Лекция - альфа-аминокислоты, пептиды
Подождите немного. Документ загружается.
Лекция 20_05
-Аминокислоты, пептиды
Исходный уровень к лекции 20_05
– -аминокислоты (школьный курс)
Исходный уровень к лекции 21_06
– углеводы (сахара)
(школьный курс)
1
○ Классификация
○ Синтез и химические свойства.
○ Биологически важные реакции -аминокислот
● Пептиды
○ Принцип пептидного синтеза
○ Строение пептидов и белков
-Аминокислоты, пептиды
● -Аминокислоты
2
○ Нестандартные пептиды
-Аминокислоты
-Аминокислоты – гетерофункциональные соединения,
молекулы которых содержат одновременно аминогруппу и
карбоксильную группу у одного атома углерода.
-аминокислоты
белки
биорегуляторы
источник энергии
Природных около 100, наиболее важных 20.
-Аминокислоты – кристаллические, растворимые в воде
вещества, многие имеют сладкий вкус.
3
H
2
N—CH—COOH
R
*
C
O
OH
N
H
CH
2
C
O
OH
H
2
N
Классификация -аминокислот
• По химической природе радикала
• По полярности радикала
4
алифатические ароматические гетероциклические
СН
3
CH C
O
OH
NH
2
СН
2
CH
C
O
OH
NH
2
COOH
N
CH
2
H
СН
NH
2
с неполярным радикалом
с полярным радикалом
СН
CH C
O
OH
NH
2
СН
3
СН
3
неионогенные
ионогенные
СН
2
CH C
O
OH
NH
2
ОН
C
O
НO
СН
2
CH C
O
OH
NH
2
• По кислотно-основным свойствам
• По возможности биосинтеза в организме человека
5
СН
3
СН
CH C
O
OH
NH
2
СН
2
СН
3
СН
2
CH C
O
OH
NH
2
SН
незаменимые
заменимые
NН
2
СН
2
СН
2
СН
2
СН
2
CH
C
O
OH
NH
2
СН
2
CH C
O
OH
NH
2
СН
2
С
О
НО
СН
2
CH C
O
OH
NH
2
СН
СН
3
СН
3
основные
кислыенейтральные
Стереоизомерия -аминокислот
Примеры
-аминокислот с двумя центрами хиральности
6
COOH
HH
2
N
HCH
3
C
2
H
5
COOH
HH
2
N
OHH
CH
3
CH
2
C
O
OH
NH
2
R
CH
C
O
OH
NH
2
H
2
N H
COOH
R
Получение L--аминокислот
• Выделение природных аминокислот из белковых гидролизатов.
(кислотный, щелочной, ферментативный гидролиз)
– Высокие концентрации отдельных аминокислот (глутаминовая
— из концентрированного гидролизата, насыщенного HCl;
цистин и тирозин — за счет их плохой растворимости в воде).
• Микробиологический метод (ферментация)
– Аэробное выращивание микроорганизмов в питательных раст-
ворах, содержащих усвояемые источники С и N — углеводоро-
ды, углеводы, органические и неорганические соединения азота.
– Ферментация глутаминовой кислоты
(50 кг кислоты на 100 кг глюкозы)
глюкоза или гидролизат
крахмала;
аммиак, мочевина
L-глутаминовая кислота
corynebacterium
glutamicum
7
HOOCCH
2
CH
2
CCOOH
O
HOOCCH
2
CH
2
CHCOOH
NH
2
corynebacterium
glutamicum
• Ферментативные методы
(использование изолированных ферментов)
– Ферментативный гидролиз
(CH
3
CO)
2
O
– CH
3
COOH
– CH
3
COOH
Ацилаза
D,L-R–CH–COOH
NH
2
*
D,L-R–CH–COOH
NHC(O)CH
3
*
разделение
смеси
D-R–CH–COOH
NHC(O)CH
3
*
L-R–CH–COOH
NH
2
*
L-R–CH–COOH
NH
2
*
D-R–CH–COOH
NHC(O)CH
3
*
– Получение L-аспарагиновой кислоты
– Получение L-аланина из D,L-аспарагиновой кислоты
8
+ NH
3
HOOCCH
2
–CH–COOH
NH
2
HOOC
C C
H
COOH
H
L-аспартаза
HOOCCH
2
CHCOOH
NH
2
CH
3
–CH–COOH
NH
2
– CO
2
L-аспартат--декарбоксилаза
• Разделение рацематов
– Механический отбор зеркальных форм кристаллов
(Л.Пастер, 1848; винограднаяй кислота – D- и L-винные кислоты).
– Спонтанная (самопроизвольная) кристаллизация
(путем внесения "затравки").
– Хроматографические методы разделения
(хиральные сорбенты крахмал, целлюлоза; синтетические
со специально введенными хиральными молекулам).
– Химическое расщепление рацематов
(хиральные реагенты – D-винная кислота, алкалоиды).
принципиальная схема
9
(+)-A
(–)-A
X
*
+
(+)-A
X
*
+(–)-A
(–)-A •
(+)-A •
X
*
X
*
+
X
*
1
2
3
X
*
(+)-A •
X
*
(–)-A •
Химический синтез
• Аммонолиз -галогенокислот
(Э.Фишер, конец XIX в; 60–70%)
(D,L-Аминокислоты)
(первый синтез глицина из хлороуксусной кислоты, 1858)
• Синтез Штреккера–Зелинского
(1950, выходы около 75%)
10
+ 3 NH
3
R–CH–COOH
Br
R–CH–COONH
4
NH
2
– NH
4
Br
40–50 °C
R–C
O
H
R–CH–COOH
NH
2
R–CH–C N
NH
2
– 2 NH
3
2 H
2
O, H
+
– H
2
O
NH
3
, HCN