Entre a enorme variedade de substâncias naturais, os aminoácidos ocupam um lugar especial. Isso se explica por sua excepcional importância tanto na biologia quanto na química orgânica. O fato é que moléculas de proteínas simples e complexas são compostas de aminoácidos, que são a base de todas as formas de vida na Terra sem exceção. É por esta razão que a ciência dá séria atenção ao estudo de questões como a estrutura dos aminoácidos, suas propriedades, produção e uso. Esses compostos também são de grande importância na medicina, onde são utilizados como preparações medicinais. Para aquelas pessoas que levam a sério sua própria saúde e levam um estilo de vida ativo, os monômeros de proteína são uma forma de alimento (a chamada nutrição esportiva). Alguns de seus tipos são utilizados na química de síntese orgânica como matéria-prima na produção de fibras sintéticas - enanth e capron. Como você pode ver, os ácidos aminocarboxílicos desempenham um papel muito importante tanto na natureza quanto na vida da sociedade humana, então vamos conhecê-los com mais detalhes.
Recursos de estruturaaminoácidos
Os compostos desta classe pertencem a substâncias orgânicas anfotéricas, ou seja, contêm dois grupos funcionais e, portanto, apresentam propriedades duais. Em particular, as moléculas contêm radicais de hidrocarbonetos combinados com grupos amino NH2 e grupos carboxila COOH. Em reações químicas com outras substâncias, os aminoácidos atuam como bases ou como ácidos. O isomerismo de tais compostos se manifesta devido a uma mudança na configuração espacial do esqueleto de carbono ou na posição do grupo amino, e a classificação dos aminoácidos é determinada com base nas características e propriedades estruturais do radical hidrocarboneto. Pode estar na forma de uma cadeia linear ou ramificada e também conter estruturas cíclicas.
Atividade óptica de ácidos aminocarboxílicos
Todos os monômeros de polipeptídeos, e suas 20 espécies, presentes em organismos de plantas, animais e humanos, pertencem aos L-aminoácidos. A maioria deles contém um átomo de carbono assimétrico que gira um feixe de luz polarizado para a esquerda. Dois monômeros, isoleucina e treonina, têm dois desses átomos de carbono, e o ácido aminoacético (glicina) não tem nenhum. A classificação dos aminoácidos de acordo com sua atividade óptica é amplamente utilizada em bioquímica e biologia molecular quando se estuda o processo de tradução na biossíntese de proteínas. Curiosamente, as formas D dos aminoácidos nunca fazem parte das cadeias polipeptídicas das proteínas, mas estão presentes nas membranas bacterianas e nos produtos metabólicos dos fungos actinomicetos.existem, de fato, eles são encontrados em antibióticos naturais, por exemplo, na gramicidina. Em bioquímica, são amplamente conhecidas substâncias com estrutura espacial em forma D, como citrulina, homoserina, ornitina, que desempenham um papel importante nas reações do metabolismo celular.
O que são zwitterions?
Lembre-se mais uma vez que os monômeros de proteínas contêm grupos funcionais de aminas e ácidos carboxílicos. As partículas -NH2 e COOH interagem entre si dentro da molécula, o que leva ao aparecimento de um sal interno chamado íon bipolar (zwitterion). Essa estrutura interna dos aminoácidos explica sua alta capacidade de interagir com solventes polares, como a água. A presença de partículas carregadas em soluções determina sua condutividade elétrica.
O que são α-aminoácidos
Se o grupo amino estiver localizado na molécula no primeiro átomo de carbono, contando a partir da localização do carboxila, esse aminoácido é classificado como α-aminoácido. Eles ocupam um lugar de destaque na classificação, pois é a partir desses monômeros que são construídas todas as moléculas de proteínas biologicamente ativas, por exemplo, como enzimas, hemoglobina, actina, colágeno, etc. A estrutura dos aminoácidos dessa classe pode ser considerada usando o exemplo da glicina, a mesma amplamente utilizada na prática neurológica como sedativo no tratamento de formas leves de depressão e neurastenia.
O nome internacional para este aminoácido é α-aminoacético,possui formato óptico em L e é proteinogênico, ou seja, participa do processo de tradução e faz parte das macromoléculas proteicas.
O papel das proteínas e seus monômeros no metabolismo
É impossível imaginar o funcionamento normal do organismo dos mamíferos, incluindo os humanos, sem hormônios constituídos por moléculas de proteínas. A estrutura química dos aminoácidos que compõem sua composição confirma sua pertença às formas α. Por exemplo, triiodotironina e tiroxina são produzidas pela glândula tireóide. Eles regulam o metabolismo e são sintetizados em suas células a partir do α-aminoácido tirosina. Em proteínas simples e complexas, existem 20 monômeros básicos e seus derivados. O ácido carboxiglutâmico está presente na protrombina, que regula a coagulação do sangue, a metillisina na miosina (proteína muscular) e a selenocisteína na enzima peroxidase.
Valor nutricional das proteínas e seus monômeros
Considerando a estrutura dos aminoácidos e sua classificação, detenhamo-nos na gradação baseada na capacidade ou impossibilidade dos monômeros proteicos serem sintetizados nas células. Alanina, prolina, tirosina e outros compostos são formados nas reações do metabolismo plástico, enquanto o triptofano e outros sete aminoácidos devem entrar em nosso corpo apenas com alimentos.
Um dos indicadores de uma nutrição adequada e equilibrada é o nível de consumo humano de alimentos proteicos. Deve ser pelo menos um quarto da quantidade total de alimento que entrou no corpo por dia. Especialmenteé importante que as proteínas contenham valina, isoleucina e outros aminoácidos essenciais. Neste caso, as proteínas serão chamadas de completas. Eles entram no corpo humano a partir de alimentos vegetais ou alimentos contendo cogumelos.
Os próprios monômeros de proteínas essenciais não podem ser sintetizados em células de mamíferos. Se considerarmos a estrutura das moléculas de aminoácidos que são indispensáveis, podemos ter certeza de que pertencem a diferentes classes. Assim, a valina e a leucina pertencem à série alifática, o triptofano pertence aos aminoácidos aromáticos e a treonina pertence aos hidroxiaminoácidos.
