Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2 курс / Биохимия / Аминокислоты,_пептиды,_белки_в_водных_растворах

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
23.03.2024
Размер:
1.47 Mб
Скачать

Хиральными являются молекулы, содержащие асимметрический атом углерода (хиральный центр).

H* O

H2N C C OH

CH3

Стереоизомерные формы отличающиеся

 

 

 

конфигурацией асимметрического атома

 

-аланин

L-аланин

углерода.

D

 

 

11

Проекции Фишера

Конфигурационный стандарт — глицериновый альдегид.

СOH СOH

H

 

*

OH

HO

 

*

H

 

 

 

 

 

СH2OH

 

СH2OH

D-глицеральдегид L-глицеральдегид

Энантиомеры — это стереоизомеры, молекулы которых относятся друг к другу как предмет и несовместимое с ним зеркальное отображение (оптические изомеры, которые отличаются оптической конфигурацией всех асимметрических атомов углерода).

12

Правила построения проекций Фишера:

1.Асимметрические атомы углерода представлены в виде пересечения линий связи;

2.Углеводородный скелет располагается вертикально;

3.Нумерация атомов углерода производится сверху вниз от главной функциональной группы;

4.Расположение заместителей, связанных с асимметрическим атомом углерода, обусловлено природой изомера:

— у D-аминокислот NH2-группа расположена справа (как в D-глицериновом альдегиде);

— у L-аминокислот NH2-группа расположена слева (как в L-глицериновом альдегиде).

13

СOOH СOOH

H2N

 

*

H

H

 

*

NH2

СH3

СH3

 

 

 

 

L-аланин D-аланин

Примеры α-аминокислотсдвумяцентрамихиральности

 

COOH

 

COOH

H N

 

*

H

H N

 

*

H

2

 

 

 

2

 

 

 

H C

 

*

H

H

 

*

OH

3

 

 

 

 

 

 

 

 

C2H5

 

CH3

L-изолейцин

L-треонин

14

Амфотерность α-аминокислот

Нейтральные α-АК в водных растворах при рН ≈ 7 и в кристаллическом состоянии существуют в виде цвиттер-ионов:

H3N

CH COO

Кислотный центр

Основный центр

R

Цвиттер-ион, внутренная соль - биполярный ион

15

pI = ИЭТ =

Аминокислоты в водных растворах

1. Нейтральные аминокислоты (Ала, Вал, Лей, Иле, Сер, Тре, Асн, Глн, Мет, Фен, Про, Три) и Гли в растворах существуют в трёх формах.

H3N+

COOH

 

-H+

 

H3N+

COO

 

-H+

 

H2N COO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

R

 

+H+

 

R

 

 

+H+

 

 

катионная форма

 

 

 

цвиттер-ион

 

 

 

анионная форма

R — боковые радикалы соответствующих нейтральных аминокислот.

рKа1 + рKа2

2

Изоэлектрическая точка (ИЭТ) значение рН (pI), при котором амфолит находится в изоэлектрическом состоянии, то есть при котором концентрация биполярных ионов максимальна , а концентрации катионной и анионной форм минимальны и равны друг другу.

16

Аминокислоты

 

pKa

 

pI

 

 

 

Ионогенных групп

 

 

 

 

 

 

 

-COOH

-NH +

в боковом

 

 

 

 

3

фрагменте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нейтральные

 

 

 

 

 

Аланин

2,3

9,7

 

6,0

 

Аспарагин

2,0

8,8

 

5,4

 

Валин

2,3

9,6

 

6,0

 

Глицин

2,3

9,6

 

6,0

 

Глутамин

2,2

9,1

 

5,7

 

Изолейцин

2,4

9,7

 

6,1

 

Лейцин

2,4

9,6

 

6,0

 

Метионин

2,3

9,2

 

5,8

 

Пролин

2,0

10,6

 

6,3

 

Селеноцистеин

2,5

9,5

5,2

3,9

 

Серин

2,2

9,2

 

5,7

 

Тирозин

2,2

9,1

10,1

5,7

 

Треонин

2,6

10,4

 

5,6

 

Триптофан

2,4

9,4

 

5,9

 

Фенилаланин

1,8

9,1

 

5,5

 

Цистеин

1,7

10,8

8,3

5,0

 

Кислые

 

 

 

 

 

Аспарагиновая

2,1

9,8

3,9

3,0

 

Глутаминовая

2,2

9,7

4,3

3,2

 

Осно́вные

 

 

 

 

 

Аргинин

2,2

9,0

12,5

10,8

 

Гистидин

1,8

9,2

6,0

7,6

17

Лизин

2,2

9,0

10,4

9,8

2. Основные аминокислоты :

H3N+

 

CH

 

COOH −H+ H3N+

 

CH

 

COO−H+ H2N

 

CH

 

COO−H+ H2N

 

CH

 

COO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+H+

 

 

 

 

 

 

+H+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+H+

 

 

 

 

 

 

(CH2)4

 

 

(CH2)4

 

 

(CH2)4

 

 

(CH2)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

NH3

 

 

 

 

+

NH3

 

 

 

 

+

NH3

 

 

 

 

 

NH2

дикатион

катион

цвиттер-ион

анион

 

Лиз2+

Лиз+

Лиз±

Лиз-

рН << pI

pH < pI

pH = pI = 9,8

pH > pI

pK

-COOH

= 2,2

pK+NH3 = 9,0

pK+NH3 = 10,45

 

 

 

 

 

 

Основные свойства АК преобладают, среда водного раствора слабощелочная рI >7 (pI в щелочной среде)

18

Кислые аминокислоты

Ионные формы глутаминовой и аспарагиновой кислот при разных значениях pH раствора

 

H3N+

COOH

 

H3N+

 

COO

 

H3N+ COO

 

 

H2N

 

COO

 

 

 

 

 

 

-H+

 

 

 

 

 

 

-H

+

 

 

 

 

 

-H+

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

X

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+H+

 

 

 

 

+H+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COOH

 

 

 

 

COO-

+H

+

 

 

 

COO-

 

 

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X = для аспарагиновой кислоты — -СН2-, для глутаминовой кислоты -СН2-СН2-

 

 

катион

цвиттер-ион

 

 

анион

 

 

 

дианион

 

 

АК+

 

АК±

 

 

 

 

 

АК-

 

 

 

 

АК2-

 

 

pH<pI

 

pH=pI = 3,0 (Асп)

 

pH>pI

 

 

 

 

pH>>pI

 

 

 

 

 

 

 

 

pH=pI = 3,2 (Глу)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Асп

pK

= 2,1

 

 

 

pK

-COOH

= 3,9

 

 

 

pK+NH3 = 9,8

 

 

 

 

 

 

Глу

pK

-COOH

= 2,2

 

 

 

pK

= 4,3

 

 

 

pK+NH3 = 9,7

 

 

 

 

 

 

-COOH

 

 

 

-COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислотные свойства АК преобладают, среда водного раствора слабокислая рI < 7 (pI в кислой среде)

19

Пептиды

Пептиды — вещества, в которых остатки аминокислот соединены друг с другом амидной (пептидной) связью засчёт карбоксильнойгруппыоднойи аминогруппыдругойаминокислоты.

 

 

 

 

 

пептидная группа

 

 

 

пептидная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(амидная) связь

N-конец

 

 

R1 O

 

 

R O

 

 

 

 

R2

 

С-конец

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2N—CH—C

 

N—CH—C

 

 

N—CH—COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N-концевая

С-концевая

α-аминокислота

α-аминокислота

Пептиды ибелки

пептиды — до 100 аминокислотныхостатков (олигопептиды — до10);

белки— обычноболее100 аминокислотныхостатков, образующих сложные пространственные структуры.

20