Aminoácidos, cujas fórmulas são discutidas no curso de química do ensino médio, são substâncias importantes para o corpo humano. As proteínas, que consistem em resíduos de aminoácidos, são necessárias para que uma pessoa funcione plenamente.
Definição
Os aminoácidos, cujas fórmulas serão discutidas abaixo, são compostos orgânicos cujas moléculas contêm grupos amino e carboxila. Carboxila consiste em um grupo carbonila e hidroxila.
Você pode considerar os aminoácidos como derivados de ácidos carboxílicos, onde o átomo de hidrogênio é substituído por um grupo amino.
Características das propriedades químicas
Aminoácidos, cuja fórmula geral pode ser representada como CnH2nNH2COOH, são compostos químicos anfotéricos.
A presença de dois grupos funcionais em suas moléculas explica a possibilidade dessas substâncias orgânicas apresentarem propriedades básicas e ácidas.
Suas soluções aquosas têm as propriedades das soluções tampão. Um zwitterion é uma molécula de aminoácido onde o grupo amino é NH3+ e o carboxil é -COO-. Uma molécula deste tipo tem um momento dipolar significativo, enquantoa carga total é zero. Cristais de muitos aminoácidos são construídos em tais moléculas.
Entre as propriedades químicas mais importantes desta classe de substâncias, destacam-se os processos de policondensação, pelo qual se formam poliamidas, incluindo proteínas, peptídeos, nylon.
Aminoácidos, cuja fórmula geral é CnH2nNH2COOH, reagem com ácidos, bases, óxidos metálicos, sais de ácidos fracos. De particular interesse são as interações de aminoácidos com álcoois relacionadas à esterificação.
Características do isomerismo
Para escrever as fórmulas estruturais dos aminoácidos, notamos que muitos aminoácidos envolvidos em transformações bioquímicas contêm um grupo amino na posição a do grupo carboxila. Esse átomo de carbono é um centro quiral e os aminoácidos são considerados isômeros ópticos.
A fórmula estrutural dos aminoácidos dá uma ideia da localização dos principais grupos funcionais que compõem uma determinada substância, em relação ao átomo de carbono ativo.
Aminoácidos naturais que fazem parte de moléculas de proteínas são representantes da série L.
Isômeros ópticos de aminoácidos são caracterizados por racemização não enzimática lenta espontânea.
Características dos compostos a
Qualquer fórmula de substâncias deste tipo assume a localização do grupo amino no segundo átomo de carbono. 20 aminoácidos, cujas fórmulas são consideradas até mesmo em um curso de biologia escolar, também sãopertencem a esta espécie. Por exemplo, estes incluem alanina, asparagina, serina, leucina, tirosina, fenilalanina, valina. São esses compostos que compõem o código genético humano. Além de conexões padrão? aminoácidos não padronizados, que são seus derivados, também foram encontrados em moléculas de proteínas.
Classificação por síntese
Como separar os aminoácidos essenciais? As fórmulas desta classe são subdivididas de acordo com a base fisiológica em semi-substituíveis, capazes de serem sintetizadas no corpo humano. Compostos comuns sintetizados em qualquer organismo vivo também são isolados.
Divisão para grupos radicais e funcionais
A fórmula do aminoácido difere na estrutura do radical (grupo lateral). Há uma divisão em moléculas não polares contendo um radical hidrofóbico não polar, bem como em grupos polares carregados. Os aminoácidos aromáticos são considerados um grupo separado em bioquímica: histidina, triptofano, tirosina. Dependendo dos grupos funcionais, vários grupos são distinguidos. Os compostos alifáticos são representados por:
- compostos monoaminomonocarboxílicos, que podem ser considerados glicina, valina, alanina, leucina;
- substâncias oximonocaminocarboxílicas: treonina, serina;
- monoaminocarboxílico: ácido glutâmico, aspártico;
- compostos contendo enxofre: metionina, cisteína;
- substâncias diaminomonocarboxílicas: lisina, histidina, arginina;
- heterocíclico: prolina, histidina,triptofano/
Qualquer fórmula de aminoácidos pode ser escrita em termos gerais, apenas os grupos radicais serão diferentes.
Definição qualitativa
Para detectar pequenas quantidades de aminoácidos, é realizada uma reação de ninidrina. No processo de aquecimento de aminoácidos com excesso de ninidrina, obtém-se um produto roxo se o ácido tiver um grupo a-amino livre, e um produto amarelo é típico para um grupo protegido. Este método tem alta sensibilidade e é usado para detecção colorimétrica de aminoácidos. Com base nisso, foi criado o método de cromatografia de partição em papel, introduzido por Martin em 1944.
A mesma reação química é usada em um analisador automático de aminoácidos. O dispositivo, criado por Moore, Shpakman, Stein, é baseado na separação de uma mistura de aminoácidos em colunas preenchidas com resinas de troca iônica. Da coluna, a corrente do eluente entra no misturador, a ninidrina também vai aqui.
O conteúdo quantitativo de aminoácidos é julgado pela intensidade da cor resultante. As leituras são registradas por um colorímetro fotoelétrico, registrado por um gravador.
Tecnologia semelhante é atualmente usada na prática clínica para exames de sangue, líquido cefalorraquidiano e urina. Ele permite que você forneça uma imagem completa da composição qualitativa dos aminoácidos contidos nos fluidos biológicos, para identificar substâncias contendo nitrogênio não padrão neles.
Características da nomenclatura
Como nomear corretamenteaminoácidos? As fórmulas e nomes destes compostos são dados de acordo com a nomenclatura internacional IUPAC. A posição do grupo amino é adicionada ao ácido carboxílico correspondente, a partir do hidrocarboneto no grupo carboxila.
Por exemplo, ácido 2-aminoetanoico. Além da nomenclatura internacional, existem nomes triviais usados em bioquímica. Assim, o ácido aminoacético é uma glicina usada na medicina moderna.
Se houver dois grupos carboxila na molécula, o sufixo -diônico é adicionado ao nome. Por exemplo, ácido 2-aminobutanodióico.
Para todos os representantes desta classe, o isomerismo estrutural é característico, devido a alterações na estrutura da cadeia carbônica, bem como na localização dos grupos carboxila e amino. Além da glicina (o representante mais simples desta classe de substâncias orgânicas contendo oxigênio)? os compostos restantes têm antípodas espelhadas (isômeros ópticos).
Aplicativo
Aminoácidos são comuns na natureza, são a base para a construção de proteínas animais e vegetais. Esses compostos são usados na medicina em caso de exaustão severa do corpo, por exemplo, após operações cirúrgicas complexas. O ácido glutâmico ajuda a combater doenças nervosas e a histidina é usada para tratar úlceras estomacais. Na síntese de fibras sintéticas (capron, enanth), os ácidos aminocapróico e aminoenântico atuam como matérias-primas.
Conclusão
Aminoácidos são compostos orgânicos que em suapossuem dois grupos funcionais. São as características estruturais que explicam a dualidade de suas propriedades químicas, bem como as especificidades de seu uso. Com base nos resultados de experimentos de pesquisa, foi possível estabelecer que a biomassa de organismos vivos que vivem em nosso planeta totaliza 1,8 1012-2,4 1012 toneladas de matéria seca. Os aminoácidos são os monômeros iniciais na biossíntese de moléculas de proteínas, sem os quais a existência de humanos e animais é impossível.
Dependendo das características fisiológicas, há uma divisão de todos os aminoácidos em substâncias essenciais, cuja síntese não é realizada no corpo humano e nos mamíferos. Para evitar distúrbios nos processos metabólicos, é importante ingerir alimentos que contenham esses aminoácidos.
São esses compostos que são uma espécie de "tijolos" que são usados para construir proteínas biopoliméricas. Dependendo de quais resíduos de aminoácidos, em que sequência eles se alinharão na estrutura da proteína, a proteína resultante tem certas propriedades físicas e químicas e aplicações. Graças a reações qualitativas a grupos funcionais, os bioquímicos determinam a composição das moléculas de proteínas, procurando novas formas de sintetizar biopolímeros individuais necessários para o corpo humano.
