orghim_aminokisloti_peptidi_belki
реклама
1 Особенно сти ст ро ения, реа к ционно й сп осо бно сти и методы син теза а мино ки слот. Белки Соединение, которое содержит одновременно и кислотную функциональную группу, и аминогруппу, является аминокислотой. Кислотно-основные свойства H2N CH - COO H+ H3N OH- CH R COO- H+ OH- H3N R щелочной раствор H2N CH CH COOH R COOH кислый раствор R H2NCHCOOH H3NCHCOO- R R неионная форма; цвиттер-ион; идеализированная аминокислота аминокислота в твердом состоянии Изоэлектрическая точка (рI) H3N CH2COO- + H2O H2N CH2COO- + H3O+ 2 Таблица – Наиболее распространенные α-аминокислоты Название Сокращение Структурная формула (pI) Глицин gly H2NCH2COOH 5.97 Аланин ala CH3CHCOOH 6.02 NH2 Валин (CH3)2CHCHCOOH val 5.97 NH2 Лейцин leu (CH3)2CHCH2CHCOOH 5.98 NH2 Пролин pro Фенилаланин phe NH 6.10 COOH C6H5CH2CHCOOH 5.88 NH2 Триптофан C6H5CH2CHCOOH try 5.88 NH2 Аспарагин H2N(O)CCH2CHCOOH asn 5.41 NH2 Глутаминовая кислота HOOCCH2CH2CHCOOH glu 3.22 NH2 Лизин lys H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOH 9.74 NH2 Аргинин arg HN H2N Гистидин C NH CH2CH2CH2CHCOOH NH2 N his NH2 NH Тирозин tyr HO 10.76 7.58 CH2CHCOOH CH2CHCOOH 5.65 NH2 Цистеин cySH HSCH2CHCOOH NH2 5.02 3 Способы получения аминокислот Аминирование α-галогензамещенных кислот RCH2COOH + Br2 PBr3 RCHCOOH 1) NH3 (изб.) 2) разб. кисл. RCHCOOH NH2 Br Бромирование при помощи малоновой кислоты COOC2H5 Na+-CH COOC2H5 RBr KOH / H2O t RCH COOC2H5 COOH Br2 / ТГФ RCH COOC2H5 COOH натрмалоновый эфир COOH t -CO2 RCBr R CH COOH COOH Br Аминирование эфиров α-галогензамещенных кислот O O O N- K+ + ClCH2 C O OC2H5 NCH2 C O O HCl / H2O Cl- +H3N CH2COOH OC2H5 4 Синтез Штреккера–Зелинского NH4Cl + NaCN NH4CN + NaCl NH4CN O R C RCH NH3 H NH3 + HCN RCH OH -H2O RCH NH HCN NH2 CN H2O RCH COOH NH2 NH2 α-аминокислота α-аминонитрил Алкилирование N-замещенных аминомалоновых эфиров O N- K+ COOC2H5 CH2 COOC2H5 O COOC2H5 COOC2H5 Br2 / ТГФ C H B r O N COOC2H5 CH COOC2H5 O N-фталимидмалоновый эфир 5 O O COOC2H5 N O - C2H5O CH N -H+ CH C COOC2H5 O C O O OC2H5 O OC2H5 O O N CH C C O R RX OC2H5 N O CH C C O OC2H5 O OC2H5 O OC2H5 O R N CH C C O O NH3 COOH OC2H5 H2O (H+) t + COOH O R C COOH + 2C2H5OH COOH OC2H5 NH3 R C NH3 COOH COOH t R C H COOH α-аминокислота (в виде соли) 6 O NH3 COOC2H5 N CH - C6H5CH2Cl OC2H5 H3O+ C6H5CH2CHCOOH COOC2H5 фенилаланин O Химические свойства аминокислот Реакции аминогруппы Метод Ван-Слайка CH3CHCOOH + [HNO2] CH3CHCOOH + N2↑ + H2O NH2 OH молочная кислота аланин RCHCOOH + R'C NH2 O H -H2O RCHCOOH N CHR' основание Ш иффа RCHCOOH + HC NH2 O H -H2O RCHCOOH NCH2OH N -гидроксиметильное производное аминокислоты 7 Реакции карбоксильной группы NH3 HCl CH3CHCOOH + CH3OH -H O CH3CHCOOCH3 CH3CHCOOCH3 -NH4Cl 2 NH2 NH3+Cl- аланин гидрохлорид метилового эфира аланина HOCH2CHCOOH NH2 метиловый эфир аланина HOCH2CH2NH2 + CO2 NH2 коламин серин HOOCCHCH2CH2COOH H2NCH2CH2CH2COOH + CO2 4-аминобутановая кислота NH2 глутаминовая кислота Качественные реакции CH2CHCOOH NH2 HNO3 -H2O O2N CH2CHCOOH NH2 HO HO желтая окраска тирозин O2N CH2CHCOO- Na+ NH2 Na+ -O оранжевая окраска 2NaOH 8 O C OH + H2NCHCOOH 2 OH C R α-аминокислота O нингидрин O O C C + CO2 + RC N C C O OH сине-фиолетовая окраска Специфические реакции α,β,γ-аминокислот Реакции α-аминокислот O δ+ C H OH H CH3 CH N N CH CH3 H HO H α-аланин C δ+ O t -H2O O H + 3H2O 9 O C NH CH3 3 CH2 1 HN 4 5CH 6 амидные группы CH3 C O 3,6-диметил-2,5-дикетопиперазин Реакции β-аминокислот CH2 CH NH2 H COOH t -NH3 β α CH2 CH COOH акриловая кислота β-аланин Реакции γ-аминокислот δ+ CH2 C CH2 CH2 N O OH H H γ-аминомасляная кислота O CH2 C t -H2O амидная группа CH2 CH2 N H γ-бутиролактам 10 Пептиды и белки Первичная структура • Пептиды — соединения, построенные из нескольких остатков α-аминокислот, связанных амидной (пептидной) связью. O H2N CH C O OH + H NH R CH C O OH + H NH CH R' C OH R'' Пептидная группа O O -2H2O H2N CH C NH аланил C COOH C-конец глицил O CH R'' Пептидная связь N-конец CH C CH R' R H2N NH серин O NH CH2 C NH CH3 CH COOH CH2OH Аланилглицилсерин 11 • Первичная структура пептидов и белков — это последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Физиологически активные пептиды O HOOC CH2 CH C NH NH2 CH COOCH3 CH2C6H5 аспаратам Вторичная структура Строение пептидной группы Рис. Плоское строение пептидной связи 12 Рис. Плоские участки пептидной цепи, ограничивающие свободное вращение в пептидах. Рис. Водородные связи, конформацию полипептидной цепи. стабилизирующие α-спиральную 13 Закрепление конформаций пептидной цепи • Вторичная структура белка — это более высокий уровень структурной организации, в котором закрепление конформации происходит за счет водородных связей между пептидными группами. остаток лизина NH CH пептидная связь CO (CH2)4NH3+ ионное взаимодействие - OOCCH CO CH NH остаток аспаргиновой кислоты Рис. Водородные связи, стабилизирующие β-структуру полипептидной цепи 14 CH2SH [O] [H ] CH2SH CH2S CH2S Дисульфидная связь Денатурация белков • Денатурация белков — это разрушение их природной (нативной) пространственной структуры первичной структуры. Рис. Необратимая денатурация белка. с .сохранением
