α-Аминокислоты. Белки презентация

R-СН2-СН2-СН-СООН

1. По природе заряда:
неполярные(гидрофобные)
полярные (гидрофильные)
а) ионогенные б) неионогенные
Классификация α- аминокислот
положительно
заряженные
отрицательно
заряженные

H3N CH COO
CH2
S
H3N CH COO
CH2
COO
H3N CH COO
(CH2)2
COO
Отрицательно заряженные (анионы)
Cys
Asp
Glu
Tyr

H3N CH COO
(CH2)4
NH3
H3N CH COO
CH2
(CH2)3 NH C NH2
NH2
Положительно заряженные (катионы)
His
Arg
Lys

2. Природа радикала: ароматические (Phe, Tyr)
гетероциклические (Trp, His, Pro)
алифатические (Ala, Lys, Asn)
3. Медико-биологическое значение:
незаменимые: Val, Leu, Jle, Lys, Tre, Met, Phe, Trp
заменимые: Ala, Asn, Asp, Gly, Gln, Glu, Pro,Ser, Tyr, Cys
частично заменимые: Arg, His

H2N CH COOH
R
*
COOH
COOH
R
R
H2N
NH2
H
H
L
D
Стереоизомерия α- АК

H3N CH COO
R
H3N CH COOH
R
H2N CH COO
R
Биполярный ион
Катион
Анион
+ H+ - H+
+ H+ - H+
+
+
Кислотно-основные свойства α- АК

Нейтральные (рН = 5,5 – 6,3)
NH2
CH
COO
R
NH3
CH
COO
R
NH3
CH
COOH
R
+
+
pH
1
7
pJ
11
+ H+
+ H+
- H+
- H+

COOH
CH
(CH2)2
COOH
NH3
+
COO
CH
(CH2)2
COOH
NH3
+
COO
CH
(CH2)2
COO
NH3
+
COO CH
(CH2)2
COO
NH2
pH
Кислые
7
+ H+
+ H+
+ H+
- H+
- H+
- H+
≈ 3,2
рJ
>>7
<<7

NH3
+
COO
CH
(CH2)4
NH3
NH3
+
COO
CH
(CH2)4
NH3
NH2
COO
CH
(CH2)4
NH2
NH2
pH
COOH CH
(CH2)4
NH3
+
+
+
Основные
7
≈ 9,7
рJ
<7
>>7

1. Амфотерность
H2N CH COOH
R
+ HCl
+ NaOH
Cl [H3N CH COOH]
R
H2N CH COONa
R
+
Химические свойства α- АК

2.Реакции по СООН-группе
Этерификация
R CH C + R’ OH
NH2
OH
O
NH3Cl
OR’
R CH C
O
NH2
OR’
R CH C
O
HCl(сух)
+ NH3
- NH4Cl
сл. эфир
+
- H2О

3.Реакции по NH2 группе
а. Ацилирование
Cl
R1 C
O
NH2
R CH COOH +
SN
- HCl
NH C R1
R CH COOH
O
δ+

б.Образование иминов
H
R1 C
NH2
R CH COOH +
O
AN
- H2O
N CH R1
R CH COOH
NH CH R1
R CH COOH
OH
Замещенный имин
основание Шиффа
Гидроксиламин
δ+

Биологически важные реакции АК

Трансаминирование
HOOC CH2 CH COOH + HOOC (CH2)2 C COOH
NH2
O
HOOC CH2 C COOH + HOOC (CH2)2 CH COOH
NH2
O
α
α
Asp
Glu
α-оксоглутаровая к-та
щавелевоуксусная к-та

OH
OH
CH3
CH3
HOCH2
P OCH2
C
H
O
C
H
O
+
+
Пиридоксалевый катализ
Пиридоксаль (PL)
(витамин В6)
Пиридоксальфосфат (PLP)
(витамин В6)

HOOC CH2 CH COOH
NH2
OH
CH3
P OCH2
C
H
O
+
AN
- H2O
Аспарагиновая кислота

HOOC CH2 CH COOH
N
OH
CH3
P OCH2
C
H
+
HOOC CH2 C COOH
N
OH
CH3
P OCH2
C
H
+
H
+ H2O
Альдимин 1
Альдимин 2

HOOC CH2 C COOH
O
OH
CH3
P OCH2
CH2
H
H
+
Щавелевоуксусная
кислота
Пиридоксаминофосфат
N

OH
CH3
P OCH2
CH2
+
N H2
HOOC (CH2)2 C COOH
O
AN
- H2O
+

OH
CH3
P OCH2
CH2
+
РМР
N
HOOC (CH2)2 C COOH
OH
CH3
P OCH2
CH
+
РМР
N
HOOC (CH2)2 CH COOH
+ H2O

OH
CH3
P OCH2
C
H
O
+
NH2
HOOC (CH2)2 CH COOH
Глутаминовая
кислота
+

Декарбоксилирование
- CO2
His
гистамин

OH
CH3
P OCH2
C
H
O
+
+

OH
CH3
P OCH2
+
CH
N
- CO2
OH
P OCH2
+
CH
N
CH3
+ H2O

OH
CH3
P OCH2
C
H
O
+
+
Биогенный амин
гистамин

Окислительное дезаминирование
HOOC (CH2)2 CH COOH
NH2
HOOC (CH2)2 C COOH
NH
HOOC (CH2)2 C COOH + NH3
O
НАД+
НАДН + Н+
+ H2O
α-оксоглутаровая к-та
Glu
-2e, - 2H+

CH3
H2N CH COOH CH2 CH COOH + NH3
E
Ala
Phe
Tyr
оксигеназа
Неокислительное дезаминирование
Гидроксилирование

Первичная структура
H2N CH C
OH
O
R
H2N CH C
OH
O
R
δ+
δ-
H2N CH C HN CH C
O
R
OH
O
R
N-конец
С-конец
Пептидная
связь
Пептидная
группа

Пептидная группа
C HN
O
δ-
δ+
Свойства
Атомы C, N, O лежат в одной плоскости, образуют р - π
сопряженную систему

C HN
O
C N
O
Н
+
C N
O
Н
CH C HN CH
O
R
R
2) Характерна кето - енольная таутомерия
3) Транс-положение боковых радикалов
Кетон
Енол

C N
O
Н
C N
O
Н
• • •
4) Способность к образованию водородной связи

H2N CH C NH CH C NH CH COOH
(CH2)2
COOH
CH2
SH
CH3
O
O
C-конец
N-конец
Глутамилцистеинилаланин

Вторичная структура
α-спираль
β-складчатый
лист

Третичная структура
Ковалентная связь
Ионное
взаимодействие
Гидрофобное
взаимодействие

Ковалентная связь
Водородная связь

Качественные реакции на
α-АК, пептиды и белки
Универсальные
1 на α-аминокислоты с нингидрином
2. на пептидную связь - биуретовая

1. Ксантопротеиновая
+ HNO3
+ NaOH
Специфические

2. Реакция Фолля (Цистеин)
+ 2NaOH
+ Na2S
Na2S + Na2PbO2 + 2H2O PbS + 4NaOH