Los aminoácidos, cuyas fórmulas se analizan en el curso de química de la escuela secundaria, son sustancias importantes para el cuerpo humano. Las proteínas, que consisten en residuos de aminoácidos, son necesarias para que una persona funcione completamente.
Definición
Los aminoácidos, cuyas fórmulas se analizarán a continuación, son compuestos orgánicos cuyas moléculas contienen grupos amino y carboxilo. El carboxilo consta de un carbonilo y un grupo hidroxilo.
Puedes considerar los aminoácidos como derivados de los ácidos carboxílicos, donde el átomo de hidrógeno se reemplaza por un grupo amino.
Características de las propiedades químicas
Los aminoácidos, cuya fórmula general se puede representar como CnH2nNH2COOH, son compuestos químicos anfóteros.
La presencia de dos grupos funcionales en sus moléculas explica la posibilidad de que estas sustancias orgánicas presenten propiedades básicas y ácidas.
Sus soluciones acuosas tienen las propiedades de las soluciones tampón. Un zwitterión es una molécula de aminoácido donde el grupo amino es NH3+ y el carboxilo es -COO-. Una molécula de este tipo tiene un momento dipolar significativo, mientras quela carga total es cero. Los cristales de muchos aminoácidos se construyen sobre tales moléculas.
Entre las propiedades químicas más importantes de esta clase de sustancias, se pueden distinguir los procesos de policondensación, como resultado de lo cual se forman poliamidas, incluidas proteínas, péptidos, nailon.
Los aminoácidos, cuya fórmula general es CnH2nNH2COOH, reaccionan con ácidos, bases, óxidos metálicos, sales de ácidos débiles. De particular interés son las interacciones de los aminoácidos con los alcoholes relacionados con la esterificación.
Características de la isomería
Para escribir las fórmulas estructurales de los aminoácidos, observamos que muchos aminoácidos involucrados en transformaciones bioquímicas contienen un grupo amino en la posición a del grupo carboxilo. Dicho átomo de carbono es un centro quiral y los aminoácidos se consideran isómeros ópticos.
La fórmula estructural de los aminoácidos da una idea de la ubicación de los principales grupos funcionales que componen una determinada sustancia, en relación con el átomo de carbono activo.
Los aminoácidos naturales que forman parte de las moléculas de proteína son representantes de la serie L.
Los isómeros ópticos de los aminoácidos se caracterizan por una racemización no enzimática lenta y espontánea.
Características de los compuestos a
Cualquier fórmula de sustancias de este tipo asume la ubicación del grupo amino en el segundo átomo de carbono. 20 aminoácidos, cuyas fórmulas se consideran incluso en un curso de biología escolar, también sonpertenecen a esta especie. Por ejemplo, estos incluyen alanina, asparagina, serina, leucina, tirosina, fenilalanina, valina. Son estos compuestos los que componen el código genético humano. ¿Además de las conexiones estándar? Los aminoácidos no estándar, que son sus derivados, también se encontraron en moléculas de proteínas.
Clasificación por síntesis
¿Cómo se pueden separar los aminoácidos esenciales? Las fórmulas de esta clase se subdividen según la base fisiológica en semi-reemplazables, capaces de ser sintetizadas en el cuerpo humano. También se aíslan los compuestos ordinarios sintetizados en cualquier organismo vivo.
División para grupos radicales y funcionales
La fórmula de aminoácidos difiere en la estructura del radical (grupo lateral). Hay una división en moléculas no polares que contienen un radical no polar hidrófobo, así como en grupos polares cargados. Los aminoácidos aromáticos se consideran como un grupo separado en bioquímica: histidina, triptófano, tirosina. Dependiendo de los grupos funcionales, se distinguen varios grupos. Los compuestos alifáticos están representados por:
- compuestos monoaminomonocarboxílicos, que pueden considerarse glicina, valina, alanina, leucina;
- sustancias oximonocaminocarboxílicas: treonina, serina;
- monoaminocarboxílico: glutámico, ácido aspártico;
- compuestos que contienen azufre: metionina, cisteína;
- sustancias diaminomonocarboxílicas: lisina, histidina, arginina;
- heterocíclico: prolina, histidina,triptófano/
Cualquier fórmula de aminoácidos se puede escribir en términos generales, solo los grupos radicales diferirán.
Definición cualitativa
Para detectar pequeñas cantidades de aminoácidos, se lleva a cabo una reacción de ninhidrina. En el proceso de calentamiento de aminoácidos con un exceso de ninhidrina, se obtiene un producto púrpura si el ácido tiene un grupo a-amino libre, y un producto amarillo es típico para un grupo protegido. Este método tiene una alta sensibilidad y se utiliza para la detección colorimétrica de aminoácidos. Sobre esta base, se creó el método de cromatografía de partición en papel, introducido por Martin en 1944.
La misma reacción química se utiliza en un analizador automático de aminoácidos. El dispositivo, creado por Moore, Shpakman, Stein, se basa en la separación de una mezcla de aminoácidos en columnas llenas de resinas de intercambio iónico. Desde la columna, la corriente de eluyente ingresa al mezclador, la ninhidrina también va aquí.
El contenido cuantitativo de aminoácidos se juzga por la intensidad del color resultante. Las lecturas son registradas por un colorímetro fotoeléctrico, registradas por un registrador.
Actualmente se utiliza una tecnología similar en la práctica clínica para análisis de sangre, líquido cefalorraquídeo y orina. Le permite dar una imagen completa de la composición cualitativa de los aminoácidos contenidos en los fluidos biológicos, para identificar en ellos sustancias que contienen nitrógeno no estándar.
Características de la nomenclatura
Cómo nombrar correctamente¿aminoácidos? Las fórmulas y nombres de estos compuestos se dan de acuerdo con la nomenclatura internacional IUPAC. La posición del grupo amino se suma al ácido carboxílico correspondiente, comenzando por el hidrocarburo en el grupo carboxilo.
Por ejemplo, ácido 2-aminoetanoico. Además de la nomenclatura internacional, hay nombres triviales que se usan en bioquímica. Por lo tanto, el ácido aminoacético es una glicina utilizada en la medicina moderna.
Si hay dos grupos carboxilo en la molécula, se agrega el sufijo -diónico al nombre. Por ejemplo, ácido 2-aminobutanodioico.
Para todos los representantes de esta clase, la isomería estructural es característica, debido a cambios en la estructura de la cadena de carbono, así como la ubicación de los grupos carboxilo y amino. ¿Además de la glicina (el representante más simple de esta clase de sustancias orgánicas que contienen oxígeno)? los compuestos restantes tienen antípodas especulares (isómeros ópticos).
Solicitud
Los aminoácidos son comunes en la naturaleza, son la base para construir proteínas animales y vegetales. Estos compuestos se usan en medicina en caso de agotamiento severo del cuerpo, por ejemplo, después de operaciones quirúrgicas complejas. El ácido glutámico ayuda a combatir las enfermedades nerviosas y la histidina se usa para tratar las úlceras estomacales. En la síntesis de fibras sintéticas (capron, enanth), los ácidos aminocaproico y aminoenanthic actúan como materias primas.
Conclusión
Los aminoácidos son compuestos orgánicos que en sutienen dos grupos funcionales. Son las características estructurales las que explican la dualidad de sus propiedades químicas, así como las especificaciones de su uso. Con base en los resultados de los experimentos de investigación, fue posible establecer que la biomasa de los organismos vivos que viven en nuestro planeta asciende a 1.8 1012-2.4 1012 toneladas de materia seca. Los aminoácidos son los monómeros iniciales en la biosíntesis de moléculas de proteínas, sin los cuales la existencia de humanos y animales es imposible.
Dependiendo de las características fisiológicas, existe una división de todos los aminoácidos en sustancias esenciales, cuya síntesis no se lleva a cabo en el cuerpo humano y los mamíferos. Para evitar alteraciones en los procesos metabólicos, es importante consumir alimentos que contengan estos aminoácidos.
Estos compuestos son una especie de "ladrillos" que se utilizan para construir proteínas de biopolímeros. Dependiendo de qué residuos de aminoácidos, en qué secuencia se alinearán en la estructura de la proteína, la proteína resultante tiene ciertas propiedades y aplicaciones físicas y químicas. Gracias a las reacciones cualitativas de los grupos funcionales, los bioquímicos determinan la composición de las moléculas de proteína, buscando nuevas formas de sintetizar biopolímeros individuales necesarios para el cuerpo humano.
