الأحماض الأمينية الأليفاتية - مشتقات الأحماض الكربوكسيلية - منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة. يلعبون دورًا مهمًا في العديد من العمليات الحيوية. على أساسها ، تصنع بعض أنواع الأدوية.
حمض أميني أليفاتيك - ما هو؟
تؤدي الأحماض الأمينية وظائف مهمة في جسم الإنسان والحيوانات الأخرى ، حيث إنها نواقل عصبية و "لبنات بناء" لبناء البروتينات. كما أنها ضرورية لعملية التمثيل الغذائي المناسبة.
الأحماض الأمينية الأليفاتية هي مجموعة متنوعة من الأحماض الأمينية aminocarboxylic التي ترتبط فيها مجموعات الأمينو والكربوكسيل بذرة كربون أليفاتية. مصطلح "أليفاتي" يشير إلى سلاسل خطية أو متفرعة من ذرات عنصر معين.
الجزء الأكبر من الأحماض الأمينية التي تم عزلها من الكائنات الحية أليفاتية. في الكيمياء ، يستخدمون بشكل أساسي الأسماء اليومية لهذه المواد وفقًا للبروتينات الأصلية التي تم الحصول عليها منها ، نظرًا لأنه وفقًا للتسمية المنهجية لديهم أسماء مرهقة للغاية.
أنواع التوصيلات حسب الهيكل
الأحماض الأمينية الأليفاتية ، اعتمادًا على موضع مجموعتي الأمينية والكربوكسيل ، تنقسم إلى الأنواع التالية:
- ألفا أيزومرات. وتشمل هذه معظم المركبات الطبيعية الموجودة في النباتات والكائنات الحية الدقيقة والحيوانات. توجد أيضًا في النيازك ، وهيكل هذه المواد هو نفسه هيكل الكائنات الحية الأرضية.
- أحماض بيتا الأمينية. مثال على ذلك β-alanine ، وهو جزء من الإنزيم المساعد A. ويشارك الأخير في تخليق وأكسدة الأحماض الدهنية.
- ايزومرات جاما. أحد ألمع ممثلي هذه المجموعة هو حمض ɣ-aminobutyric (GABA) ، وهو أهم ناقل عصبي للجهاز العصبي المسؤول عن تثبيط العمليات العصبية ، وضعف وقمع الإثارة.
جميع الأحماض الأمينية من نوع ألفا ، باستثناء الجلايسين ، لها هيكل غير متماثل ، وتوجد على شكل انعكاسين مرآتين لا يتحدان في الفضاء (الأحماض الأمينية L و D) ولها نشاط بصري طبيعي. أهم الأحماض الأمينية L هي الجلايسين ، الألانين ، السيرين ، السيستين ، حمض الأسبارتيك ، التيروزين ، الليوسين ، الجلوتامين ، الأيزولوسين ، الأرجينين ، الليسين ، البرولين.
أمثلة على الأحماض الأمينية الأليفاتية موضحة في الشكل أدناه.
أنواع المواد وفقًا لمعايير أخرى
هناك أيضًا تصنيف وفقًا لطبيعة مشاركة الأحماض الأمينية الأليفاتية في تخليق البروتين.
- المركبات المولدة للبروتين من السلسلة L ، والتي ترتبط بالبروتينات في الريبوسومات تحت سيطرة الحمض النووي الريبي. معهمالتسلسل مشفر وراثيا. لا يوجد سوى عشرين من هذه الأحماض الأمينية.
- غير بروتيني (غير مشفر) ، ليس جزءًا من البروتينات ، ولكنه يؤدي وظائف مهمة (بشكل أساسي المشاركة في عمليات التمثيل الغذائي). بعضها سموم وسامة للإنسان
وفقًا لخصائص القاعدة الحمضية ، تنقسم الأحماض الأمينية الأليفاتية إلى 3 أنواع:
- حمضي (أحماض أسبارتيك وغلوتاميك) ؛
- محايد ، يحتوي على نفس العدد من المجموعات الأساسية والحمضية ؛
- أساسي (هيستيدين ، أرجينين ، ليسين وغيرها).
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الخصائص التالية نموذجية للأحماض الأمينية الأليفاتية:
- هيكل على شكل أيونات ثنائية القطب في الحالة البلورية ؛
- نقطة انصهار عالية (ليس للأحماض الأمينية قيمة واضحة) ؛
- ذوبان جيد في الماء والمحاليل المائية للقلويات والأحماض ؛
- مذبذب ؛
- الخصائص الأساسية في البيئة الحمضية والعكس صحيح ؛
- إذا كان الرقم الهيدروجيني للوسط أكبر من النقطة الكهربية ، فإن الأحماض الأمينية الأليفاتية تشكل أملاحًا مع القلويات ، والتي تذوب جيدًا في الماء.
مخاليط من هذه المواد مع أملاحها الصوديوم أو البوتاسيوم تستخدم لصنع محاليل عازلة تستخدم في التحليل الكيميائي.
توليف
بفي ظل ظروف المختبر ، يعد إنتاج هذه المركبات مهمة صعبة ، لأنها نشطة بصريًا ، وفي الظروف الطبيعية يحدث إنتاجها بمشاركة الإنزيمات. لذلك ، يتم الحصول كيميائياً على الأحماض الأمينية الراسيمية ، وهي مزيج من الأيزومرات الضوئية.
كمادة البداية ، يتم استخدام أحماض ألفا هالوكربوكسيلية ، والتي عند تفاعلها مع الأمونيا ، تعطي الأحماض الأمينية الأليفاتية. هناك طرق أخرى للحصول على - من أحماض الكيتو ومشتقاتها في عملية الأمينة الاختزالية ، من إستر مالونيك ، حمض أمينو أسيتيك (جلايسين). لتركيب الأحماض الأمينية على نطاق صناعي ، يتم استخدام التقنيات الميكروبيولوجية. بمساعدة الهندسة الوراثية ، يتم عزل هذه المواد من جزيئات البروتين التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة المزروعة بشكل خاص.
دور في الطبيعة
فقط في النباتات والكائنات الحية الدقيقة ، تم تحديد أكثر من 200 من الأحماض الأمينية الأليفاتية ، وفي المجموع هناك أكثر من خمسمائة منهم اليوم. إنها جزء من المواد المضادة للبكتيريا (مثل البنسلين) التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة وتشكل أيضًا جدران الخلايا لمعظم البكتيريا.
في جسم الحيوانات تؤدي هذه المواد الوظائف الرئيسية التالية:
- توليف البروتينات والإنزيمات والهرمونات والإنزيمات المساعدة وغيرها من المركبات العضوية المهمة ؛
- تكوين الأمينات النشطة بيولوجيا (الدوبامين ، والنورادرينالين ، والإبينفرين ، والسيروتونين وغيرها) ؛
- المشاركة في نقل النبضات العصبية وعمليات التمثيل الغذائي.
يوجد في خلايا الدماغ البشري عملية التمثيل الغذائي النشطة بمشاركة الأحماض الأمينية التي يزيد تركيزها 7 مرات عن تركيزها في بلازما الدم.
التطبيقات الطبية
يعتمد استخدام هذه المركبات للأغراض الطبية على قدرتها على المشاركة في تبادل العناصر النيتروجينية وتوليف المواد النشطة بيولوجيا. هناك العديد من الأدوية التي تحتوي على الأحماض الأمينية الأليفاتية. المدرجة أدناه هي بعض منها واستخداماتها في الممارسة العلاجية.
- حمض الجلوتاميك - أمراض الجهاز العصبي المركزي ، والصرع ، والذهان ، والتخلف العقلي عند الأطفال ، والشلل الدماغي ، ومرض داون.
- الميثيونين - تلف الكبد السام (تليف الكبد والتسمم بالزرنيخ والكلوروفورم والسموم الأخرى) ، وكذلك أمراض هذا العضو في إدمان الكحول المزمن ومرض السكري.
- أمينالون هو عامل موجه للأعصاب.
- سيستين - لإعتام عدسة العين.
- Acetylcysteine - في أمراض الجهاز التنفسي مثل حال للبلغم.
