Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.

Аминокислоты белков: структура, основные свойства, заменимые и незаменимые аминокислоты

Содержание:

Определение 1

Аминокислоты — это мономеры белков.

Определение 2

Белки — неразветвленные гетерополимеры. Их мономерами выступают аминокислоты.

Структура аминокислот

Белки состоят из аминокислот со схожим строением. При этом стоит отметить, что при всей схожести они никогда не являются точной копией друг друга.

Любая аминокислота включает 2 части:

  • общую, содержащую аминогруппу ( - NH) и карбоксильную группу ( - COOH);
  • боковой радикал.

При этом радикал аминокислот структурно всегда разный. В белке всегда есть 20 различных аминокислот. В них, в свою очередь — 20 различных боковых цепей. Самая простая такая цепь — глицин: у нее боковой радикал является свободным атомом водорода.

При нейтральных значениях pH, карбоксильная группа свободной аминокислоты диссоциирует: отдает протон и приобретает отрицательный заряд.

Аминогруппа свободной аминокислоты может присоединять к себе протон и приобретать положительный заряд. Это приводит к тому, что аминокислоты переходят в состояние цвиттер-иона — одна часть получает положительный заряд, а другая — отрицательный.

Структура радикалов аминокислот очень разная и зависит от таких критериев как полярность и строение. По этим критериям они и классифицируются, хотя такую классификацию можно выделить условно. Зато она наглядно показывает все грани химической структуры аминокислот.

Находясь в нейтральной среде, радикалы аминокислот (большинство) приобретают частичный или полный полярный заряд. Заряженные радикалы вступают в контакт с полярными радикалами в той же белковой молекуле за счет электростатического взаимодействия. Если взаимодействие происходит с низкомолекулярными веществами, то контакт происходит и в других белковых молекулах.

Пространственная структура белка, то, как он взаимодействует с другими белками и прочими молекулами (взаимодействия рецептор-лиганд, фермент-субстрат) зависит от наличия и расположения заряженных и полярных радикалов.

Замечание 1

Больше информации по этому моменту можно посмотреть по темам «Ферменты» и «Уровни структуры белка».

Типы радикалов аминокислот

Все радикалы аминокислот делят на следующие группы:

  • заряженные радикалы. В составе бокового радикала содержатся аминогруппа и карбоксильная группа;
  • циклические радикалы. Это радикалы с циклической структурой. К примеру, такой радикал есть у триптофана, в цикле которого содержится азот;
  • нециклические радикалы. У них гидрофобная структура. Такие радикалы есть в глицине, лейцине, валине, метионине;
  • полярные радикалы (некоторые их называют полярные аминокислоты). Такие радикалы встречаются в нескольких аминокислотах: валине, глицине, глутамине, метионине;
  • неполярные и гидрофобные радикалы. Те, у которых нет заряда, и которые не взаимодействуют с водой и прочими молекулами с полюсами. Особенность такой структуры белка в том, что она представляет собой сгруппированное внутри молекулы ядро, что сводит к минимуму контакт с водой. Среди аминокислот с такими радикалами выделяют аланин, валин, пролин, триптофан, лейцин и др.
Замечание 2

Еще выделяют серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин) и ароматические (триптофан, фенилаланин).

Каждый год во всем мире производят больше 200 тысяч аминокислот, которые приобретают как биологическое, так и прикладное значение. К примеру, в лабораторных условиях сегодня получают глутаминовую кислоту, глицин, лизин, метионин.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Основные свойства аминокислот

Если говорить о свойствах аминокислот, то лучше рассматривать их на конкретных примерах. Вот некоторые аминокислоты и их свойства:

  1. Глутаминовая кислота. Находит применение в психиатрии для лечения слабоумия, а также в случае каких-либо последствий родовых травм. Широко используется в комплексной терапии язвенной болезни и гипоксии. Ощутимо делает лучше вкус мясных продуктов.
  2. Аспарагиновая кислота. Отвечает за повышение потребления кислорода в сердечной мышце. Поэтому логично ее использование в составе лекарственного препарата Панангин, который назначают, чтобы скорректировать аритмию и ишемическую болезнь сердца.
  3. Метионин. Защищает организм в случаях отравления различными токсинами, бактериальными инфекциями, прочими ядами. Демонстрирует радиопротекторные свойства.
  4. Глицин. Специфический медиатор, который тормозит механизмы деятельности в ЦНС. С его помощью лечат хронический алкоголизм. Оказывает успокаивающее воздействие.
  5. Лизин. Используется как основная пищевая и кормовая добавка. Еще его применяют как антиоксидант в пищевой промышленности, поскольку он не дает пищевым продуктам портиться.

Заменимые и незаменимые аминокислоты

Обычно аминокислоты делят на заменимые и незаменимые.

Незаменимые аминокислоты поступают в организм человека с пищей, поскольку внутри организма синтезироваться не могут. Например, валин, лейцин, треонин и др. Отдельно стоит упомянуть гистидин — это для новорожденных аминокислота. В случае, если наблюдается дефицит таких аминокислот в организме человека, то он не может нормально функционировать.

Заменимые аминокислоты организм синтезирует самостоятельно из азота или других аминокислот, в том числе — незаменимых. Все остальные 11 аминокислот являются заменимыми.

Заменимые аминокислоты тоже должны поступать в человеческий организм. Если это не будет происходить, то для восполнения такой нехватки будут использоваться незаменимые аминокислоты и, соответственно, ослаблять таким образом защитные силы организма.

Определение 3

Есть две аминокислоты, которые можно назвать целиком метаболически заменимыми: серин и глутаминовая кислота.

Деление на заменимые и незаменимые аминокислоты в некоторых случаях не совсем корректно. К примеру, тирозин считается заменимой аминокислотой. Но важно одно условие: чтобы было достаточно фенилаланина. Аргинин считается заменимой аминокислотой и синтезируется в организме человека, но бывают такие состояния и метаболические особенности, при которых аргинин можно назвать незаменимой аминокислотой.

Согласно исследованиям в этой области, биосинтез заменимых аминокислот в объемах, покрывающих потребности организма, не представляется возможным. И те, и другие аминокислоты являются важной составляющей живого организма и условием нормального его функционирования.

Навигация по статьям

Выполненные работы по биологии
  • Биология

    Трофические связи ушастой совы

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      11 апреля 2017 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Микробиологическое исследование Йогурта

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      23 марта 2017 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Биологическое и хозяйственное значение хищных млекопитающих

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      22 мая 2017 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Методы изучения обмена веществ

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      28 марта 2017 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Использование бактерий в народном хозяйстве и в жизни человека

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      4 марта 2018 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Физиология обонятельного анализатора

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      14 марта 2018 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Не получается написать работу самому?

    Доверь это кандидату наук!