Dla pełnego funkcjonowania organizmu ludzkiego, wykonywania wszystkich funkcji, konieczne jest spożywanie pokarmów wzbogaconych w białka, tłuszcze, węglowodany. Białka i białka są składnikami komórek, więc człowiek potrzebuje pokarmu białkowego. Czym są aminokwasy? Biochemia tych związków jest ważnym zagadnieniem, które zasługuje na szczegółowe rozważenie i zbadanie.
Cechy aminokwasów
Te związki są niezbędne do syntezy cząsteczek białka. W naturze występuje ponad sto pięćdziesiąt różnych aminokwasów, ale nie wszystkie są niezbędne dla ludzkiego organizmu. Czego dokładnie potrzebujemy aminokwasów? Biochemię 20 takich związków szczegółowo zbadali naukowcy krajowi i zagraniczni. Okazało się, że dwanaście z nich jest w stanie zsyntetyzować w ludzkim ciele, a tylko osiem aminokwasów człowiek powinien otrzymać z pożywienia.
Klasyfikacja
Przyjrzyjmy się niektórym aminokwasom. Biochemia, klasyfikacja tych związków organicznych obejmuje podział na trzy główne grupy:
- niezbędne, otrzymywane z pożywieniem. Substancje te nie mogą być syntetyzowane wludzkie ciało;
- wymienne, uformowane w organizmie, dostające się do niego wraz z pokarmami białkowymi;
- warunkowo wymienialny, wyprodukowany z niezastąpionych związków.
Podstawowe funkcje
Jakie są fizyczne i chemiczne właściwości aminokwasów? Biochemia tych związków daje wyobrażenie o ich głównych cechach. Aminokwasy mają wysoką temperaturę topnienia, są dobrze rozpuszczalne w wodzie i mają postać krystaliczną.
Co jeszcze charakteryzuje aminokwasy? Biochemia, ich wzory wskazują na obecność w cząsteczkach węgla, który ma aktywność optyczną.
Właściwości chemiczne
Ich biochemia jest interesująca. Aminokwasy to peptydy o strukturze pierwszorzędowej. Kiedy kilka reszt aminokwasowych jest połączonych w jedną liniową strukturę, syntetyzowana jest cząsteczka białka. Kiedy osoba spożywa glicynę w postaci proszku lub tabletek, materia organiczna szybko i łatwo dostaje się do krwi. Interesująca jest ich biochemia. Aminokwasy, białka, węglowodany, tłuszcze to substancje niezbędne do funkcjonowania żywego organizmu. Przy ich braku pojawiają się różne choroby.
Aminokwasy to związki amfoteryczne o podwójnych właściwościach chemicznych.
Biologiczne znaczenie
Ta klasa związków zawierających azot jest odpowiedzialna za syntezę cząsteczek białek w ludzkim ciele. W przypadku jej niedoboru pojawiają się poważne problemy z układem nerwowym. Co jeszcze jest ważnedla aminokwasów organizmu? Biochemia tych związków amfoterycznych wyjaśnia ich znaczenie dla biosyntezy glikogenu w wątrobie. Jego niewystarczająca ilość prowadzi do poważnych chorób. Wśród głównych przyczyn braku 20 niezbędnych aminokwasów lekarze nazywają niedożywienie, nadużywanie alkoholu, systematyczne sytuacje stresowe. Aby zapobiec wyczerpaniu organizmu (aby uniknąć głodu białka), konieczne jest włączenie do żywności produktów mlecznych, mięsnych i sojowych.
Dwoistość właściwości
Jakie cechy mają aminokwasy? Biochemia tych związków tłumaczy się obecnością w cząsteczkach dwóch grup funkcyjnych. Te związki chemiczne mają grupę karboksylową (kwasową) COOH i są również aminami. Takie cechy strukturalne wyjaśniają ich właściwości chemiczne.
Podobieństwo z kwasami organicznymi i mineralnymi przejawia się w reakcjach z metalami aktywnymi, tlenkami zasadowymi, zasadami, solami słabych kwasów. Ponadto aminokwasy mogą wchodzić w interakcje chemiczne z alkoholami, tworząc estry. Obecność grupy aminowej wyjaśnia ich oddziaływanie z kwasami poprzez mechanizm wiązania donor-akceptor.
Klasyfikacja i nazewnictwo
W zależności od umiejscowienia grupy karboksylowej, możliwe jest podzielenie tych związków organicznych na alfa, beta, aminokwasy. W tym przypadku numeracja atomu węgla zaczyna się od węgla następującego po kwasiegrupy.
W chemii organicznej aminokwasy wyróżnia liczba grup funkcyjnych: zasadowa, obojętna, kwasowa.
W zależności od charakteru rodnika węglowodorowego, zwyczajowo dzieli się wszystkie aminokwasy na związki tłuszczowe (alifatyczne), heterocykliczne, aromatyczne i zawierające siarkę. Przykładem aminokwasu aromatycznego jest kwas 2 aminobenzoesowy.
Zgodnie z nomenklaturą systematyczną, nazywając tę klasę związków organicznych, należy podać numer pozycji grupy aminowej, a następnie dodać nazwę łańcucha węglowego, który zawiera grupę karboksylową. Alfabet grecki jest używany, jeśli aminokwas jest nazwany zgodnie z trywialną nomenklaturą.
Jeśli w cząsteczce są dwie grupy funkcyjne (grupy aminowe), w nazwie używane są przedrostki określające: diamino-, triamino-. W przypadku aminokwasów wielozasadowych do nazwy dodaje się triol lub kwas diolowy.
Cechy izomerii i pozyskiwania aminokwasów
Biorąc pod uwagę specyfikę budowy chemicznej przedstawicieli tej klasy substancji organicznych, istnieje kilka rodzajów izomerii. Podobnie jak kwasy karboksylowe, w tych amfoterycznych związkach znajdują się izomery szkieletu węglowego.
Możliwe jest również komponowanie izomerów o różnych pozycjach funkcjonalnej grupy aminowej. Interesująca jest optyczna izomeria tej klasy, która umożliwia wyjaśnienie ich biologicznego znaczenia dla organizmów żywych.
Kwas aminokapronowy działa jako surowiec do syntezy kapronu. Dzięki hydrolizie możesz uzyskać 25 ważnychaminokwasy. Istnieją pewne problemy związane z rozdzielaniem powstałej mieszaniny związków amfoterycznych. Oprócz hydrolizy cząsteczek białka, aminokwasy mogą być syntetyzowane przez oddziaływanie halogenowanych kwasów zgodnie z reakcją Gela-Volharda-Zelinsky'ego.
Aminokwasy powstają podczas procesów hydrolizy białek wchodzących w skład produktów spożywczych. To właśnie te substancje są budulcem, dzięki któremu następuje wyrównanie białek roślinnych i zwierzęcych, nasycenie organizmu najważniejszymi dla jego życia składnikami.
Na przykład w przypadku silnego wyczerpania organizmu spowodowanego poważną operacją pacjentowi przepisuje się specjalny kurs aminokwasów. Za pomocą kwasu glutaminowego prowadzi się leczenie chorób nerwowych, przy wrzodach żołądka konieczne jest stosowanie histydyny. W rolnictwie aminokwasy są wykorzystywane jako pasza dla zwierząt w celu stymulowania ich wzrostu i rozwoju.
Wniosek
Aminokwasy to amfoteryczne związki organiczne, które odgrywają ważną rolę w życiu ludzi i zwierząt. Przy niewystarczającej ilości jednego z najważniejszych aminokwasów pojawiają się poważne problemy zdrowotne. Dieta pełnobiałkowa jest szczególnie ważna w okresie dojrzewania, a także dla osób, które doświadczają stałej aktywności fizycznej, aktywnie uprawiają sport.
