (որպես նյութափոխանակության արտադրանք) կամ այլ ոչ սպիտակուցային միացությունների մաս են կազմում: Օրինակ՝ օրնիտին և ցիտրուլին ամինաթթուները միջանկյալ արտադրանք են սպիտակուցային ամինաթթվի արգինինի ձևավորման մեջ և ներգրավված են միզանյութի սինթեզի ցիկլում; γ-amino-butyric թթուն հայտնաբերված է նաև ազատ ձևով և միջնորդի դեր է խաղում նյարդային ազդակների փոխանցման գործում. β-ալանինը վիտամին պանտոտենաթթվի մի մասն է:

2. ոչ պրոտեինոգեն (մասնակից չէ սպիտակուցների ձևավորմանը)

   Ոչ սպիտակուցային ամինաթթուները, ի տարբերություն պրոտեինոգենների, ավելի բազմազան են, հատկապես նրանք, որոնք հայտնաբերված են սնկերի և բարձր բույսերի մեջ: Proteinogenic amino թթուները ներգրավված են բազմաթիվ տարբեր սպիտակուցների կառուցման մեջ՝ անկախ օրգանիզմի տեսակից, իսկ ոչ պրոտեինոգեն ամինաթթուները կարող են նույնիսկ թունավոր լինել մեկ այլ տեսակի օրգանիզմի համար, այսինքն՝ վարվում են սովորական օտար նյութերի պես: Օրինակ՝ բույսերից մեկուսացված կանավանինը, դիենկոլիկ թթուն և β-ցիանո-ալանինը թունավոր են մարդկանց համար։

Սպիտակուցային ամինաթթուների կառուցվածքը և դասակարգումը

Ամենապարզ դեպքում R-ի ռադիկալը ներկայացված է ջրածնի ատոմով (գլիցին), սակայն այն կարող է ունենալ նաև բարդ կառուցվածք։ Հետևաբար, α-ամինաթթուները միմյանցից տարբերվում են հիմնականում կողային ռադիկալի կառուցվածքով և, հետևաբար, այս ռադիկալներին բնորոշ ֆիզիկաքիմիական հատկություններով։ Ընդունված է ամինաթթուների երեք դասակարգում.

Ամինաթթուների տվյալ ֆիզիոլոգիական դասակարգումը համընդհանուր չէ, ի տարբերություն առաջին երկու դասակարգումների, և որոշ չափով կամայական է, քանի որ այն վավեր է միայն տվյալ տեսակի օրգանիզմների համար։ Այնուամենայնիվ, ութ ամինաթթուների բացարձակ էականությունը համընդհանուր է բոլոր տեսակի օրգանիզմների համար (Աղյուսակ 2-ում ներկայացված են տվյալներ ողնաշարավորների և միջատների որոշ ներկայացուցիչների համար [ցուցադրում] ).

Աղյուսակ 2. Էական (+), ոչ էական (-) և կիսաէական (±) ամինաթթուներ որոշ ողնաշարավորների և միջատների համար (Lubka et al., 1975 թ.)
Ամինաթթուներ	Մարդ	Առնետ	Մուկ	Հավ	Սաղմոն	Մոծակ	Մեղու
Գլիցին	-	-	-	+	-	+	-
Ալանիա	-	-	-	-	-	-	-
Վալին	+	+	+	+	+	+	+
Լեյցին	+	+	+	+	+	+	+
Իզոլեյցին	+	+	+	+	+	+	+
Ցիստեին	-	-	-	-	-	-	-
Մեթիոնին	+	+	+	+	+	+	+
Սերին	-	-	-	-	-	-	-
Թրեոնին	+	+	+	+	+	+	+
Ասպարտիկ թթու	-	-	-	-	-	-	-
Գլուտամինաթթու	-	-	-	-	-	-	-
Լիզին	+	+	+	+	+	+	+
Արգինին	±	±	+	+	+	+	+
Ֆենիլալանին	+	+	+	+	+	+	+
Թիրոզին	±	±	+	+	-	-	-
Հիստիդին	±	+	+	+	+	+	+
Տրիպտոֆան	+	+	+	+	+	+	+
Պրոլին	-	-	-	-	-	-	-

Առնետների և մկների համար արդեն ինը էական ամինաթթու կա (հայտնի ութին ավելացվում է հիստիդին): Հավի բնական աճն ու զարգացումը հնարավոր է միայն տասնմեկ էական ամինաթթուների առկայության դեպքում (ավելացված են հիստիդին, արգինին, թիրոզին), այսինքն՝ հավի համար բացարձակապես անհրաժեշտ են մարդու համար կիսաանհրաժեշտ ամինաթթուները: Մոծակների համար գլիցինը բացարձակապես էական ամինաթթու է, իսկ թիրոզինը, ընդհակառակը, ոչ էական ամինաթթու է։

Սա նշանակում է, որ տարբեր տեսակի օրգանիզմների համար հնարավոր են առանձին ամինաթթուների անհրաժեշտության զգալի շեղումներ, ինչը որոշվում է նրանց նյութափոխանակության բնութագրերով։

Էական ամինաթթուների կազմը, որը ձևավորվել է յուրաքանչյուր տեսակի օրգանիզմի համար, կամ, այսպես կոչված, ամինաթթուների նկատմամբ օրգանիզմի ավքսոտրոֆիան, ամենայն հավանականությամբ, արտացոլում է ամինաթթուների սինթեզի համար էներգիայի նվազագույն ծախսերի նրա ցանկությունը: Իսկապես, ավելի շահավետ է պատրաստի արտադրանք ստանալը, քան այն ինքներդ արտադրելը։ Հետևաբար, այն օրգանիզմները, որոնք սպառում են էական ամինաթթուները, ծախսում են մոտավորապես 20% ավելի քիչ էներգիա, քան նրանք, որոնք սինթեզում են բոլոր ամինաթթուները: Մյուս կողմից, էվոլյուցիայի ընթացքում չեն պահպանվել կյանքի այնպիսի ձևեր, որոնք ամբողջովին կախված կլինեն դրսից բոլոր ամինաթթուների մատակարարումից: Նրանց համար դժվար կլինի հարմարվել արտաքին միջավայրի փոփոխություններին, հաշվի առնելով, որ ամինաթթուները նյութ են այնպիսի նյութի սինթեզի համար, ինչպիսին սպիտակուցն է, առանց որի կյանքը անհնար է:

Ամինաթթուների ֆիզիկաքիմիական հատկությունները

Ամինաթթուների թթու-բազային հատկությունները . Ըստ իրենց քիմիական հատկությունների՝ ամինաթթուները ամֆոտերային էլեկտրոլիտներ են, այսինքն՝ միավորում են ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հատկությունները։

Ամինաթթուների թթվային խմբեր՝ կարբոքսիլ (-COOH -> -COO - + H +), պրոտոնացված α-ամինո խումբ (-NH + 3 -> -NH 2 + H +):

Ամինաթթուների հիմնական խմբերը՝ տարանջատված կարբոքսիլ (-COO - + H + -> -COOH) և α-ամինո խումբ (-NH 2 + H + -> NH + 3):

Յուրաքանչյուր ամինաթթվի համար գոյություն ունեն թթվի տարանջատման առնվազն երկու հաստատուն pK a - մեկը -COOH խմբի համար, իսկ երկրորդը α-ամինո խմբի համար:

Ջրային լուծույթում կարող են գոյություն ունենալ ամինաթթուների երեք ձև (նկ. 1.)

Ապացուցված է, որ ջրային լուծույթներում ամինաթթուները դիպոլի տեսքով են. կամ զվիտերիոն։

pH-ի ազդեցությունը ամինաթթուների իոնացման վրա . Շրջակա միջավայրի pH-ի փոփոխությունը թթվայինից ալկալայինի ազդում է լուծված ամինաթթուների լիցքի վրա։ Թթվային միջավայրում (pH<7) все аминокислоты несут положительный заряд (существуют в виде катиона), так как избыток протонов в среде подавляет диссоциацию карбоксильной группы:

Թթվային միջավայրում ամինաթթուները էլեկտրական դաշտում շարժվում են դեպի կաթոդ:

Ալկալային միջավայրում (pH>7), որտեղ կա OH - իոնների ավելցուկ, ամինաթթուները լինում են բացասական լիցքավորված իոնների (անիոնների) տեսքով, քանի որ NH + 3 խումբը դիսոցվում է.

Այս դեպքում ամինաթթուները էլեկտրական դաշտում շարժվում են դեպի անոդ:

Հետևաբար, կախված շրջակա միջավայրի pH-ից, ամինաթթուներն ունեն ընդհանուր զրո, դրական կամ բացասական լիցք:

Այն վիճակը, երբ ամինաթթվի լիցքը զրոյական է, կոչվում է իզոէլեկտրական: pH-ի արժեքը, որի դեպքում այս վիճակը տեղի է ունենում, և ամինաթթուն չի շարժվում էլեկտրական դաշտում դեպի անոդ կամ կաթոդ, կոչվում է իզոէլեկտրական կետ և նշանակվում է pH I: Իզոէլեկտրական կետը շատ ճշգրիտ կերպով արտացոլում է ամինաթթուների տարբեր խմբերի թթու-բազային հատկությունները և հանդիսանում է ամինաթթուն բնութագրող կարևոր հաստատուններից մեկը։

Ոչ բևեռային (հիդրոֆոբ) ամինաթթուների իզոէլեկտրական կետը մոտենում է չեզոք pH արժեքին (ֆենիլալանինի համար 5,5-ից մինչև պրոլինի համար 6,3), թթվայինների համար այն ունի ցածր արժեքներ (գլուտամինաթթվի համար 3,2, ասպարաթթվի համար 2,8): Ցիստեինի և ցիստինի իզոէլեկտրական կետը 5.0 է, ինչը ցույց է տալիս այս ամինաթթուների թույլ թթվային հատկությունները: Հիմնական ամինաթթուները՝ հիստիդինը և հատկապես լիզինը և արգինինը, ունեն 7-ից զգալիորեն բարձր իզոէլեկտրական կետ:

Մարդու և կենդանիների մարմնի բջիջներում և միջբջջային հեղուկում շրջակա միջավայրի pH-ը մոտ է չեզոքին, հետևաբար հիմնական ամինաթթուները (լիզին, արգինին) ունեն ընդհանուր դրական լիցք (կատիոններ), թթվային ամինաթթուները (ասպարտիկ և գլուտամին) ունեն: բացասական լիցք (անիոններ), իսկ մնացածը գոյություն ունեն դիպոլի տեսքով: Թթվային և հիմնային ամինաթթուները ավելի խոնավ են, քան մյուս բոլոր ամինաթթուները:

Ամինաթթուների ստերեոիզոմերիզմ

Բոլոր պրոտեինոգեն ամինաթթուները, բացառությամբ գլիցինի, ունեն առնվազն մեկ ասիմետրիկ ածխածնի ատոմ (C*) և օպտիկական ակտիվություն, որոնցից շատերը վերևորոտիչ են։ Նրանք գոյություն ունեն որպես տարածական իզոմերներ կամ ստերեոիզոմերներ։ Ելնելով ածխածնի ասիմետրիկ ատոմի շուրջ փոխարինողների դասավորությունից՝ ստերեոիզոմերները դասակարգվում են L- կամ D- շարքերի։

L- և D-իզոմերները կապված են միմյանց հետ որպես առարկա և նրա հայելային պատկեր, ուստի դրանք կոչվում են նաև հայելային իզոմերներ կամ էնանտիոմերներ։ Թրեոնին և իզոլեյցին ամինաթթուները ունեն երկու ասիմետրիկ ածխածնի ատոմ, ուստի նրանք ունեն չորս ստերեոիզոմեր։ Օրինակ, բացի L- և D-threonine-ից, threonine-ն ունի ևս երկուսը, որոնք կոչվում են diastereomers կամ alloforms՝ L-allotreonine և D-allotreonine:

Սպիտակուցներ կազմող բոլոր ամինաթթուները պատկանում են L շարքին։ Ենթադրվում էր, որ բնության մեջ D-ամինաթթուներ չեն հայտնաբերվել: Այնուամենայնիվ, պոլիպեպտիդները հայտնաբերվել են D-գլուտամինաթթվի պոլիմերների տեսքով սպոր կրող բակտերիաների պարկուճներում (սիբիրախտի բացիլ, կարտոֆիլի բացիլ և խոտի բացիլ); D-գլուտամինաթթուն և D-alanine-ը որոշ բակտերիաների բջջային պատի մուկոպեպտիդների մի մասն են: D-ամինաթթուները հայտնաբերված են նաև միկրոօրգանիզմների կողմից արտադրվող հակաբիոտիկների մեջ (տես Աղյուսակ 3):

Թերևս պարզվեց, որ D-ամինաթթուները ավելի հարմար են օրգանիզմների պաշտպանիչ գործառույթների համար (այդ նպատակին են ծառայում և՛ բակտերիալ պարկուճը, և՛ հակաբիոտիկները), մինչդեռ L-ամինաթթուները մարմնին անհրաժեշտ են սպիտակուցներ կառուցելու համար:

Առանձին ամինաթթուների բաշխումը տարբեր սպիտակուցներում

Մինչ օրս վերծանվել է մանրէաբանական, բուսական և կենդանական ծագման բազմաթիվ սպիտակուցների ամինաթթուների բաղադրությունը։ Սպիտակուցներում առավել հաճախ հանդիպում են ալանինը, գլիկինը, լեյցինը և սերիաները։ Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր սպիտակուց ունի իր ամինաթթուների կազմը: Օրինակ, պրոտամինները (ձկան կաթում հայտնաբերված պարզ սպիտակուցներ) պարունակում են մինչև 85% արգինին, սակայն նրանց բացակայում են ցիկլային, թթվային և ծծումբ պարունակող ամինաթթուները, թրեոնինը և լիզինը: Ֆիբրոին - բնական մետաքսի սպիտակուց, պարունակում է մինչև 50% գլիկին; Կոլագենը՝ ջիլերի սպիտակուցը, պարունակում է հազվագյուտ ամինաթթուներ (հիդրօքսիլիզին, հիդրօքսիպրոլին), որոնք բացակայում են այլ սպիտակուցներում։

Սպիտակուցների ամինաթթուների բաղադրությունը որոշվում է ոչ թե որոշակի ամինաթթվի առկայությամբ կամ անփոխարինելիությամբ, այլ սպիտակուցի նշանակությամբ, նրա գործառույթով։ Սպիտակուցում ամինաթթուների հաջորդականությունը որոշվում է գենետիկ կոդով։

Էջ 2	ընդհանուր էջեր: 7