Trong số vô số các chất tự nhiên, axit amin chiếm một vị trí đặc biệt. Nó được giải thích bởi tầm quan trọng đặc biệt của chúng cả trong sinh học và hóa học hữu cơ. Thực tế là các phân tử của protein đơn giản và phức tạp đều được cấu tạo từ các axit amin, là cơ sở của tất cả các dạng sống trên Trái đất mà không có ngoại lệ. Chính vì lý do đó mà khoa học rất chú trọng đến việc nghiên cứu các vấn đề như cấu trúc của các axit amin, đặc tính của chúng, sản xuất và sử dụng. Các hợp chất này cũng có tầm quan trọng lớn trong y học, nơi chúng được sử dụng làm các chế phẩm thuốc. Đối với những người nghiêm túc về sức khỏe của bản thân và có lối sống năng động, protein đơn phân là một dạng thực phẩm (được gọi là dinh dưỡng thể thao). Một số loại của chúng được sử dụng trong hóa học tổng hợp hữu cơ như một nguyên liệu thô trong sản xuất sợi tổng hợp - xơ và capron. Như bạn có thể thấy, axit aminocarboxylic đóng một vai trò rất quan trọng trong tự nhiên và đời sống của xã hội loài người, vì vậy hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về chúng.
Đặc điểm cấu trúcaxit amin
Các hợp chất thuộc nhóm này thuộc về các chất hữu cơ lưỡng tính, nghĩa là chúng chứa hai nhóm chức và do đó, thể hiện tính chất kép. Đặc biệt, phân tử chứa các gốc hiđrocacbon kết hợp với nhóm amino NH2và nhóm COOH cacboxyl. Trong phản ứng hóa học với các chất khác, axit amin đóng vai trò là bazơ hoặc axit. Đồng phân của các hợp chất như vậy được biểu hiện do sự thay đổi cấu hình không gian của khung cacbon hoặc vị trí của nhóm amin và việc phân loại axit amin được xác định dựa trên đặc điểm cấu trúc và tính chất của gốc hiđrocacbon. Nó có thể ở dạng chuỗi thẳng hoặc chuỗi nhánh và cũng chứa cấu trúc tuần hoàn.
Hoạt tính quang học của axit aminocarboxylic
Tất cả các monome của polypeptit và 20 loài của chúng, có trong sinh vật của thực vật, động vật và con người, đều thuộc L-axit amin. Hầu hết chúng chứa một nguyên tử cacbon không đối xứng làm quay chùm ánh sáng phân cực sang trái. Hai monome, isoleucine và threonine, có hai nguyên tử carbon như vậy, và axit aminoacetic (glycine) không có. Việc phân loại axit amin theo hoạt tính quang học của chúng được sử dụng rộng rãi trong hóa sinh và sinh học phân tử khi nghiên cứu quá trình dịch mã trong sinh tổng hợp protein. Điều thú vị là, các dạng axit amin D không bao giờ là một phần của chuỗi polypeptit của protein, mà có trong màng vi khuẩn và trong các sản phẩm trao đổi chất của nấm xạ khuẩn, sau đótrên thực tế, chúng được tìm thấy trong các kháng sinh tự nhiên, ví dụ, trong gramicidin. Trong hóa sinh, các chất có cấu trúc không gian dạng D, chẳng hạn như citrulline, homoserine, ornithine, được biết đến rộng rãi, đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng chuyển hóa tế bào.
Zwitterions là gì?
Nhắc lại một lần nữa rằng đơn chất protein có chứa nhóm chức là amin và axit cacboxylic. Các hạt -NH2và COOH tương tác với nhau bên trong phân tử, dẫn đến sự xuất hiện của một muối bên trong gọi là ion lưỡng cực (zwitterion). Cấu trúc bên trong của các axit amin giải thích khả năng tương tác cao của chúng với các dung môi phân cực, chẳng hạn như nước. Sự hiện diện của các hạt mang điện trong dung dịch xác định độ dẫn điện của chúng.
α-amino axit là gì
Nếu nhóm amino nằm trong phân tử ở nguyên tử cacbon đầu tiên, tính từ vị trí của cacboxyl, thì amino axit này được phân loại là α-amino axit. Chúng chiếm vị trí hàng đầu trong phân loại, bởi vì chính từ các đơn phân này mà tất cả các phân tử protein có hoạt tính sinh học được xây dựng, chẳng hạn như các enzym, hemoglobin, actin, collagen, v.v. Có thể coi cấu trúc của các axit amin thuộc loại này sử dụng ví dụ về glycine, chất được sử dụng rộng rãi trong thực hành thần kinh như một loại thuốc an thần trong điều trị các dạng trầm cảm nhẹ và suy nhược thần kinh.
Tên quốc tế của axit amin này là α-aminoacetic, nócó dạng hình chữ L quang học và có tính sinh protein, tức là nó tham gia vào quá trình dịch mã và là một phần của các đại phân tử protein.
Vai trò của protein và các đơn phân của chúng trong quá trình trao đổi chất
Không thể tưởng tượng được hoạt động bình thường của cơ quan sinh vật có vú, bao gồm cả con người, mà không có hormone bao gồm các phân tử protein. Cấu trúc hóa học của các axit amin tạo nên thành phần của chúng xác nhận chúng thuộc các dạng α. Ví dụ, triiodothyronine và thyroxine được sản xuất bởi tuyến giáp. Chúng điều hòa sự trao đổi chất và được tổng hợp trong tế bào từ tyrosine α-amino axit. Trong protein đơn giản và phức tạp, có cả 20 đơn phân cơ bản và dẫn xuất của chúng. Axit cacboxyglutamic có trong prothrombin, có tác dụng điều chỉnh quá trình đông máu, methyllysin có trong myosin (protein cơ) và selenocysteine có trong enzym peroxidase.
Giá trị dinh dưỡng của protein và các đơn phân của chúng
Xem xét cấu trúc của axit amin và sự phân loại của chúng, chúng ta hãy xem xét sự phân loại dựa trên khả năng hoặc khả năng không thể tổng hợp của các đơn phân protein trong tế bào. Alanine, proline, tyrosine và các hợp chất khác được hình thành trong các phản ứng chuyển hóa nhựa, trong khi tryptophan và bảy loại axit amin khác chỉ nên xâm nhập vào cơ thể chúng ta khi ăn.
Một trong những chỉ số về dinh dưỡng hợp lý và cân bằng là mức độ tiêu thụ thực phẩm protein của con người. Nó phải bằng ít nhất một phần tư tổng lượng thức ăn đã vào cơ thể mỗi ngày. Đặc biệtđiều quan trọng là protein phải chứa valine, isoleucine và các axit amin thiết yếu khác. Trong trường hợp này, các protein sẽ được gọi là hoàn chỉnh. Chúng xâm nhập vào cơ thể con người từ thực phẩm thực vật hoặc thực phẩm có chứa nấm.
Bản thân các đơn phân protein thiết yếu không thể được tổng hợp trong tế bào động vật có vú. Nếu chúng ta coi cấu trúc của các phân tử axit amin là không thể thiếu, chúng ta có thể chắc chắn rằng chúng thuộc các lớp khác nhau. Vì vậy, valine và leucine thuộc về dãy béo, tryptophan thuộc về axit amin thơm, và threonine thuộc về axit hydroxyamino.
