Entre la enorme variedad de sustancias naturales, los aminoácidos ocupan un lugar especial. Se explica por su excepcional importancia tanto en biología como en química orgánica. El hecho es que las moléculas de proteínas simples y complejas están compuestas de aminoácidos, que son la base de todas las formas de vida en la Tierra sin excepción. Es por esta razón que la ciencia presta seria atención al estudio de temas como la estructura de los aminoácidos, sus propiedades, producción y uso. Estos compuestos también son de gran importancia en medicina, donde se utilizan como preparados medicinales. Para aquellas personas que se toman en serio su propia salud y llevan un estilo de vida activo, los monómeros de proteínas son una forma de alimento (la llamada nutrición deportiva). Algunos de sus tipos se utilizan en la química de la síntesis orgánica como materia prima en la producción de fibras sintéticas: enantato y capron. Como puedes ver, los ácidos aminocarboxílicos juegan un papel muy importante tanto en la naturaleza como en la vida de la sociedad humana, así que vamos a conocerlos con más detalle.
Características de la estructuraaminoácidos
Los compuestos de esta clase pertenecen a sustancias orgánicas anfóteras, es decir, contienen dos grupos funcionales y, por lo tanto, exhiben propiedades duales. En particular, las moléculas contienen radicales hidrocarbonados combinados con grupos amino NH2 y grupos carboxilo COOH. En las reacciones químicas con otras sustancias, los aminoácidos actúan como bases o como ácidos. La isomería de dichos compuestos se manifiesta debido a un cambio en la configuración espacial del esqueleto de carbono o la posición del grupo amino, y la clasificación de los aminoácidos se determina en función de las características y propiedades estructurales del radical hidrocarbonado. Puede tener forma de cadena lineal o ramificada, y también contener estructuras cíclicas.
Actividad óptica de los ácidos aminocarboxílicos
Todos los monómeros de polipéptidos, y sus 20 especies, presentes en organismos de plantas, animales y humanos, pertenecen a los L-aminoácidos. La mayoría de ellos contienen un átomo de carbono asimétrico que gira un haz de luz polarizada hacia la izquierda. Dos monómeros, isoleucina y treonina, tienen dos de esos átomos de carbono y el ácido aminoacético (glicina) no tiene ninguno. La clasificación de los aminoácidos según su actividad óptica es ampliamente utilizada en bioquímica y biología molecular al estudiar el proceso de traducción en la biosíntesis de proteínas. Curiosamente, las formas D de los aminoácidos nunca forman parte de las cadenas polipeptídicas de las proteínas, sino que están presentes en las membranas bacterianas y en los productos metabólicos de los hongos actinomicetos.los hay, de hecho, se encuentran en los antibióticos naturales, por ejemplo, en la gramicidina. En bioquímica, las sustancias con una estructura espacial en forma de D, como la citrulina, la homoserina, la ornitina, son ampliamente conocidas y desempeñan un papel importante en las reacciones del metabolismo celular.
¿Qué son los zwitteriones?
Recordemos una vez más que los monómeros de proteínas contienen grupos funcionales de aminas y ácidos carboxílicos. Las partículas -NH2 y COOH interactúan entre sí dentro de la molécula, lo que conduce a la aparición de una sal interna llamada ion bipolar (zwitterion). Esta estructura interna de los aminoácidos explica su gran capacidad para interactuar con disolventes polares, como el agua. La presencia de partículas cargadas en soluciones determina su conductividad eléctrica.
¿Qué son los α-aminoácidos?
Si el grupo amino está ubicado en la molécula en el primer átomo de carbono, contando desde la ubicación del carboxilo, este aminoácido se clasifica como un α-aminoácido. Ocupan un lugar destacado en la clasificación, porque es a partir de estos monómeros que se construyen todas las moléculas de proteínas biológicamente activas, por ejemplo, como enzimas, hemoglobina, actina, colágeno, etc. La estructura de los aminoácidos de esta clase puede considerarse Poniendo como ejemplo la glicina, la misma que es muy utilizada en la práctica neurológica como sedante en el tratamiento de formas leves de depresión y neurastenia.
El nombre internacional de este aminoácido es α-aminoacético,tiene forma de L óptica y es proteinogénico, es decir, participa en el proceso de traducción y forma parte de macromoléculas proteicas.
El papel de las proteínas y sus monómeros en el metabolismo
Es imposible imaginar el funcionamiento normal del organismo de los mamíferos, incluidos los humanos, sin hormonas que consisten en moléculas de proteína. La estructura química de los aminoácidos que componen su composición confirma su pertenencia a las formas α. Por ejemplo, la glándula tiroides produce triyodotironina y tiroxina. Regulan el metabolismo y se sintetizan en sus células a partir del α-aminoácido tirosina. En proteínas simples y complejas, hay 20 monómeros básicos y sus derivados. El ácido carboxiglutámico está presente en la protrombina, que regula la coagulación de la sangre, la metillisina se encuentra en la miosina (proteína muscular) y la selenocisteína se encuentra en la enzima peroxidasa.
Valor nutricional de las proteínas y sus monómeros
Teniendo en cuenta la estructura de los aminoácidos y su clasificación, detengámonos en la gradación basada en la capacidad o imposibilidad de sintetizar los monómeros de proteínas en las células. La alanina, la prolina, la tirosina y otros compuestos se forman en las reacciones del metabolismo plástico, mientras que el triptófano y otros siete aminoácidos deben ingresar a nuestro cuerpo solo con los alimentos.
Uno de los indicadores de una nutrición adecuada y equilibrada es el nivel de consumo humano de alimentos proteicos. Debe ser al menos una cuarta parte de la cantidad total de alimentos que ha ingresado al cuerpo por día. Especialmentees importante que las proteínas contengan valina, isoleucina y otros aminoácidos esenciales. En este caso, las proteínas se llamarán completas. Entran en el cuerpo humano a través de alimentos vegetales o alimentos que contienen hongos.
Los monómeros de proteínas esenciales en sí mismos no pueden sintetizarse en células de mamíferos. Si consideramos la estructura de las moléculas de aminoácidos que son indispensables, podemos asegurar que pertenecen a diferentes clases. Entonces, la valina y la leucina pertenecen a la serie alifática, el triptófano pertenece a los aminoácidos aromáticos y la treonina pertenece a los hidroxiaminoácidos.
