Jelena Toovi 163/09

Aminokiseline i peptidiAminokiseline su organska jedinjenja koja karakterie prisustvo najmanje jedne amino i najmanje jedne karboksilne grupe. Njihova glavnabiolokauloga je izgradnja belanevina, iako postoje i aminokiseline koje ne ulaze u sastav belanevina i nazivaju se neproteinske aminokiseline (npr. -alanin, ornitin i citrulin).

Opta formulaAminokiseline su jedinjenja koja se u prirodi retko nalaze u slobodnom stanju. Uglavnom su meusobno povezane inei makromolekule peptida i proteina. U proteinima se nalazi samo dvadeset vrsta aminokiselina. Sve su one, osim prolina, -aminokiseline jer su amino i karboksilne grupe vezane za isti, -atomugljenika. Osim amino i karboksilne grupe, strukturu aminokiselina odreuje i boni lanac koji se naziva i R ostatak.

noMENKLATURAU upotrebi su ee trivijalni nazivi aminokiselina dobijeni prema sadranosti te kiseline u nekoj biljci, proizvodu i slino. Ree se upotrebljavaju nazivi dobijeni prema IUPAC nomenklaturi i to tako to se imena izvode iz odgovarajuih nesupstituisanih karboksilnih kiselina kojima se dodaje prefiks amino.

poDELA AMINOKISELINAPREMA BROJU AMINO, ODNOSNO BROJU KARBOKSILNIH GRUPA

MONOAMINO MONOKARBONSKE KISELINEOva grupa sadri jednu amino i jednu karboksilnu grupu.U vodenom rastvoru reaguju neutralno. Ove kiseline se izvode iz sledeih masnih kiselina: siretne, propionske n buterne, n valerijanske, i valerijanske, n karponske i dve izokarponske i to 3 metilvalerijanske i 2 metilvalerijanske.Najvanije kiseline iz ove grupe su npr. glicin, alanin, cistein.

MONOAMINO DIKARBONSKE KISELINESadre jednu amino grupu i dve karboksilne grupe i zbog toga imaju kiseo karakter.Izvode se iz ilibarne i glutarne kiseline, zamenom vodonikovog atoma sa C atoma amino grupom.Tu spadaju: asparaginska ili amino ilibarna, glutaminska ili aminoglutarna i oksiglutaminska ili amino oksiglutarna).Osim ovih kiselina dolaze u obzir i njihovi amidi asparagin i glutamin.DIAMINO MONOKARBONSKE KISELINE Sadre jednu karboksilnu i dve amino grupe. Imaju bazni karakter. Izvode se iz n kapronske kiseline.Tu spadaju: arginin, citrulin, ornitin, lizin.

Podela na esencijalne i neesencijalne kiselineBiljke su jedini organizmi sposobni da sintetizuju ove neophodne aminokiseline polazei od jednostavnih jedinjenja i koristei neorganski azot. Ljudi i ivotinje mogu da sintetiu samo neke aminokiseline iz drugih organskih jedinjenja, dok ostale, neophodne za izgradnju proteina, moraju da se unose hranom. Ove aminokiseline se nazivaju esencijalne (bitne) aminokiseline. Svaka vrsta ima specifian set aminokiselina. Za oveka u esencijane:

argininvalinleucinizoleucinLizinmetionin treonin triptofan histidin fenilalaninOsim navedenih aminokiselina u pojedinim proteinskim vrstama sreu se specifine, tzv. retke aminokiseline. Tako se npr. u kolagenu nalaze znaajne koliine 5 hidroksilizina i hidroksiprolina, dok se metillizin javlja u nekim miinim proteinima.

Pored proteinskih aminokiselina u prirodi postoji jo 150 tzv. neproteinskih aminokiselina koje se nalaze slobodne ili povezane sa nekim drugim jedinjenjima u prirodi.

Opte fiziko-hemijske osobineIako aminokiseline sadre amino i karboksilnu grupu neke fizike i hemijske osobine ovih jedinjenja nisu u skladu sa tom strukturom:a) suprotno aminima i karboksilnim kiselinama aminokiseline su neisparljiva vrsta jedinjenja kristalne strukture koja se tope na relativno visokim temperaturama AminokiselinaTaka topljenja CRastvorljivost u 100 ml voda na 25 CGlicin23325Alanin29717Valin3159Leucin3372Izoleucin2844Prolin220162Fenilalanin2833Triptofan2891Metionin2833Serin2285aminokiseline su nerastvorne u nepolarnim rastvaraima kao sto su petroletar, benzen ili etar, ali se dobro rastvaraju u vodi ;njihovi vodeni rastvori se ponaaju kao rastvori jedinjenja koja imaju veliki dipolni momenat ;konstanta disocijacije kiseline i baze su vrlo niske za karboksilne i amino grupe. Glicin npr. ima i dok veina karboksilnih kiselina ima oko a veina amina ima oko .

Ove neobine osobine aminokiselina su u skladu sa njihovom dipolarnom jonskom strukturom koja se drugaije naziva cviter jon.

Izoelektrina takaAminokiseline se u vodenim rastvorima nikad ne nalaze u nejonizovanom obliku, ve u nekom od navedenih jonskih oblika, pri emu, zavisno od pH rastvora jedna od jonskih dominira. Ona pH vrednost, pri kojoj se aminokiselina nalazi u obliku dipolarnog jona, naziva se izoelektrino pH i oznaava se sa pI.

Sve aminokiseline, osim glicina, dobijene kiselom ili enzimskom hidrolizom proteina, optiki su aktivne. Stereohemijska istraivanja prirodnih aminokiselina pokazala su da sve imaju istu konfiguraciju na ugljenikovom atomu, na kojoj se nalazi amino grupa, i da je ta konfiguracija ista kao kod L-(-)gliceraldehida.

DobijanjeJedna od metoda za dobijanje aminokiselina jeste reakcija halogenkiselina sa amonijakom

Potrebne halogenkiseline ili estri mogu se dobiti pomou Hell-Volhard-Zelinskyjevog halogenovanja nesupstituisanih kiselina ili modifikacijom malonestarske sinteze. Na primer:

Bolji prinosi se obino dobijaju Gabrijelovom ftalimidnom sintezom; upotrebljavaju se halogenestri umesto halogenkiselina. Dalja modifikacija, ftalimidomalonestarska sinteza, je kombinovana malonestarska i Gabrijelova sinteza.

Druga metoda poznata je pod imenom Strecker-ova sinteza

Katalitika hidrogenizacija keto kiselina u prisustvu amonijaka

Cijanhidrinska sinteza iz aldehida i ketona pomou cijanovodonika

Hidroliza proteinaHidrolizom proteina nastaju aminokiseline iz kojih je taj protein izgraen. Hidroliza proteina moe biti bazno katalozovana gde se kao katalizatori koriste natrijum hidroksid, kalijum hidroksid. Moe biti i kiselo katalizovana gde se kao katalizator koriste sumporna, azotna i hlorovodonina kiselina. Hidrolizu belanevina u prirodnim uslovima katalizuju prirodni katalizatori enzimi.

Hemijsko ponaanjeAminokiseline stupaju u reakcije koje se odigravaju na karboksilnoj grupi ili na amino grupi ili na obe grupe u isto vreme ili u reakcije u kojima uestvuje R ostatak.

Reakcije karboksilne grupe

DEKARBOKSILACIJA izdvaja se CO2

Amini koji nastaju, imaju vane bioloke funkcije. Tako npr. histamin deluje na irenje krvnih sudova u malim koliinama, a u velikim izaziva alergijske reakcije.

REAKCIJE AMINO GRUPESANGEROVA REAKCIJA

DNP derivati su ute kristalne supstancije i mogu posluiti za kvalitativno i kvantitativno odreivanje aminokiselina.REAKCIJA SA AZOTASTOM KISELINOM

EDMANOVA REAKCIJA sastoji se u delovanju fenilizoticijanata na aminokiselinu

ACILOVANJE

GRAENJE SCHIFF ovih BAZA amino grupa reaguje reverzibilno sa aldehidima

REAKCIJA TRANSAMINACIJE (objanjava i povezuje metabolizam proteina i ugljenih hidrata)

METILOVANJE

REAKCIJA SA CO2 objanjava mehanizam prenoenja CO2

REAKCIJA SA FORMALDEHIDOM (formol-titracije)

DEZAMINACIJA

REAKCIJE BONOG NIZAKSANTOPROTEINSKA REAKCIJA reakcija za dokazivanje postojanja benzenovog prstena u jezgru belanenine. Odvija se delovanjem koncentrovane azotne kiseline na aromatine aminokiseline (za koje je ova reakcija karakteristina), pri emu se nitruje aromatini prsten i pojavljuje se uta boja.

OKSIDACIJA AMINOKISELINA

GRAENJE MERKAPTIDA posebno su interesantne reakcije cisteina sa solima tekih metala (Ag , Hg , Pb ) pri emu nastaju merkaptidi.

DEHIDROGENIZACIJA znaajna reakcija, pri kojoj nastaju disulfidi - cistin

ZAJEDNIKE REAKCIJE AMINO I KARBOKSILNE GRUPE

REAKCIJA AMINOKISELINA SA NINHIDRINOMPrva faza ninhidrin, kao oksidaciono sredstvo, dekarboksiluje i deamonuje aminokiselinu do odgovarajuih aldehida, pri emu se sam redukuje do hidrindantina.Druga faza dolazi do kondenzacije drugog molekula ninhidrina i nastalog hidrindantina sa izdvojenim amonijakom, pri emu se dobija ljubiasto obojeno jedinjenje.

REAKCIJE aminokiselina

REAKCIJE aminokiselina

REAKCIJE aminokiselina

GRAENJE PEPTIDNE VEZE

Najznaajnija je reakcija izmeu dve aminokiseline pri emu se gradi amidna veza - peptidna veza. Ona pretstavlja osnovnu vezu u izgradnji belanevina. Nastalo jedinjenje je dipeptid. Ako sadri 3 aminokiseline, to je tripeptid. Ako sadri 10, to je oligopeptid. Ako sadri 10 do 50 aminokiselina, to su polipeptidi, a ako ima vie od 50 aminokiselina u lancu, to su proteini.

Insulin

Insulin je polipeptidni hormon koji regulie metabolizam ugljenih hidrata, pa se koristi za leenje eerne bolesti. Insulin je peptid koji se sastoji od 51 aminokiseline, a izgraen je od dva lanca, meusobno povezana s dva disulfidna mosta. Nastaje u beta elijama, u ostrvcima hormonski aktivnih elija (Langerhansova ostrvca). Pankreas sintetie neaktivni oblik insulina, tzv. proinsulin, koji ini polipeptidni lanac sastavljen od 84 aminokiseline.

Glavni efekat delovanja insulina je smanjenje koncentracije glukoze u krvi. Poveanje koncentracije glukoze u krvi, iznad odreene vrednosti, je signal za luenje insulina. Insulin zatim ubrzava iznoenje glukoze iz krvi u elije miia i masnog tkiva i njeno dalje razlaganje.

U jetri, ije su elijske membrane propustljive za glukozu, insulin indukuje sintezu enzima. Ti enzimi katalizuju bilo degradaciju glukoze, bilo njenu polimerizaciju u glikogen. Najzad, insulin inhibira i enzime koji katalizuju razlaganju glikogena na glukozu. Nedostatak insulina u organizmu izaziva eernu bolest (Diabetes melitus). Bolest se lei tako to pacijenti svakodnevno uzimaju insulin, i to u obliku injekcija. ZAKLJUAKBioloka vrednost aminokiselina koje su do sada poznate nije jednaka, jer je organizam u stanju da samo izvesne aminokiseline sintetizuje iz amonijaka i jedinjenja koja ne sadre azot dok neke aminokiseline ne moe da sintetizuje. Te aminokiseline organizam mora da unosi hranom, tj. iz raznih proteina koji ih sadre. Aminokiseline koje su neophodne za normalan razvitak i ivot organizma nazivaju se esencijalnim, kao to je ve pomenuto. Iz napomenutog moemo zakljuiti da su aminokiseline, kao osnovni gradivni element proteina, neophodne za normalan razvitak i ivot organizama.