กรดอะมิโน ซึ่งเป็นสูตรที่กล่าวถึงในวิชาเคมีระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย เป็นสารสำคัญสำหรับร่างกายมนุษย์ โปรตีน ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนตกค้าง มีความจำเป็นสำหรับบุคคลในการทำงานอย่างเต็มที่
คำจำกัดความ
กรดอะมิโน ซึ่งสูตรนี้จะกล่าวถึงด้านล่าง เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่โมเลกุลประกอบด้วยหมู่อะมิโนและคาร์บอกซิล คาร์บอกซิลประกอบด้วยคาร์บอนิลและหมู่ไฮดรอกซิล
คุณสามารถพิจารณากรดอะมิโนเป็นอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก โดยที่อะตอมของไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยหมู่อะมิโน
คุณสมบัติของคุณสมบัติทางเคมี
กรดอะมิโน ซึ่งสูตรทั่วไปสามารถแสดงเป็น CnH2nNH2COOH เป็นสารประกอบเคมีแอมโฟเทอริก
การมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชันสองกลุ่มในโมเลกุลอธิบายความเป็นไปได้ของสารอินทรีย์เหล่านี้ที่แสดงคุณสมบัติพื้นฐานและเป็นกรด
สารละลายในน้ำมีคุณสมบัติของสารละลายบัฟเฟอร์ สวิตเตอร์ไอออนเป็นโมเลกุลของกรดอะมิโนโดยที่หมู่อะมิโนคือ NH3+ และคาร์บอกซิลคือ -COO- โมเลกุลประเภทนี้มีโมเมนต์ไดโพลที่สำคัญในขณะที่ค่าใช้จ่ายทั้งหมดเป็นศูนย์ ผลึกของกรดอะมิโนจำนวนมากถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลดังกล่าว
ในบรรดาคุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญที่สุดของสารประเภทนี้ กระบวนการควบแน่นสามารถแยกแยะได้ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่โพลีอะไมด์ก่อตัวขึ้น รวมถึงโปรตีน เปปไทด์ ไนลอน
กรดอะมิโน สูตรทั่วไปคือ CnH2nNH2COOH ทำปฏิกิริยากับกรด เบส ออกไซด์ของโลหะ เกลือของกรดอ่อนๆ สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือปฏิกิริยาของกรดอะมิโนกับแอลกอฮอล์ที่เกี่ยวข้องกับเอสเทอริฟิเคชัน
คุณลักษณะของ isomerism
เพื่อเขียนสูตรโครงสร้างของกรดอะมิโน เราสังเกตว่ากรดอะมิโนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีประกอบด้วยหมู่อะมิโนในตำแหน่ง a จากกลุ่มคาร์บอกซิล อะตอมของคาร์บอนดังกล่าวเป็นศูนย์กลางของไครัล และกรดอะมิโนถือเป็นไอโซเมอร์เชิงแสง
สูตรโครงสร้างของกรดอะมิโนให้แนวคิดเกี่ยวกับตำแหน่งของกลุ่มหน้าที่หลักที่ประกอบเป็นสารที่กำหนด สัมพันธ์กับอะตอมของคาร์บอนที่ใช้งาน
กรดอะมิโนธรรมชาติที่เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลโปรตีนเป็นตัวแทนของ L-series
ออปติคัลไอโซเมอร์ของกรดอะมิโนมีลักษณะเป็น racemization ที่ไม่ใช่เอนไซม์ช้าโดยธรรมชาติ
คุณสมบัติของสารประกอบเอ
สูตรของสารประเภทนี้จะถือว่าตำแหน่งของหมู่อะมิโนที่อะตอมของคาร์บอนที่สอง กรดอะมิโน 20 ชนิด ซึ่งเป็นสูตรที่พิจารณาแม้ในหลักสูตรชีววิทยาของโรงเรียนก็เช่นกันเป็นของสายพันธุ์นี้ ตัวอย่างเช่น อะลานีน แอสปาราจีน ซีรีน ลิวซีน ไทโรซีน ฟีนิลอะลานีน วาลีน สารประกอบเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ นอกเหนือจากการเชื่อมต่อมาตรฐาน? นอกจากนี้ยังพบกรดอะมิโนที่ไม่ได้มาตรฐานซึ่งเป็นอนุพันธ์ของพวกมันในโมเลกุลโปรตีน
จำแนกตามการสังเคราะห์
กรดอะมิโนจำเป็นสามารถแยกได้อย่างไร? สูตรของคลาสนี้แบ่งย่อยตามพื้นฐานทางสรีรวิทยาเป็นกึ่งเปลี่ยนได้ ซึ่งสามารถสังเคราะห์ได้ในร่างกายมนุษย์ สารประกอบธรรมดาที่สังเคราะห์ในสิ่งมีชีวิตใดๆ ก็ถูกแยกออกเช่นกัน
การแบ่งกลุ่มหัวรุนแรงและกลุ่มการทำงาน
สูตรกรดอะมิโนต่างกันที่โครงสร้างของหัวแรดิก (กลุ่มข้าง) มีการแบ่งตัวออกเป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้วซึ่งมีอนุมูลอิสระที่ไม่มีขั้วเช่นเดียวกับกลุ่มขั้วที่มีประจุ กรดอะมิโนอะโรมาติกถือเป็นกลุ่มที่แยกจากกันในทางชีวเคมี: ฮิสติดีน, ทริปโตเฟน, ไทโรซีน ขึ้นอยู่กับกลุ่มการทำงาน หลายกลุ่มมีความโดดเด่น สารประกอบอะลิฟาติกแสดงโดย:
- monoaminomonocarboxylic compounds ซึ่งถือได้ว่าเป็น glycine, valine, alanine, leucine;
- oxymonocaminocarboxylic สาร: ทรีโอนีน, ซีรีน;
- monoaminocarboxylic: กลูตามิก, กรดแอสปาร์ติก;
- สารประกอบที่มีกำมะถัน: เมไทโอนีน, ซิสเทอีน;
- สารไดอะมิโนโมโนคาร์บอกซิลิก: ไลซีน ฮิสติดีน อาร์จินีน
- เฮเทอโรไซคลิก: โพรลีน, ฮิสติดีน,ทริปโตเฟน/
สูตรกรดอะมิโนใดๆ สามารถเขียนในรูปทั่วไปได้ แต่จะต่างกันเฉพาะกลุ่มรากศัพท์เท่านั้น
คำจำกัดความเชิงคุณภาพ
เพื่อตรวจหากรดอะมิโนจำนวนเล็กน้อย จะทำปฏิกิริยานินไฮดริน ในกระบวนการให้ความร้อนแก่กรดอะมิโนที่มีนินไฮดรินมากเกินไป จะได้ผลิตภัณฑ์สีม่วงหากกรดมีหมู่อะมิโนอิสระ และผลิตภัณฑ์สีเหลืองเป็นเรื่องปกติสำหรับกลุ่มที่ได้รับการคุ้มครอง วิธีนี้มีความไวสูงและใช้สำหรับการตรวจจับสีของกรดอะมิโน บนพื้นฐานของมัน วิธีการของการแบ่งส่วนโครมาโตกราฟีบนกระดาษที่แนะนำโดยมาร์ตินในปี 1944 ถูกสร้างขึ้น
ปฏิกิริยาเคมีแบบเดียวกันนี้ถูกใช้ในเครื่องวิเคราะห์กรดอะมิโนอัตโนมัติ อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดย Moore, Shpakman, Stein มีพื้นฐานมาจากการแยกส่วนผสมของกรดอะมิโนในคอลัมน์ที่เต็มไปด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออน จากคอลัมน์ กระแสชะจะเข้าสู่มิกเซอร์ นินไฮดรินก็อยู่ที่นี่ด้วย
ปริมาณกรดอะมิโนจะพิจารณาจากความเข้มของสีที่ได้ การอ่านจะถูกบันทึกโดยโฟโตอิเล็กทริกคัลเลอริมิเตอร์ บันทึกโดยเครื่องบันทึก
ปัจจุบันมีการใช้เทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันในการปฏิบัติทางคลินิกสำหรับการตรวจเลือด น้ำไขสันหลัง และปัสสาวะ ช่วยให้คุณแสดงภาพที่สมบูรณ์ขององค์ประกอบเชิงคุณภาพของกรดอะมิโนที่มีอยู่ในของเหลวชีวภาพ เพื่อระบุสารที่ประกอบด้วยไนโตรเจนที่ไม่ได้มาตรฐานในพวกมัน
คุณลักษณะของระบบการตั้งชื่อ
ตั้งชื่อยังไงให้ถูกกรดอะมิโน? สูตรและชื่อของสารประกอบเหล่านี้กำหนดตามระบบการตั้งชื่อสากลของ IUPAC ตำแหน่งของหมู่อะมิโนจะถูกเพิ่มเข้าไปในกรดคาร์บอกซิลิกที่เกี่ยวข้อง โดยเริ่มจากไฮโดรคาร์บอนที่หมู่คาร์บอกซิล
ตัวอย่างเช่น กรด 2-aminoethanoic นอกจากระบบการตั้งชื่อสากลแล้ว ยังมีชื่อสามัญที่ใช้ในชีวเคมีอีกด้วย ดังนั้น กรดอะมิโนอะซิติกจึงเป็นไกลซีนที่ใช้ในยาแผนปัจจุบัน
หากมีกลุ่มคาร์บอกซิลสองกลุ่มในโมเลกุล คำต่อท้าย -ไดโอนิกจะถูกเพิ่มเข้าไปในชื่อ ตัวอย่างเช่น กรด 2-aminobutanedioic
สำหรับตัวแทนทุกคนในกลุ่มนี้ โครงสร้าง isomerism เป็นลักษณะเฉพาะ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของสายโซ่คาร์บอน เช่นเดียวกับตำแหน่งของคาร์บอกซิลและหมู่อะมิโน นอกจากไกลซีน (ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของสารอินทรีย์ที่มีออกซิเจนในประเภทนี้)? สารประกอบที่เหลือมีขั้วตรงข้ามกระจก (optical isomers)
แอปพลิเคชัน
กรดอะมิโนมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เป็นพื้นฐานในการสร้างโปรตีนจากสัตว์และพืช สารประกอบเหล่านี้ใช้ในทางการแพทย์ในกรณีที่ร่างกายอ่อนเพลียอย่างรุนแรง เช่น หลังการผ่าตัดที่ซับซ้อน กรดกลูตามิกช่วยต่อสู้กับโรคทางประสาท และฮิสติดีนใช้รักษาแผลในกระเพาะอาหาร ในการสังเคราะห์เส้นใยสังเคราะห์ (capron, enanth) กรด aminocaproic และ aminoenanthic ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบ
สรุป
กรดอะมิโนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่อยู่ในตัวของมันมีสองกลุ่มการทำงาน เป็นลักษณะโครงสร้างที่อธิบายถึงความเป็นคู่ของคุณสมบัติทางเคมีเช่นเดียวกับลักษณะเฉพาะของการใช้งาน จากผลการทดลองวิจัย เป็นไปได้ที่จะระบุชีวมวลของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลกของเราทั้งหมด 1.8 1,012-2.4 1,012 ตันของวัตถุแห้ง กรดอะมิโนเป็นโมโนเมอร์เริ่มต้นในการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนโดยที่การดำรงอยู่ของมนุษย์และสัตว์เป็นไปไม่ได้
ขึ้นอยู่กับลักษณะทางสรีรวิทยา มีการแบ่งกรดอะมิโนทั้งหมดออกเป็นสารจำเป็น ซึ่งการสังเคราะห์จะไม่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เพื่อหลีกเลี่ยงความวุ่นวายในกระบวนการเผาผลาญอาหาร สิ่งสำคัญคือต้องกินอาหารที่มีกรดอะมิโนเหล่านี้
สารประกอบเหล่านี้เป็น "อิฐ" ชนิดหนึ่งที่ใช้สร้างโปรตีนไบโอโพลีเมอร์ โปรตีนที่ได้จะมีคุณสมบัติและการใช้งานทางกายภาพและทางเคมีบางอย่างขึ้นอยู่กับว่ากรดอะมิโนตกค้างในลำดับใด ด้วยปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อกลุ่มการทำงาน นักชีวเคมีจึงกำหนดองค์ประกอบของโมเลกุลโปรตีน โดยมองหาวิธีใหม่ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ชีวภาพแต่ละชนิดที่จำเป็นสำหรับร่างกายมนุษย์