من بين المواد الطبيعية المتنوعة ، تحتل الأحماض الأمينية مكانة خاصة. يتم تفسير ذلك من خلال أهميتها الاستثنائية في كل من علم الأحياء والكيمياء العضوية. الحقيقة هي أن جزيئات البروتينات البسيطة والمعقدة تتكون من أحماض أمينية ، والتي هي أساس جميع أشكال الحياة على الأرض دون استثناء. ولهذا السبب يولي العلم اهتمامًا جادًا لدراسة قضايا مثل بنية الأحماض الأمينية وخصائصها وإنتاجها واستخدامها. كما أن لهذه المركبات أهمية كبيرة في الطب حيث تستخدم كمستحضرات طبية. بالنسبة لأولئك الأشخاص الجادين بشأن صحتهم ويقودون أسلوب حياة نشطًا ، فإن مونومرات البروتين هي شكل من أشكال الغذاء (ما يسمى بالتغذية الرياضية). تُستخدم بعض أنواعها في كيمياء التخليق العضوي كمادة وسيطة في إنتاج الألياف الاصطناعية - الإنانث والكابرون. كما ترون ، تلعب الأحماض الأمينية الكربوكسيلية دورًا مهمًا للغاية في كل من الطبيعة وفي حياة المجتمع البشري ، لذلك دعونا نتعرف عليها بمزيد من التفصيل.
ميزات الهيكلالأحماض الأمينية
تنتمي مركبات هذه الفئة إلى مواد عضوية مذبذبة ، أي أنها تحتوي على مجموعتين وظيفيتين ، وبالتالي تظهر خصائص مزدوجة. على وجه الخصوص ، تحتوي الجزيئات على جذور هيدروكربونية مدمجة مع مجموعات NH2مجموعات أمينية ومجموعات كربوكسيل COOH. في التفاعلات الكيميائية مع مواد أخرى ، تعمل الأحماض الأمينية إما كقواعد أو كأحماض. يتجلى تماثل هذه المركبات بسبب تغيير إما في التكوين المكاني للهيكل الكربوني أو موضع المجموعة الأمينية ، ويتم تحديد تصنيف الأحماض الأمينية بناءً على السمات الهيكلية وخصائص الجذور الهيدروكربونية. يمكن أن يكون على شكل سلسلة مستقيمة أو متفرعة ، ويحتوي أيضًا على هياكل دورية.
النشاط البصري للأحماض aminocarboxylic
جميع مونومرات polypeptides ، وأنواعها العشرين ، الموجودة في الكائنات الحية من النباتات والحيوانات والبشر ، تنتمي إلى الأحماض الأمينية L. يحتوي معظمها على ذرة كربون غير متماثلة تقوم بتدوير شعاع ضوئي مستقطب إلى اليسار. يحتوي اثنان من المونومرات ، إيزولوسين وثريونين ، على ذرتي كربون من هذا القبيل ، ولا يحتوي الحمض الأميني الخليك (الجلايسين) على ذرات كربون. يستخدم تصنيف الأحماض الأمينية وفقًا لنشاطها البصري على نطاق واسع في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية عند دراسة عملية الترجمة في التخليق الحيوي للبروتين. ومن المثير للاهتمام أن الأشكال D للأحماض الأمينية ليست جزءًا من سلاسل البروتينات متعددة الببتيد ، ولكنها موجودة في الأغشية البكتيرية وفي المنتجات الأيضية للفطريات الشعاعية ،هناك ، في الواقع ، توجد في المضادات الحيوية الطبيعية ، على سبيل المثال ، في الجراميسيدين. في الكيمياء الحيوية ، المواد ذات التركيب المكاني على شكل D ، مثل السيترولين ، الهوموسرين ، الأورنيثين ، معروفة على نطاق واسع ، والتي تلعب دورًا مهمًا في تفاعلات استقلاب الخلية.
ما هي zwitterions؟
تذكر مرة أخرى أن مونومرات البروتين تحتوي على مجموعات وظيفية من الأمينات والأحماض الكربوكسيلية. تتفاعل الجسيمات -NH2و COOH مع بعضها البعض داخل الجزيء ، مما يؤدي إلى ظهور ملح داخلي يسمى أيون ثنائي القطب (zwitterion). يوضح هذا التركيب الداخلي للأحماض الأمينية قدرتها العالية على التفاعل مع المذيبات القطبية ، مثل الماء. يحدد وجود الجسيمات المشحونة في المحاليل توصيلها الكهربائي.
ما هي الأحماض الأمينية α
إذا كانت المجموعة الأمينية موجودة في الجزيء عند ذرة الكربون الأولى ، حسب موقع الكربوكسيل ، فإن هذا الحمض الأميني يصنف على أنه حمض أميني ألفا. تحتل مكانة رائدة في التصنيف ، لأنه من هذه المونومرات يتم بناء جميع جزيئات البروتين النشطة بيولوجيًا ، على سبيل المثال ، مثل الإنزيمات والهيموجلوبين والأكتين والكولاجين وما إلى ذلك. يمكن اعتبار بنية الأحماض الأمينية لهذه الفئة باستخدام مثال الجلايسين ، وهو نفسه الذي يستخدم على نطاق واسع في الممارسة العصبية كمسكن في علاج الأشكال الخفيفة من الاكتئاب والوهن العصبي.
الاسم الدولي لهذا الحمض الأميني هو α-aminoacetic ، عليهلها شكل L بصري وهي بروتينية ، أي أنها تشارك في عملية الترجمة وهي جزء من جزيئات البروتين.
دور البروتينات ومونومراتها في التمثيل الغذائي
من المستحيل تخيل الأداء الطبيعي لكائن الثدييات ، بما في ذلك البشر ، بدون هرمونات تتكون من جزيئات بروتينية. يؤكد التركيب الكيميائي للأحماض الأمينية التي تتكون منها تركيبها انتمائها إلى أشكال ألفا. على سبيل المثال ، يتم إنتاج ثلاثي يودوثيرونين وثيروكسين بواسطة الغدة الدرقية. أنها تنظم عملية التمثيل الغذائي ويتم تصنيعها في خلاياها من حمض ألفا-الأميني التيروزين. في البروتينات البسيطة والمعقدة ، يوجد 20 مونومرًا أساسيًا ومشتقاتها. حمض الكربوكسيجلوتاميك موجود في البروثرومبين ، الذي ينظم تخثر الدم ، والميثيلليسين موجود في الميوسين (بروتين العضلات) ، والسيلينوسيستين موجود في إنزيم البيروكسيديز.
القيمة الغذائية للبروتينات ومونومراتها
بالنظر إلى بنية الأحماض الأمينية وتصنيفها ، دعونا نتناول التدرج بناءً على قدرة أو استحالة تصنيع مونومرات البروتين في الخلايا. تتشكل الألانين والبرولين والتيروزين ومركبات أخرى في تفاعلات التمثيل الغذائي للبلاستيك ، بينما يجب أن يدخل التربتوفان وسبعة أحماض أمينية أخرى إلى أجسامنا مع الطعام فقط.
أحد مؤشرات التغذية السليمة والمتوازنة هو مستوى استهلاك الإنسان من الأطعمة البروتينية. يجب أن يكون على الأقل ربع إجمالي كمية الطعام التي تدخل الجسم يوميًا. خصوصاًمن المهم أن تحتوي البروتينات على فالين ، إيزولوسين وأحماض أمينية أساسية أخرى. في هذه الحالة ، ستسمى البروتينات كاملة. تدخل جسم الإنسان من الأطعمة النباتية أو الأطعمة التي تحتوي على الفطر.
لا يمكن تصنيع مونومرات البروتين الأساسية نفسها في خلايا الثدييات. إذا أخذنا في الاعتبار بنية جزيئات الأحماض الأمينية التي لا غنى عنها ، يمكننا التأكد من أنها تنتمي إلى فئات مختلفة. لذلك ، ينتمي الفالين والليوسين إلى السلسلة الأليفاتية ، ينتمي التربتوفان إلى الأحماض الأمينية العطرية ، وينتمي الثريونين إلى الأحماض الهيدروكسي أمينو.
