Xiral mərkəzi olan demək olar ki, bütün təbii bioloji birləşmələr yalnız bir stereo izomer formada - D və ya L. Asimmetrik karbon atomuna malik olmayan qlisin istisna olmaqla, zülal molekullarını təşkil edən bütün amin turşuları L-stereoizomerlərdir. Bu nəticəyə çoxlu diqqətlə aparılmış kimyəvi tədqiqatlar əsasında gəlib optik xassələri amin turşuları onların davranışları ilə müqayisə edilmişdir kimyəvi reaksiyalar. Aşağıda bəzi D-amin turşularının canlı təbiətdə də olduğunu, lakin heç vaxt zülalların bir hissəsi olmadığını görəcəyik.

Zülallarda yalnız amin turşularının L-stereoizomerlərinin olması olduqca diqqətəlayiqdir, çünki asimmetrik karbon atomu ilə birləşmələri sintez etmək üçün istifadə edilən adi kimyəvi reaksiyalar həmişə optik cəhətdən qeyri-aktiv məhsullar yaradır. Bunun səbəbi, ənənəvi kimyəvi reaksiyalarda həm D-, həm də L-stereoizomerlərin eyni sürətlə əmələ gəlməsidir. Nəticə qütbləşmə müstəvisini hər iki istiqamətdə döndərməyən D- və L-izomerlərin ekvimolyar qarışığı olan rasemik qarışıq və ya rasematdır. Rasemik qarışığı yalnız D- və L-izomerlərinə, fərqlərə əsaslanan çox zəhmətli üsullarla ayırmaq olar. fiziki xassələri stereoizomerlər Ayrılan D- və L-izomerlər zaman keçdikcə rasemik qarışığa qayıdırlar (bax: Əlavə 5-2).

Əlavə 5-2. Amin turşusu kimyasından istifadə edərək bir insanın yaşını necə təyin etmək olar

Amin turşularının optik izomerləri çox yavaş və kortəbii qeyri-enzimatik rasemizasiyaya məruz qalır, belə ki, çox uzun müddət ərzində təmiz L- və ya D-izomer D- və L-izomerlərin ekvimolyar qarışığına çevrilə bilər. Hər bir L-amin turşusunun müəyyən bir temperaturda rasemizasiyası müəyyən sürətlə davam edir. Bu vəziyyət insanların və heyvanların yaşını və ya orqanizmlərin fosil qalıqlarını təyin etmək üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, sərt diş minasında olan dentin zülalında L-aspartat öz-özünə insan bədən istiliyində bir il sürətlə rasemizasiya edir. Uşaqlarda dişlərin formalaşması dövründə dentində yalnız L-aspartat var. Yalnız bir dişdən dentini çıxarmaq və onun tərkibindəki D-aspartatın miqdarını müəyyən etmək mümkündür. Bu cür analizlər Ekvadorun dağ kəndlərinin sakinlərinin dentində aparılıb, onların çoxu özlərini həddən artıq yaşla əlaqələndiriblər. Bəzi hallarda bu şübhəli olduğundan, yoxlama üçün rasemizasiya testindən istifadə edildi və bu, olduqca dəqiq oldu. Belə ki, yaşı sənədləşdirilən 97 yaşlı qadın üçün testə görə yaş həddi 99 yaş müəyyən edilib.

Tarixdən əvvəlki heyvanların - fillərin, delfinlərin və ayıların fosil qalıqları üzərində aparılan sınaqlar göstərdi ki, bu üsulla əldə edilən məlumatlar radioaktiv izotopların parçalanma sürətinə əsaslanan tarixləşdirmənin nəticələri ilə yaxşı uyğunlaşır.

Canlı hüceyrələr stereospesifik fermentlərdən istifadə edərək L-amin turşularını sintez etmək üçün unikal qabiliyyətə malikdirlər. Bu fermentlərin stereospesifikliyi onların aktiv mərkəzlərinin asimmetrik təbiəti ilə bağlıdır. Aşağıda zülalların xarakterik üçölçülü quruluşunun ən çox nümayiş etdirdiklərini görəcəyik. fərqli növlər bioloji fəaliyyət, yalnız onların tərkibinə daxil olan bütün amin turşuları eyni stereokimyəvi sıraya aid olduqda baş verir.

Amin qrupunun mövqeyindən asılı olaraq amin turşularının izomerliyi

Amin qrupunun 2-ci karbon atomuna nisbətən mövqeyindən asılı olaraq α-, β-, γ- və digər amin turşuları təcrid olunur.

Alaninin α- və β-formaları

Məməli orqanizm üçün α-amin turşuları ən xarakterikdir.

Mütləq konfiqurasiya ilə izomeriya

Molekulun mütləq konfiqurasiyasına görə D- və L-formaları fərqləndirilir. İzomerlər arasındakı fərqlər ilə əlaqələndirilir qarşılıqlı tənzimləmə mərkəzi α-mövqeyində karbon atomu olan xəyali tetraedrin təpələrində yerləşən dörd əvəzedici qrup. Onun ətrafında kimyəvi qrupların yalnız iki mümkün düzülüşü var.

Hər hansı bir orqanizmin zülalında yalnız bir stereoizomer var, məməlilər üçün L-amin turşularıdır.

Alaninin L- və D-formaları

Bununla belə, optik izomerlər spontan qeyri-enzimatik ola bilər rasemizasiya, yəni. L forması D formasına çevrilir.

Bildiyiniz kimi, tetraedr olduqca sərt bir quruluşdur, burada təpələri özbaşına hərəkət etdirmək mümkün deyil.

Eyni şəkildə, karbon atomu əsasında qurulmuş molekullar üçün konfiqurasiya standartı kimi rentgen şüalarının difraksiya analizi ilə müəyyən edilmiş qliseraldehid molekulunun quruluşu götürülür. Ən çox olduğu qəbul edilir yüksək oksidləşmişdir ilə əlaqəli bir karbon atomu (diaqramlarda yuxarıda yerləşdirilir). asimmetrik bir karbon atomu. Bir molekulda belə bir oksidləşmiş atom qliseraldehid aldehid qrupu kimi xidmət edir alanin- UNO qrupu. Asimmetrik karbondakı hidrogen atomu qliseraldehiddəki kimi düzülür.

Diş minasının zülalı olan dentində L-aspartatın rasemizasiya dərəcəsi ildə 0,10% təşkil edir. Uşaqlarda diş formalaşdırarkən yalnız L-aspartat istifadə olunur. Bu xüsusiyyət, arzu olunarsa, yüzilliklərin yaşını təyin etməyə imkan verir. Fosil qalıqları üçün radioizotop üsulu ilə yanaşı, zülaldakı amin turşularının rasemizasiyasının təyinindən də istifadə edilir.

Optik aktivliyə görə izomerlərin bölünməsi

Optik aktivliyə görə amin turşuları sağ və sol əllilərə bölünür.

Bir amin turşusunda asimmetrik α-karbon atomunun (xiral mərkəz) olması onun ətrafında kimyəvi qrupların yalnız iki düzülməsini mümkün edir. Bu, maddələrin bir-birindən xüsusi fərqinə, yəni dəyişməsinə səbəb olur qütbləşmiş işığın müstəvisinin fırlanma istiqaməti məhluldan keçir. Fırlanma bucağı polarimetrdən istifadə edərək müəyyən edilir. Fırlanma bucağına görə dekstrorotator (+) və levorotator (-) izomerləri fərqləndirilir.

amin turşuları

amin turşuları

amin turşuları

tərkibində karboksil (-COOH) və amin qrupları (-NH 2) olan üzvi birləşmələr sinfi; həm turşuların, həm də əsasların xüsusiyyətlərinə malikdir. Bütün orqanizmlərin azotlu maddələrinin (hormonların, vitaminlərin, mediatorların, piqmentlərin, purin və pirimidin əsaslarının, alkaloidlərin və s. biosintezində ilkin birləşmə) mübadiləsində iştirak edir. 150-dən çox təbii amin turşusu var.Təxminən 20 əvəzolunmaz amin turşusu bütün zülalların qurulduğu monomer vahidlər kimi xidmət edir (amin turşularının onlara daxil olma sırası genetik kodla müəyyən edilir). Əksər mikroorqanizmlər və bitkilər ehtiyac duyduqları amin turşularını sintez edirlər; heyvanlar və insanlar qidadan alınan əsas amin turşuları deyilənləri əmələ gətirə bilmirlər. Poliamidlərin, boyaqların və dərman preparatlarının istehsalı üçün ilkin məhsul kimi qidanın, yemin zənginləşdirilməsində istifadə olunan bir sıra amin turşularının sənaye sintezi (kimyəvi və mikrobioloji) mənimsənilmişdir.

AMİN TURŞULARI

amin turşuları, üzvi (karboksilik) sm. KARBOXİK TURŞULAR)) amin qrupu (- NH 2) olan turşular. Zülalların və karbohidratların mübadiləsində, orqanizmlər üçün vacib olan birləşmələrin (məsələn, purin) əmələ gəlməsində iştirak edir. sm. purin əsasları) və pirimidin əsasları ( sm. nuklein turşularının tərkib hissəsi olan pirimidin əsasları ( sm. NÜKLEİK TURŞULAR)) hormonların bir hissəsidir ( sm. HORMONLAR), vitaminlər ( sm. VİTAMİNLƏR), alkaloidlər ( sm. ALKALOİDLƏR), piqmentlər ( sm. PİQMENTLƏR (biologiyada)), toksinlər ( sm. Zəhərlilər), antibiotiklər ( sm. antibiotiklər) və s.; dihidroksifenilalanin (DOPA) və g-aminobutirik turşu sinir impulslarının ötürülməsində vasitəçi rolunu oynayır. sm. sinir impulsu). Canlı orqanizmlərin hüceyrə və toxumalarında 300-ə yaxın müxtəlif amin turşusu olur, lakin onlardan yalnız 20-si peptidlərin qurulduğu bağlar (monomerlər) kimi xidmət edir. sm. peptidlər) və zülallar ( sm. ZÜLLLƏR (üzvi birləşmələr)) bütün orqanizmlərin (buna görə də onlara protein amin turşuları deyilir). Zülallarda bu amin turşularının ardıcıllığı nukleotid ardıcıllığında kodlanır ( sm. müvafiq genlərin NÜKLEOTİDLƏRİ (bax Genetik kod ( sm. GENETİK KOD)). Qalan amin turşuları həm sərbəst molekullar şəklində, həm də bağlı formada olur. Amin turşularının çoxu yalnız müəyyən orqanizmlərdə, bəziləri isə təsvir olunan çoxlu orqanizmlərdən yalnız birində olur. Amin turşularının kəşf tarixiİlk amin turşusu asparagindir ( sm. ASPARAGIN) - 1806-cı ildə kəşf edilmişdir, zülallarda olan amin turşularının sonuncusu treonindir ( sm. Threonine) - 1938-ci ildə müəyyən edilmişdir. Hər bir amin turşusunun mənasız (ənənəvi) adı var, bəzən onu buraxma mənbəyi ilə əlaqələndirirlər. Məsələn, asparagin ilk dəfə qulançarda (qulançarda), qlutamik turşuda - buğdanın qlütenində (ingiliscə gluten - gluten) aşkar edilmişdir, qlisin şirin dadına görə belə adlandırılmışdır (yunan glykys - şirin). Amin turşularının quruluşu və xassələri Hər hansı bir amin turşusunun ümumi struktur formulu aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər: karboksil qrupu (- COOH) və amin qrupu (- NH 2) eyni a-karbon atomuna bağlıdır (atomların sayı istifadə edərək karboksil qrupundandır). yunan əlifbasının hərfləri - a, b, g və s.). Amin turşuları müxtəlif ölçülərə, formalara, reaktivliyə malik olan yan qrupun, yaxud yan zəncirinin (radikal R) strukturuna görə fərqlənir, amin turşularının sulu mühitdə həllolma qabiliyyətini və onların elektrik yükünü müəyyən edir. Və yalnız prolində ( sm. PROLINE), yan qrup təkcə a-karbon atomuna deyil, həm də amin qrupuna bağlanır, nəticədə siklik bir quruluş yaranır. Neytral mühitdə və kristallarda -amin turşuları bipolyar və ya zwitterionlar şəklində mövcuddur ( sm. ZWITTER İONLARI). Buna görə də, məsələn, amin turşusu qlisinin formulu - NH 2 -CH 2 -COOH - NH 3 + -CH 2 -COO - kimi yazmaq daha düzgün olardı. Yalnız ən sadə amin turşusu qlisində hidrogen atomu radikal rolunu oynayır. Qalan amin turşuları üçün a -karbon atomunda dörd əvəzedicinin hamısı fərqlidir (yəni, a -karbon karbon atomu asimmetrikdir). Buna görə də, bu amin turşuları optik aktivliyə malikdir ( sm. OPTİK FƏALİYYƏT) (qütbləşmiş işığın müstəvisini fırlamağa qadirdir) və iki optik izomer şəklində mövcud ola bilər - L (sol əlli) və D (sağ əlli). Ancaq bütün təbii amin turşuları L-amin turşularıdır. İstisnalara glutamik turşunun D-izomerləri daxildir ( sm. QLUTAMİK TURŞUSU), alanin ( sm. ALANIN), valin ( sm. VALINE), fenilalanin ( sm. fenilalanin), leysin ( sm. LEUCINE) və bakteriyaların hüceyrə divarında olan bir sıra digər amin turşuları; D-konformasiyalı amin turşuları bəzi peptid antibiotiklərin bir hissəsidir ( sm. ANTİBİOTİKLƏR) (o cümlədən aktinomisinlər, bakitrasin, qramisidinlər) sm. QRAMİSİDİNLƏR) A və S), alkaloidlər ( sm. ALKALOİDLƏR) ergotdan və s. Amin turşularının təsnifatı Zülalları təşkil edən amin turşuları yan qruplarının xüsusiyyətlərinə görə təsnif edilir. Məsələn, bioloji pH dəyərlərində (təxminən pH 7.0) su ilə əlaqəsinə əsaslanaraq, qütb olmayan və ya hidrofobik amin turşuları qütblü və ya hidrofilik olanlardan fərqlənir. Bundan əlavə, qütb amin turşuları arasında neytral (yüksüz) amin turşuları fərqlənir; onların tərkibində bir asidik (karboksil) və bir əsas qrup (aminoqrup) var. Bir amin turşusunda yuxarıda göstərilən qruplardan birdən çoxu varsa, onlar müvafiq olaraq turşu və əsas adlanır. Əksər mikroorqanizmlər və bitkilər ehtiyac duyduqları bütün amin turşularını daha sadə molekullardan yaradırlar. Bunun əksinə olaraq, heyvan orqanizmləri ehtiyac duyduqları amin turşularının bir hissəsini sintez edə bilmirlər. Belə amin turşularını bitmiş formada, yəni qida ilə qəbul etməlidirlər. Buna görə də, qida dəyərinə əsasən, amin turşuları əsas və vacib olmayanlara bölünür. Valin insanlar üçün əvəzolunmaz amin turşularından biridir. sm. VALINE), treonin ( sm. THREONINE), triptofan ( sm. triptofan), fenilalanin ( sm. fenilalanin), metionin ( sm. METIONINE), lizin ( sm. lizin), leysin ( sm. LEYSİN), izolösin ( sm.İSOLEUCINE) və histidin də uşaqlar üçün əvəzolunmazdır ( sm. HISTIDIN) və arginin ( sm. arginin). Bədəndə əvəzolunmaz amin turşularından hər hansı birinin olmaması metabolik pozğunluqlara, yavaş böyümə və inkişafa səbəb olur. Nadir (qeyri-standart) amin turşuları ribosomlarda zülal sintezi zamanı və ya onun tamamlanmasından sonra (zülalların translasiyadan sonrakı modifikasiyası adlanır) adi amin turşularının yan qruplarının müxtəlif kimyəvi çevrilmələri nəticəsində əmələ gələn fərdi zülallarda olur. (bax zülallar ( sm. ZÜLALLAR (üzvi birləşmələr))). Məsələn, kollagenin tərkibində ( sm. COLLAGEN) (birləşdirici toxuma zülalı) müvafiq olaraq prolin və lizinin törəmələri olan hidroksiprolin və hidroksilizin daxildir; əzələ zülalında miyozin sm. MYOSIN) metillizin mövcuddur; yalnız elastin zülalında ( sm. ELASTIN) tərkibində lizin törəməsi - desmozin var. Amin turşularının istifadəsi Amin turşuları qida əlavələri kimi geniş istifadə olunur ( sm. QİDA ƏLAVƏLƏRİ). Məsələn, lizin, triptofan, treonin və metionin kənd təsərrüfatı heyvanlarının yemini zənginləşdirir, qlutamik turşunun natrium duzunun (monosodium qlutamat) əlavə edilməsi bir sıra məhsullara ətli dad verir. Qarışıqda və ya ayrı-ayrılıqda amin turşuları tibbdə, o cümlədən metabolik pozğunluqlar və həzm sisteminin xəstəlikləri, mərkəzi sinir sisteminin bəzi xəstəlikləri (g-aminobutirik və glutamik turşular, DOPA) üçün istifadə olunur. Amin turşuları dərmanların, boyaların istehsalında, ətriyyat sənayesində, yuyucu vasitələr, sintetik liflər və plyonkalar və s. istehsalında istifadə olunur. Məişət və tibbi ehtiyaclar üçün amin turşuları mikroorqanizmlərin köməyi ilə qondarma üsullarla əldə edilir. mikrobioloji sintez ( sm. MİKROBİOLOJİ SİNTEZ) (lizin, triptofan, treonin); onlar həmçinin təbii zülalların hidrolizatlarından (prolin ( sm. PROLINE), sistein ( sm. SİSTİN), arginin ( sm. ARGİNİN), histidin ( sm. HİSTİDİN). Lakin ən perspektivlisi kimyəvi sintez üsullarını birləşdirən qarışıq əldə üsulları və fermentlərin istifadəsidir ( sm. fermentlər).

ZÜLALLAR

(zülallar), canlı maddənin ən xarakterik və vacib (nuklein turşuları ilə birlikdə) komponentləri olan kompleks azot tərkibli birləşmələr sinfi. Zülallar çoxlu və müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir. Zülalların əksəriyyəti kimyəvi reaksiyaları kataliz edən fermentlərdir. Fizioloji prosesləri tənzimləyən bir çox hormonlar da zülallardır. Kollagen və keratin kimi struktur zülallar sümük toxumasının, saçın və dırnaqların əsas komponentləridir. Əzələlərin kontraktil zülalları mexaniki işi yerinə yetirmək üçün kimyəvi enerjidən istifadə edərək uzunluqlarını dəyişdirmək qabiliyyətinə malikdir. Zülallar zəhərli maddələri bağlayan və zərərsizləşdirən antikorlardır. Xarici təsirlərə (işıq, qoxu) cavab verə bilən bəzi zülallar qıcıqlanmanı qəbul edən hiss orqanlarında reseptor kimi xidmət edir. Hüceyrə daxilində və hüceyrə membranında yerləşən bir çox zülal tənzimləyici funksiyaları yerinə yetirir. 19-cu əsrin birinci yarısında bir çox kimyaçılar və onların arasında ilk növbədə J. von Liebig, tədricən zülalların azotlu birləşmələrin xüsusi bir sinfi olduğu qənaətinə gəldi. "Zülallar" adı (yunanca protosdan - ilk) 1840-cı ildə holland kimyaçısı G. Mulder tərəfindən təklif edilmişdir. FİZİKİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ Zülallar bərk vəziyyətdə ağ, lakin məhlulda rəngsizdir, əgər onlar hemoglobin kimi bəzi xromofor (rəngli) qrupu daşımırsa. Müxtəlif zülalların suda həllolma qabiliyyəti çox dəyişir. O, həmçinin pH və məhluldakı duzların konsentrasiyası ilə dəyişir, beləliklə, bir zülalın digər zülalların iştirakı ilə seçici olaraq çökəcəyi şərtləri seçmək olar. Bu "tuzlama" üsulu zülalları təcrid etmək və təmizləmək üçün geniş istifadə olunur. Təmizlənmiş zülal çox vaxt məhluldan kristal şəklində çökür. Digər birləşmələrlə müqayisədə zülalların molekulyar çəkisi çox böyükdür - bir neçə mindən çox milyonlarla daltona qədər. Buna görə də, ultrasentrifuqa zamanı zülallar çökdürülür və üstəlik, müxtəlif sürətlərdə. Zülal molekullarında müsbət və mənfi yüklü qrupların olması səbəbindən onlar elektrik sahəsində müxtəlif sürətlə hərəkət edirlər. Elektroforez buna əsaslanır - mürəkkəb qarışıqlardan fərdi zülalları təcrid etmək üçün istifadə olunan bir üsul. Zülalların təmizlənməsi də xromatoqrafiya ilə həyata keçirilir. KİMYƏSİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ Struktur. Zülallar polimerlərdir, yəni. rolunu a-amin turşuları oynayan təkrarlanan monomer vahidlərindən və ya alt bölmələrdən zəncir kimi qurulmuş molekullar. Amin turşularının ümumi formulası

<="" div="" style="border-style: none;">burada R hidrogen atomu və ya bəzi üzvi qrupdur. Zülal molekulu (polipeptid zənciri) yalnız nisbətən az sayda amin turşularından və ya bir neçə min monomer vahidindən ibarət ola bilər. Zəncirdə amin turşularının birləşməsi mümkündür, çünki onların hər biri iki müxtəlif kimyəvi qrupa malikdir: əsas amin qrupu NH2 və turşulu karboksil qrupu COOH. Bu qrupların hər ikisi bir karbon atomuna bağlıdır. Bir amin turşusunun karboksil qrupu digər amin turşusunun amin qrupu ilə amid (peptid) bağı yarada bilər:

<="" div="" style="border-style: none;">İki amin turşusu bu şəkildə birləşdirildikdən sonra ikinci amin turşusuna üçdə birini əlavə etməklə zəncir uzana bilər və s. Yuxarıdakı tənlikdən göründüyü kimi, peptid bağı yarandıqda su molekulu ayrılır. Turşuların, qələvilərin və ya proteolitik fermentlərin iştirakı ilə reaksiya əks istiqamətdə gedir: polipeptid zənciri su əlavə etməklə amin turşularına parçalanır. Bu reaksiya hidroliz adlanır. Hidroliz kortəbii şəkildə gedir və amin turşularını bir polipeptid zəncirində birləşdirmək üçün enerji tələb olunur. Bir karboksil qrupu və bir amid qrupu (və ya ona bənzər bir imid qrupu - prolin amin turşusu vəziyyətində) bütün amin turşularında mövcuddur, amin turşuları arasındakı fərqlər isə həmin qrupun təbiəti və ya "yan" ilə müəyyən edilir. zəncir" yuxarıda R hərfi ilə göstərilmişdir. Yan zəncirin rolunu amin turşusu qlisin kimi bir hidrogen atomu və histidin və triptofan kimi bəzi həcmli qruplar da oynaya bilər. Bəzi yan zəncirlər kimyəvi cəhətdən təsirsizdir, digərləri isə yüksək reaktivdir. Minlərlə müxtəlif amin turşuları sintez edilə bilər və təbiətdə çoxlu müxtəlif amin turşuları olur, lakin protein sintezi üçün yalnız 20 növ amin turşusu istifadə olunur: alanin, arginin, asparagin, aspartik turşu, valin, histidin, qlisin, qlutamin, qlutamik. turşu, izolösin, lösin, lizin, metionin, prolin, serin, tirozin, treonin, triptofan, fenilalanin və sistein (zülallarda sistein dimer - sistin kimi ola bilər). Düzdür, bəzi zülallarda müntəzəm olaraq meydana gələn iyirmidən başqa başqa amin turşuları da var, lakin onlar zülalın tərkibinə daxil edildikdən sonra sadalanan iyirmidən hər hansı birinin modifikasiyası nəticəsində əmələ gəlir. optik fəaliyyət. Glisin istisna olmaqla, bütün amin turşuları a-karbon atomuna bağlı dörd müxtəlif qrupa malikdir. Həndəsə baxımından dörd müxtəlif qrup iki şəkildə əlavə edilə bilər və müvafiq olaraq iki mümkün konfiqurasiya və ya onun güzgü şəklinə bir obyekt kimi bir-biri ilə əlaqəli iki izomer var, yəni. soldan sağa kimi. Bir konfiqurasiya sol və ya sol əlli (L), digəri isə sağ əlli və ya sağ əlli (D) adlanır, çünki iki belə izomer qütbləşmiş işığın müstəvisinin fırlanma istiqamətində fərqlənir. Zülallarda yalnız L-amin turşuları olur (istisna qlisindir; o, yalnız bir formada təmsil oluna bilər, çünki dörd qrupundan ikisi eynidir) və hamısı optik aktivliyə malikdir (çünki yalnız bir izomer var). D-amin turşuları təbiətdə nadirdir; onlar bəzi antibiotiklərdə və bakteriyaların hüceyrə divarında olur.

Bir amin turşusu molekulunda olan asimmetrik karbon atomu burada tetraedrin mərkəzinə yerləşdirilmiş kürə şəklində təsvir edilmişdir. Dörd əvəzedici qrupun təqdim olunan düzülüşü bütün təbii amin turşularına xas olan L-konfiqurasiyasına uyğundur.

Amin turşularının ardıcıllığı. Polipeptid zəncirindəki amin turşuları təsadüfi deyil, müəyyən sabit ardıcıllıqla düzülür və zülalın funksiyalarını və xassələrini məhz bu sıra müəyyən edir. 20 növ amin turşusunun sırasını dəyişdirərək, əlifbanın hərflərindən çoxlu müxtəlif mətnlər düzəldə bildiyiniz kimi, çoxlu sayda müxtəlif zülal əldə edə bilərsiniz. Keçmişdə bir zülalın amin turşusu ardıcıllığını təyin etmək çox vaxt bir neçə il çəkirdi. Birbaşa təyinat hələ də olduqca zəhmətli bir işdir, baxmayaraq ki, onu avtomatik həyata keçirməyə imkan verən qurğular yaradılıb. Müvafiq genin nukleotid ardıcıllığını təyin etmək və ondan zülalın amin turşusu ardıcıllığını əldə etmək adətən daha asandır. Bu günə qədər yüzlərlə zülalın amin turşusu ardıcıllığı artıq müəyyən edilmişdir. Şifrələnmiş zülalların funksiyaları adətən məlumdur və bu, məsələn, bədxassəli neoplazmalarda əmələ gələn oxşar zülalların mümkün funksiyalarını təsəvvür etməyə kömək edir. Kompleks zülallar. Yalnız amin turşularından ibarət olan zülallara sadə deyilir. Ancaq çox vaxt polipeptid zəncirinə bir metal atomu və ya amin turşusu olmayan bəzi kimyəvi birləşmələr bağlanır. Belə zülallara kompleks deyilir. Buna misal olaraq hemoglobini göstərmək olar: onun tərkibində dəmir porfirin var ki, bu da ona qırmızı rəng verir və oksigen daşıyıcısı kimi çıxış etməyə imkan verir. Ən mürəkkəb zülalların adları birləşdirilmiş qrupların təbiətinin göstəricisini ehtiva edir: şəkərlər qlikoproteinlərdə, yağlar isə lipoproteinlərdə olur. Əgər fermentin katalitik aktivliyi ona qoşulmuş qrupdan asılıdırsa, ona protez qrup deyilir. Çox vaxt bəzi vitaminlər protez qrupunun rolunu oynayır və ya onun bir hissəsidir. Məsələn, retinanın zülallarından birinə bağlı olan A vitamini onun işığa həssaslığını təyin edir. Üçüncü quruluş. Əhəmiyyətli olan zülalın amin turşusu ardıcıllığı (ilkin quruluşu) deyil, kosmosda düzülmə üsuludur. Polipeptid zəncirinin bütün uzunluğu boyunca hidrogen ionları müntəzəm hidrogen bağları əmələ gətirir, bu da ona spiral və ya təbəqə (ikinci dərəcəli struktur) şəklini verir. Belə spiralların və təbəqələrin birləşməsindən növbəti sıranın yığcam forması - zülalın üçüncü strukturu yaranır. Zəncirin monomerik halqalarını tutan bağlar ətrafında kiçik açılar vasitəsilə fırlanmalar mümkündür. Buna görə də, sırf həndəsi nöqteyi-nəzərdən hər hansı bir polipeptid zənciri üçün mümkün konfiqurasiyaların sayı sonsuz dərəcədə böyükdür. Əslində, hər bir zülal normal olaraq amin turşusu ardıcıllığı ilə təyin olunan yalnız bir konfiqurasiyada mövcuddur. Bu struktur sərt deyil, sanki "nəfəs alır" - müəyyən bir orta konfiqurasiya ətrafında dalğalanır. Zəncir sərbəst enerjinin (iş görmək qabiliyyətinin) minimal olduğu bir konfiqurasiyaya bükülür, necə ki, sərbəst buraxılan yay yalnız minimum sərbəst enerjiyə uyğun bir vəziyyətə sıxılır. Çox vaxt zəncirin bir hissəsi iki sistein qalığı arasındakı disulfid (-S-S-) bağları ilə digərinə sərt şəkildə bağlanır. Qismən buna görə amin turşuları arasında sistein xüsusilə mühüm rol oynayır. Zülalların quruluşunun mürəkkəbliyi o qədər böyükdür ki, amin turşusu ardıcıllığı məlum olsa belə, zülalın üçüncü quruluşunu hesablamaq hələ mümkün deyil. Amma zülal kristallarını əldə etmək olarsa, onda onun üçüncü quruluşunu rentgen şüalarının difraksiyası ilə təyin etmək olar. Struktur, kontraktil və bəzi digər zülallarda zəncirlər uzanır və yan-yana uzanan bir neçə azca bükülmüş zəncir fibrillər əmələ gətirir; fibrillər, öz növbəsində, daha böyük formasiyalara - liflərə bükülür. Bununla belə, məhluldakı zülalların əksəriyyəti kürə şəklindədir: zəncirlər topdakı iplik kimi kürəcik şəklində bükülür. Bu konfiqurasiyada sərbəst enerji minimaldır, çünki hidrofobik ("su itələyici") amin turşuları globulun içərisində gizlənir, hidrofilik ("su çəkən") amin turşuları isə onun səthində yerləşir. Bir çox zülallar bir neçə polipeptid zəncirinin kompleksləridir. Bu quruluşa zülalın dördüncü quruluşu deyilir. Hemoqlobin molekulu, məsələn, hər biri qlobulyar zülal olan dörd alt hissədən ibarətdir. Struktur zülallar, xətti konfiqurasiyasına görə, dartılma gücü çox yüksək olan liflər əmələ gətirir, qlobular konfiqurasiya isə zülalların digər birləşmələrlə spesifik qarşılıqlı əlaqəyə girməsinə imkan verir. Globulun səthində, zəncirlərin düzgün çəkilməsi ilə, reaktiv kimyəvi qrupların yerləşdiyi müəyyən bir boşluq forması görünür. Əgər bu zülal fermentdirsə, o zaman hansısa maddənin başqa, adətən daha kiçik molekulu, açarın kilidə girdiyi kimi, belə bir boşluğa daxil olur; bu zaman boşluqda yerləşən kimyəvi qrupların təsiri altında molekulun elektron buludunun konfiqurasiyası dəyişir və bu onu müəyyən şəkildə reaksiya verməyə məcbur edir. Bu şəkildə ferment reaksiyanı kataliz edir. Antikor molekullarında müxtəlif yad maddələrin bağlandığı və bununla da zərərsizləşdirildiyi boşluqlar da var. Zülalların digər birləşmələrlə qarşılıqlı təsirini izah edən "açar və kilid" modeli fermentlərin və antikorların spesifikliyini başa düşməyə imkan verir, yəni. onların yalnız müəyyən birləşmələrlə reaksiya vermə qabiliyyəti. Müxtəlif növ orqanizmlərdə zülallar. Müxtəlif bitki və heyvan növlərində eyni funksiyanı yerinə yetirən və buna görə də eyni adı daşıyan zülallar da oxşar konfiqurasiyaya malikdir. Bununla birlikdə, amin turşusu ardıcıllığında bir qədər fərqlənirlər. Növlər ümumi əcdaddan ayrıldıqca, müəyyən mövqelərdə olan bəzi amin turşuları başqaları ilə mutasiyalarla əvəz olunur. İrsi xəstəliklərə səbəb olan zərərli mutasiyalar təbii seçmə yolu ilə atılır, lakin faydalı və ya ən azı neytral olanlar qorunub saxlanıla bilər. İki bioloji növ bir-birinə nə qədər yaxındırsa, onların zülallarında bir o qədər az fərq olur. Bəzi zülallar nisbətən tez dəyişir, digərləri olduqca konservativdir. Sonunculara, məsələn, əksər canlı orqanizmlərdə olan tənəffüs fermenti olan sitoxrom c daxildir. İnsanlarda və şimpanzelərdə onun amin turşusu ardıcıllığı eynidir, buğdanın sitoxrom c-də isə amin turşularının yalnız 38%-nin fərqli olduğu ortaya çıxdı. Hətta insanlar və bakteriyaları müqayisə edərkən, sitoxromların oxşarlıqları (burada olan fərqlər amin turşularının 65%-nə təsir edir) hələ də görünə bilər, baxmayaraq ki, bakteriyaların və insanların ortaq əcdadı Yer üzündə təxminən iki milyard il əvvəl yaşamışdır. Hal-hazırda, amin turşusu ardıcıllığının müqayisəsi tez-tez müxtəlif orqanizmlər arasında təkamül əlaqələrini əks etdirən filogenetik (geneoloji) ağacın qurulması üçün istifadə olunur. Denatürasiya. Sintez edilmiş zülal molekulu, qatlanaraq, öz konfiqurasiyasını əldə edir. Bununla belə, bu konfiqurasiya qızdırmaqla, pH-ı dəyişdirməklə, üzvi həlledicilərin təsiri ilə və hətta səthində qabarcıqlar görünənə qədər məhlulu sadəcə qarışdırmaqla məhv edilə bilər. Bu şəkildə dəyişdirilmiş zülal denatürasiya adlanır; bioloji aktivliyini itirir və adətən həll olunmaz hala gəlir. Denatürləşdirilmiş zülalın tanınmış nümunələri qaynadılmış yumurta və ya çırpılmış kremdir. Yalnız yüzə yaxın amin turşusu olan kiçik zülallar renaturasiya edə bilir, yəni. orijinal konfiqurasiyanı yenidən əldə edin. Lakin zülalların əksəriyyəti sadəcə olaraq dolaşıq polipeptid zəncirlərinin kütləsinə çevrilir və əvvəlki konfiqurasiyasını bərpa etmir. Aktiv zülalların təcrid edilməsində əsas çətinliklərdən biri onların denaturasiyaya həddindən artıq həssaslığıdır. Zülalların bu xüsusiyyəti qida məhsullarının saxlanmasında faydalı tətbiq tapır: yüksək temperatur mikroorqanizmlərin fermentlərini geri dönməz şəkildə denatürasiya edir və mikroorqanizmlər ölür. ZÜLAL SİNTEZİ Zülal sintezi üçün canlı orqanizmdə bir amin turşusunu digərinə bağlaya bilən fermentlər sistemi olmalıdır. Hansı amin turşularının bağlanmalı olduğunu müəyyən edəcək bir məlumat mənbəyi də lazımdır. Bədəndə minlərlə zülal növü olduğundan və hər biri orta hesabla bir neçə yüz amin turşusundan ibarət olduğundan, tələb olunan məlumat həqiqətən çox böyük olmalıdır. O, genləri təşkil edən nuklein turşusu molekullarında (bir yazının maqnit lentində saxlanmasına bənzər) saxlanılır. həmçinin baxİrsiyyət; NÜKLEİK TURŞULAR. Fermentlərin aktivləşdirilməsi. Amin turşularından sintez edilən polipeptid zənciri həmişə son formada zülal olmur. Bir çox fermentlər əvvəlcə qeyri-aktiv prekursorlar kimi sintez olunur və yalnız başqa bir ferment zəncirin bir ucundan bir neçə amin turşusunu çıxardıqdan sonra aktivləşir. Həzm fermentlərinin bəziləri, məsələn, tripsin, bu qeyri-aktiv formada sintez olunur; bu fermentlər zəncirin terminal parçasının çıxarılması nəticəsində həzm sistemində aktivləşir. Aktiv formada molekulu iki qısa zəncirdən ibarət olan hormon insulin, sözdə tək zəncir şəklində sintez olunur. proinsulin. Sonra bu zəncirin orta hissəsi çıxarılır və qalan fraqmentlər bir-birinə bağlanaraq aktiv hormon molekulunu əmələ gətirir. Mürəkkəb zülallar yalnız müəyyən kimyəvi qrup zülala bağlandıqdan sonra əmələ gəlir və bu birləşmə çox vaxt fermentə də ehtiyac duyur. Metabolik dövran. Bir heyvanı karbon, azot və ya hidrogenin radioaktiv izotopları ilə işarələnmiş amin turşuları ilə qidalandırdıqdan sonra etiket tez onun zülallarına daxil edilir. Əgər etiketlənmiş amin turşuları bədənə daxil olmağı dayandırarsa, zülallarda etiketin miqdarı azalmağa başlayır. Bu təcrübələr göstərir ki, yaranan zülallar ömrün sonuna qədər orqanizmdə saxlanılmır. Onların hamısı, bir neçə istisna olmaqla, dinamik vəziyyətdədir, daim amin turşularına parçalanır və sonra yenidən sintez olunur. Bəzi zülallar hüceyrələr ölüb məhv olduqda parçalanır. Bu, məsələn, qırmızı qan hüceyrələri və bağırsağın daxili səthini əhatə edən epitel hüceyrələri ilə hər zaman olur. Bundan əlavə, zülalların parçalanması və yenidən sintezi də canlı hüceyrələrdə baş verir. Qəribədir ki, zülalların parçalanması haqqında onların sintezindən daha az şey məlumdur. Ancaq aydın olan odur ki, həzm sistemində zülalları amin turşularına parçalayanlara bənzər proteolitik fermentlər parçalanmada iştirak edir. Müxtəlif zülalların yarı ömrü fərqlidir - bir neçə saatdan bir neçə aya qədər. Yeganə istisna kollagen molekullarıdır. Yarandıqdan sonra onlar sabit qalır və yenilənmir və dəyişdirilmir. Lakin zaman keçdikcə onların bəzi xüsusiyyətləri, xüsusən də elastikliyi dəyişir və yenilənmədiyi üçün dəridə qırışların yaranması kimi yaşa bağlı müəyyən dəyişikliklər də bunun nəticəsidir. sintetik zülallar. Kimyaçılar amin turşularını polimerləşdirməyi çoxdan öyrəniblər, lakin amin turşuları təsadüfi birləşir, belə ki, belə polimerləşmənin məhsulları təbii olanlara az bənzəyir. Doğrudur, amin turşularını müəyyən bir ardıcıllıqla birləşdirmək mümkündür, bu da bəzi bioloji aktiv zülalları, xüsusən də insulini əldə etməyə imkan verir. Proses kifayət qədər mürəkkəbdir və bu yolla yalnız molekullarında yüzə yaxın amin turşusu olan zülalları əldə etmək mümkündür. Bunun əvəzinə arzu olunan amin turşusu ardıcıllığına uyğun genin nukleotid ardıcıllığını sintez etmək və ya təcrid etmək və sonra bu geni çoxalma nəticəsində çox miqdarda istədiyiniz məhsulu istehsal edəcək bir bakteriyaya daxil etmək daha yaxşıdır. Bununla belə, bu metodun çatışmazlıqları da var. həmçinin bax GENETİK MÜHENDİSLİK. ZÜLALLAR VƏ QİDALANMA Bədəndəki zülallar amin turşularına parçalandıqda, bu amin turşuları zülal sintezi üçün təkrar istifadə edilə bilər. Eyni zamanda, amin turşularının özləri də çürüməyə məruz qalırlar, buna görə də tam istifadə olunmur. Həm də aydındır ki, böyümə, hamiləlik və yaraların sağalması zamanı protein sintezi deqradasiyanı aşmalıdır. Bədən davamlı olaraq bəzi zülalları itirir; bunlar saçın, dırnaqların və dərinin səth qatının zülallarıdır. Buna görə də zülalların sintezi üçün hər bir orqanizm amin turşularını qidadan almalıdır. Amin turşularının mənbələri. Yaşıl bitkilər zülallarda olan 20 amin turşusunun hamısını CO2, su və ammonyak və ya nitratlardan sintez edir. Bir çox bakteriya şəkər (və ya bəzi ekvivalent) və sabit azotun iştirakı ilə amin turşularını sintez edə bilir, lakin şəkər son nəticədə yaşıl bitkilər tərəfindən təmin edilir. Heyvanlarda amin turşularını sintez etmək qabiliyyəti məhduddur; yaşıl bitkiləri və ya digər heyvanları yeyərək amin turşularını əldə edirlər. Həzm sistemində udulmuş zülallar amin turşularına parçalanır, sonuncular sorulur və onlardan verilmiş orqanizm üçün xarakterik olan zülallar qurulur. Udulmuş zülalların heç biri bədən quruluşlarına daxil edilmir. Yeganə istisna odur ki, bir çox məməlilərdə ana antikorlarının bir hissəsi bütöv şəkildə plasenta vasitəsilə fetus dövriyyəsinə keçə bilər və ana südü ilə (xüsusilə gevişən heyvanlarda) doğuşdan dərhal sonra yeni doğulmuş körpəyə keçə bilər. Zülallara ehtiyac. Aydındır ki, həyatı saxlamaq üçün orqanizm qidadan müəyyən miqdarda protein almalıdır. Lakin bu ehtiyacın ölçüsü bir sıra amillərdən asılıdır. Bədənin həm enerji mənbəyi (kalori), həm də strukturlarının qurulması üçün material kimi qidaya ehtiyacı var. İlk növbədə enerjiyə ehtiyac var. Bu o deməkdir ki, pəhrizdə karbohidratlar və yağlar az olduqda, pəhriz zülalları öz zülallarının sintezi üçün deyil, kalori mənbəyi kimi istifadə olunur. Uzun müddətli orucla, hətta öz zülallarınız enerji ehtiyaclarını qarşılamaq üçün xərclənir. Pəhrizdə kifayət qədər karbohidrat varsa, o zaman protein qəbulunu azaltmaq olar. azot balansı. Orta hesabla təqribən. Ümumi protein kütləsinin 16%-ni azot təşkil edir. Zülalları təşkil edən amin turşuları parçalandıqda onların tərkibindəki azot müxtəlif azotlu birləşmələr şəklində sidiklə və (daha az dərəcədə) nəcislə bədəndən xaric olur. Buna görə də, protein qidasının keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün azot balansı kimi bir göstəricidən istifadə etmək rahatdır, yəni. orqanizmə qəbul edilən azot miqdarı ilə gün ərzində xaric edilən azot miqdarı arasındakı fərq (qramla). Yetkinlərdə normal qidalanma ilə bu məbləğlər bərabərdir. Böyüyən bir orqanizmdə xaric edilən azotun miqdarı daxil olandan azdır, yəni. balans müsbətdir. Pəhrizdə protein çatışmazlığı ilə balans mənfi olur. Pəhrizdə kifayət qədər kalori varsa, lakin zülallar tamamilə yoxdursa, bədən zülallara qənaət edir. Eyni zamanda, zülal mübadiləsi yavaşlayır və zülal sintezində amin turşularının təkrar istifadəsi mümkün qədər səmərəli şəkildə davam edir. Bununla belə, itkilər qaçılmazdır və azotlu birləşmələr hələ də sidikdə və qismən nəcislə xaric olunur. Zülal aclığı zamanı bədəndən gündə çıxarılan azot miqdarı gündəlik protein çatışmazlığının ölçüsü kimi xidmət edə bilər. Pəhrizdə bu çatışmazlığa bərabər olan protein miqdarını daxil etməklə azot balansını bərpa etmək mümkün olduğunu güman etmək təbiidir. Lakin, belə deyil. Bu miqdarda protein aldıqdan sonra bədən amin turşularını daha az səmərəli istifadə etməyə başlayır, buna görə azot balansını bərpa etmək üçün bəzi əlavə protein tələb olunur. Pəhrizdəki zülalın miqdarı azot balansını qorumaq üçün lazım olandan artıqdırsa, bunun heç bir zərəri yoxdur. Həddindən artıq amin turşuları sadəcə enerji mənbəyi kimi istifadə olunur. Xüsusilə parlaq bir nümunə, azot balansını qorumaq üçün lazım olandan az karbohidrat və təxminən on qat daha çox protein istehlak edən Eskimosdur. Əksər hallarda, zülaldan enerji mənbəyi kimi istifadə etmək faydalı deyil, çünki müəyyən miqdarda karbohidratlardan eyni miqdarda zülaldan daha çox kalori əldə edə bilərsiniz. Kasıb ölkələrdə əhali lazımi kaloriləri karbohidratlardan alır və minimum miqdarda protein istehlak edir. Bədən protein olmayan qidalar şəklində lazımi miqdarda kalori alırsa, azot balansını saxlayan minimum protein miqdarı təqribəndir. Gündə 30 q. Dörd dilim çörəyin və ya 0,5 litr südün tərkibində təxminən bir o qədər protein var. Bir az daha böyük məbləğ adətən optimal hesab olunur; 50 ilə 70 q arasında tövsiyə olunur. Əsas amin turşuları.İndiyə qədər zülal bütöv hesab olunurdu. Bu arada zülal sintezinin baş verməsi üçün lazım olan bütün amin turşularının bədəndə olması lazımdır. Amin turşularının bəzilərini heyvan orqanizmi özü sintez edə bilir. Onlar bir-birini əvəz edən adlanır, çünki pəhrizdə olmaları lazım deyil - yalnız vacibdir ki, ümumiyyətlə, azot mənbəyi kimi zülal qəbulu kifayətdir; sonra, qeyri-əsas amin turşularının çatışmazlığı ilə bədən onları artıq mövcud olanların hesabına sintez edə bilər. Qalan "əsas" amin turşuları sintez edilə bilməz və qida ilə qəbul edilməlidir. İnsanlar üçün vacib olanlar valin, lösin, izolösin, treonin, metionin, fenilalanin, triptofan, histidin, lizin və arginindir. (Arginin orqanizmdə sintez oluna bilsə də, yeni doğulmuş və böyüyən uşaqlarda çatışmazlığı olduğu üçün əvəzolunmaz amin turşusu hesab olunur. Digər tərəfdən bu amin turşularının bəzilərinin pəhrizlə qəbulu yetkin bir yetkin üçün isteğe bağlı ola bilər.) Əsas amin turşularının amin turşularının bu siyahısı digər onurğalılarda və hətta həşəratlarda təxminən eynidir. Zülalların qida dəyəri adətən onları böyüyən siçovullara yedizdirməklə və heyvanların çəki artımını izləməklə müəyyən edilir. Zülalların qida dəyəri. Zülalın qida dəyəri ən çox çatışmayan əsas amin turşusu ilə müəyyən edilir. Bunu bir misalla izah edək. Bədənimizin zülalları orta hesabla təqribən ehtiva edir. 2% triptofan (çəki ilə). Tutaq ki, pəhrizdə 1% triptofan olan 10 q protein var və onun tərkibində kifayət qədər başqa əvəzolunmaz amin turşuları var. Bizim vəziyyətimizdə 10 q bu qüsurlu zülal mahiyyətcə 5 q tam proteinə bərabərdir; qalan 5 q yalnız enerji mənbəyi kimi xidmət edə bilər. Qeyd edək ki, amin turşuları praktiki olaraq bədəndə saxlanılmadığından və zülal sintezinin baş verməsi üçün bütün amin turşuları eyni vaxtda mövcud olmalıdır, əvəzolunmaz amin turşularının qəbulunun təsiri yalnız onların hamısı orqanizmə daxil olduqda aşkar edilə bilər. eyni zamanda bədən. Heyvan zülallarının əksəriyyətinin orta tərkibi insan orqanizmindəki zülalların orta tərkibinə yaxındır, ona görə də pəhrizimiz ət, yumurta, süd və pendir kimi qidalarla zəngin olarsa, çətin ki, amin turşusu çatışmazlığı ilə üzləşək. Bununla belə, zülallar var, məsələn, jelatin (kollagen denatürasiyasının məhsulu), tərkibində çox az vacib amin turşusu var. Bitki mənşəli zülallar, bu mənada jelatindən daha yaxşı olsalar da, əvəzolunmaz amin turşuları baxımından da zəifdirlər; onların tərkibində lizin və triptofan xüsusilə azdır. Bununla belə, sırf vegetarian pəhriz, bədəni vacib amin turşuları ilə təmin etmək üçün kifayət qədər az miqdarda bitki zülalları istehlak etməsə, heç bir şəkildə zərərli deyildir. Ən çox zülal bitkilərdə toxumlarda, xüsusilə buğda və müxtəlif paxlalı bitkilərin toxumlarında olur. Qulançar kimi gənc tumurcuqlar da zülalla zəngindir. Pəhrizdə sintetik zülallar. Qarğıdalı zülalları kimi natamam zülallara az miqdarda sintetik əsas amin turşuları və ya onlarla zəngin zülallar əlavə etməklə, sonuncunun qida dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq olar, yəni. bununla da istehlak edilən protein miqdarını artırır. Digər bir imkan azot mənbəyi kimi nitrat və ya ammonyak əlavə etməklə neft karbohidrogenləri üzərində bakteriya və ya maya yetişdirməkdir. Bu yolla əldə edilən mikrob zülalı ev quşları və ya mal-qara üçün yem kimi xidmət edə bilər və ya insanlar tərəfindən birbaşa istehlak edilə bilər. Üçüncü, geniş istifadə olunan üsulda gövşəyən heyvanların fiziologiyasından istifadə edilir. Ruminantlarda, mədənin ilkin hissəsində, sözdə. Rumendə qüsurlu bitki zülallarını daha tam mikrob zülallarına çevirən bakteriya və protozoaların xüsusi formaları mövcuddur və bunlar da öz növbəsində həzm və sorulduqdan sonra heyvan zülallarına çevrilir. Ucuz sintetik azot tərkibli birləşmə olan karbamid heyvan yeminə əlavə edilə bilər. Rumendə yaşayan mikroorqanizmlər karbohidratları (yemdə daha çox olan) proteinə çevirmək üçün karbamid azotundan istifadə edirlər. Heyvandarlıq yemindəki bütün azotun təxminən üçdə biri sidik cövhəri şəklində ola bilər ki, bu da mahiyyət etibarilə müəyyən dərəcədə kimyəvi protein sintezi deməkdir. ABŞ-da bu üsul zülal əldə etməyin yollarından biri kimi mühüm rol oynayır. ƏDƏBİYYAT

Zülalların fiziki-kimyəvi və bioloji xüsusiyyətləri onların amin turşularının tərkibi ilə müəyyən edilir. Amin turşuları karboksilik turşular sinfinin amin törəmələridir. Amin turşuları təkcə zülallarda olmur. Onların bir çoxu xüsusi funksiyaları yerinə yetirir. Buna görə də canlı orqanizmlərdə amin turşuları proteinogen (genetik kodlaşdırılmış) və qeyri-proteinogen (genetik kodlaşdırılmamış) olur. 20 proteinogen amin turşusu vardır.Onlardan 19-u a-aminturşudur. Bu o deməkdir ki, onların amin qrupu bunun a-karbon atomuna bağlıdır karboksilik turşu, bunlardan törəmədir. Bu amin turşularının ümumi formulu aşağıdakı kimidir:

Yalnız bir amin turşusu olan prolin bu ümumi formulla uyğun gəlmir. Bir iminoturşu kimi təsnif edilir.

amin turşularının a-karbon atomu asimmetrikdir (istisna sirkə turşusunun amin törəməsi - qlisindir). Bu o deməkdir ki, hər bir amin turşusunda ən azı 2 optik aktiv antipod var. Təbiət zülalları yaratmaq üçün L formasını seçdi. Buna görə təbii zülallar L-a-amin turşularından hazırlanır.

Bir karbon atomunun üzvi birləşmə molekulunda 4 müxtəlif atom və ya funksional qrupla bağlandığı bütün hallarda bu atom asimmetrikdir, çünki o, enantiomerlər və ya optik (stereo-) izomerlər adlanan iki izomerik formada mövcud ola bilər. Asimmetrik "C" atomları olan birləşmələr, müstəvi qütbləşmiş işığın qütbləşmə müstəvisinin fırlanma istiqamətindən asılı olaraq iki formada (xiral birləşmələr) - sol və sağda baş verir. Bir (qlisin) istisna olmaqla, bütün standart amin turşuları a-mövqeyində 4 əvəzedici qrupun birləşdiyi asimmetrik karbon atomunu ehtiva edir. Buna görə də onlar optik aktivliyə malikdirlər, yəni müstəvini döndərə bilirlər

işığın bu və ya digər istiqamətdə polarizasiyası.

Bununla belə, stereoizomerlər üçün qeyd sistemi işığın qütbləşmə müstəvisinin fırlanmasına deyil, stereoizomer molekulunun mütləq konfiqurasiyasına əsaslanır. Optik aktiv amin turşularının konfiqurasiyasını müəyyən etmək üçün onlar asimmetrik karbon atomu olan ən sadə üç karbonlu karbohidrat olan qliseraldehidlə müqayisə edilir. L-qliseraldehidə konfiqurasiyaya uyğun gələn müstəvi qütbləşmiş işığın qütbləşmə müstəvisinin fırlanma istiqamətindən asılı olmayaraq bütün şiral birləşmələrin stereoizomerləri L, D-gliseraldehidə uyğun olanlar isə D hərfi ilə işarələnir. Beləliklə, L və D hərfləri qütbləşmə müstəvisinin fırlanma istiqamətinə deyil, "C" şiral atomunda 4 əvəzedici qrupun mütləq konfiqurasiyasına aiddir.

Amin turşuları radikallarının quruluşuna görə təsnif edilir. Təsnifatda müxtəlif yanaşmalar mövcuddur. Amin turşularının əksəriyyəti alifatik birləşmələrdir. 2 amin turşusu aromatik seriyanın nümayəndələri və 2 - heterosiklikdir.

Amin turşuları xüsusiyyətlərinə görə əsas, neytral və turşuya bölünür. Onlar molekuldakı amin və karboksil qruplarının sayına görə fərqlənirlər. Neytral - bir amin və bir karboksil qrupu (monoaminomonokarboksilik) ehtiva edir. Turşuda 2 karboksil və bir amin qrupu (monoaminodikarboksilik), əsas - 2 amin qrupu və bir karboksil (diaminomonokarboksilik) var.

1. Əslində alifatik 5 amin turşusu adlandırıla bilər. Glisin və ya glikokol (Gly),

kompüterlə işləyərkən - (G), - a-aminasetik turşu. Bu, optik cəhətdən aktiv olmayan yeganə amin turşusudur. Glisin zülal sintezindən çox istifadə olunur. Onun atomları nukleotidlərin, hemin bir hissəsidir, vacib bir tripeptidin - glutatyonun bir hissəsidir.

Alanin (Ala), kompüterlə işləyərkən - (A) - a-aminopropion turşusu. Alanin tez-tez bədəndə qlükoza sintez etmək üçün istifadə olunur.

Quruluşuna görə, qlisin istisna olmaqla, bütün amin turşuları, radikaldakı bir və ya bir neçə hidrogen atomunun müxtəlif funksional qruplarla əvəz olunduğu alanin törəmələri hesab edilə bilər.

Valin (Val), kompüterlə işləyərkən (V) - aminoisovalerik turşu. Leucine (Leu, L) - aminoisocaproic turşusu. İzolösin (Ile, I) - a-amino-b-etil-b-metilpropion turşusu. Müəyyən hidrofobik xüsusiyyətlərə malik olan bu üç amin turşusu zülal molekulunun məkan strukturunun formalaşmasında mühüm rol oynayır.

2. Hidroksiamin turşuları. Serin (Ser, S) - a-amino-b-hidroksipropion turşusu və treonin (Tre, T) - a-amino-b-hidroksibutirik turşu zülal strukturunun kovalent modifikasiyası proseslərində mühüm rol oynayır. Onların hidroksil qrupu zülalların funksional fəaliyyətini dəyişdirmək üçün zəruri olan fosfor turşusu ilə asanlıqla qarşılıqlı əlaqə qurur.

3. Kükürd tərkibli amin turşuları. Sistein (Cis, C) - a-amino-b-tiopropion turşusu. Sisteinin xüsusi bir xüsusiyyəti oksidləşmə (oksigenin iştirakı ilə) və disulfid bağı və yeni bir birləşmə, sistin yaratmaq üçün başqa bir sistein molekulu ilə qarşılıqlı əlaqədə olmaq qabiliyyətidir. Bu amin turşusu aktiv -SH qrupu sayəsində hüceyrəni oksidləşdirici maddələrin təsirindən qoruyan oksidləşmə-qaytarma reaksiyalarına asanlıqla daxil olur, zülalların strukturunu sabitləşdirən disulfid körpülərinin əmələ gəlməsində iştirak edir və aktiv mərkəzin bir hissəsidir. fermentlər.

Metionin (Met, M) -a-amino-b-tiometilbutirik turşu. Bioloji aktiv birləşmələrin sintezi üçün zəruri olan mobil metil qrupunun donoru funksiyasını yerinə yetirir: xolin, nukleotidlər və s. Bu hidrofobik amin turşusudur.

4. Dikarboksilik amin turşuları. Qlutamik (Glu, E) - a-aminoqlutar turşusu və aspartik turşusu (Asp, D) - a-aminosuksinik turşu. Bunlar heyvan zülallarında ən çox yayılmış amin turşularıdır. Əlavə ilə karboksil qrupu radikalda bu amin turşuları ion qarşılıqlı təsirinə kömək edir, zülal molekuluna yük verir. Bu amin turşuları amidlər əmələ gətirə bilər.

5. Dikarboksilik amin turşularının amidləri. Glutamin (Gln, Q) və asparagin (Asn, N). Bu amin turşuları orqanizmdə ammonyakın zərərsizləşdirilməsində və daşınmasında mühüm rol oynayır. Onların tərkibindəki amid bağı qismən ikiqat xarakter daşıyır. Buna görə amid qrupu qismən müsbət yükə malikdir və dağılmayacaq.

6. Siklik amin turşuları onların radikalında aromatik və ya heterosiklik halqa var. Fenilalanin (Phen, F) - a-amino-b-fenilpropion turşusu. Tirozin (Tyr, Y) - a-amino-b-paraoksifenil-propion turşusu. Bu 2 amin turşusu orqanizmdə mühüm funksiyaları yerinə yetirən bir-biri ilə əlaqəli cütlük təşkil edir, bunların arasında hüceyrələr tərəfindən bir sıra bioloji aktiv maddələrin (adrenalin, tiroksin) sintezi üçün istifadəsini qeyd etmək lazımdır.

Triptofan (Üç, W) -a-amino-b-indolilpropion turşusu. Vitamin PP, serotonin, pineal hormonların sintezi üçün istifadə olunur.

Histidin (His, H) - a-amino-b-imidazolilpropion turşusu. Toxumaların keçiriciliyini tənzimləyən və allergiya zamanı təsirini göstərən histaminin əmələ gəlməsində istifadə oluna bilər.

7. Diaminomonokarboksilik amin turşuları. Lizin (Liz, K) - diaminokaproik turşu. Arginin (Arg, R) - a-amino-b-guanidin-valerik turşusu. Bu amin turşuları, bu amin turşularının çoxunu ehtiva edən zülallara əsas xüsusiyyətlər verən əlavə bir amin qrupuna malikdir. Argininin əmələ gəlməsi ammonyakın detoksifikasiyası (karbamid sintezi) üçün metabolik yolun bir hissəsidir.

8. İminoturşu - prolin (Pro, P). Quruluşuna görə digər amin turşularından fərqlənir. Onun radikalı a-aminoqrupu ilə tək siklik struktur əmələ gətirir. Bu xüsusiyyətinə görə a-amin qrupu ilə a-karbon atomu arasındakı bağ ətrafında fırlanma mümkün deyil. Bütün digər amin turşuları bu bağ ətrafında fırlanma qabiliyyətinə malikdir. Bundan əlavə, prolinin tərkibində ikinci dərəcəli amin qrupu var (yalnız bir hidrogen atomu azot azotu ilə bağlıdır), bu, kimyəvi xüsusiyyətlərinə görə digər amin turşularında olan ilkin amin qrupundan (-NH 2) fərqlənir. Bu amin turşusuna kollagenin strukturunda xüsusi yer verilir, burada kollagenin sintezi prosesində prolin hidroksiproline çevrilə bilir.

Amin turşularının abbreviaturaları onların mənasız adlarının ilk üç hərfindən əmələ gələn mötərizədə verilmişdir. AT son vaxtlar zülallarla işləyərkən kompüterdən istifadə edərkən vacib olan ilkin strukturun yazılması üçün tək hərfli simvollardan da istifadə olunur.

Amin turşuları (AA) - əsas amin qrupundan (-NH 2), turşulu karboksil qrupundan (-COOH) və hər bir AA üçün unikal olan üzvi R radikalından (və ya yan zəncirdən) ibarət üzvi molekullar

Amin turşusu quruluşu

Orqanizmdə amin turşularının funksiyaları

AA-nın bioloji xüsusiyyətlərinə nümunələr. Təbiətdə 200-dən çox müxtəlif AA olmasına baxmayaraq, onların yalnız onda biri zülallara daxil olur, digərləri isə başqa bioloji funksiyalara malikdir:

• Onlar zülalların və peptidlərin tikinti bloklarıdır
• AA-dan alınan bir çox bioloji əhəmiyyətli molekulların prekursorları. Məsələn, tirozin tiroksin hormonunun və dəri piqmenti melaninin xəbərçisidir, tirozin də DOPA (dioksi-fenilalanin) birləşməsinin xəbərçisidir. Bu impulsların ötürülməsi üçün bir nörotransmitterdir sinir sistemi. Triptofan vitamin B3 - nikotinik turşunun xəbərçisidir
• Kükürdün mənbələri - kükürd tərkibli AK.
• AA bir çox metabolik yollarda, məsələn, qlükoneogenezdə - orqanizmdə qlükoza sintezində, yağ turşularının sintezində və s.

Amin qrupunun karboksil qrupuna nisbətən mövqeyindən asılı olaraq AA alfa, α-, beta, β- və qamma, γ ola bilər.

Alfa amin qrupu karboksil qrupuna bitişik karbona bağlanır:

Beta-amino qrupu karboksil qrupundan 2-ci karbonda yerləşir

Qamma - karboksil qrupundan 3-cü karbondakı amin qrupu

Zülalların tərkibinə yalnız alfa-AA daxildir

Alfa-AA zülallarının ümumi xassələri

1 - Optik aktivlik - amin turşularının xüsusiyyəti

Bütün AA-lar, qlisin istisna olmaqla, optik aktivlik nümayiş etdirir, çünki ən azı birini ehtiva edir asimmetrik karbon atomu (xiral atom).

Asimmetrik karbon atomu nədir? Bu, dörd müxtəlif kimyəvi əvəzediciyə əlavə edilmiş bir karbon atomudur. Niyə qlisin optik aktivlik nümayiş etdirmir? Onun radikalında yalnız üç müxtəlif əvəzedici var, yəni. alfa karbon asimmetrik deyil.

Optik fəaliyyət nə deməkdir? Bu o deməkdir ki, məhluldakı AA iki izomerdə ola bilər. Qütbləşmiş işığın müstəvisini sağa çevirmək qabiliyyətinə malik olan dekstrorotator izomeri (+). İşığın qütbləşmə müstəvisini sola çevirmək qabiliyyətinə malik olan solaxay izomer (-). Hər iki izomer işığın qütbləşmə müstəvisini eyni miqdarda, lakin əks istiqamətdə döndərə bilər.

2 - Turşu əsas xüsusiyyətləri

Onların ionlaşma qabiliyyəti nəticəsində bu reaksiyanın aşağıdakı tarazlığını yazmaq olar:

R-COOH<------->R-C00-+H+

R- NH 2<--------->R-NH3+

Bu reaksiyalar geri dönən olduğundan, bu o deməkdir ki, onlar amin turşularının amfoter xüsusiyyətlərini izah edən turşular (irəli reaksiya) və ya əsaslar (əks reaksiya) kimi çıxış edə bilərlər.

Zwitter ionu - AK mülkiyyəti

Fizioloji pH dəyərində (təxminən 7,4) olan bütün neytral amin turşuları zvitterionlar şəklində mövcuddur - protonlaşdırılmamış karboksil qrupu və protonlaşdırılmış amin qrupu (Şəkil 2). Amin turşusu izoelektrik nöqtəsindən (IEP) daha əsas məhlullarda AA-da -NH3 + amin qrupu bir proton verir. IET AA-dan daha turşulu məhlulda, AA-dakı karboksil qrupu -COO - protonu qəbul edir. Beləliklə, AA məhlulun pH-dan asılı olaraq bəzən turşu, digər vaxtlarda əsas kimi davranır.

kimi polarite ümumi mülkiyyət amin turşuları

Fizioloji pH-da AA-lar zvitter ionları şəklində mövcuddur.Müsbət yükü alfa-amino qrupu, mənfi yük isə karboksilikdir. Beləliklə, AA molekulunun hər iki ucunda iki əks yük yaranır, molekul qütb xüsusiyyətlərinə malikdir.

İzoelektrik nöqtənin (IEP) olması amin turşularının bir xüsusiyyətidir

Bir amin turşusunun xalis elektrik yükünün sıfır olduğu və buna görə də elektrik sahəsində hərəkət edə bilməyəcəyi pH dəyərinə IEP deyilir.

Ultrabənövşəyi şüaları udmaq qabiliyyəti aromatik amin turşularının xüsusiyyətidir

Fenilalanin, histidin, tirozin və triptofan 280 nm-də udulur. Əncirdə. bu AA-ların molyar sönmə əmsalının (ε) dəyərləri göstərilir. Spektrin görünən hissəsində amin turşuları udulmur, buna görə də rəngsizdirlər.

AA izomerlərin iki variantında mövcud ola bilər: L-izomer və D- güzgü təsvirləri olan və α-karbon atomu ətrafında kimyəvi qrupların düzülüşü ilə fərqlənən izomerlər.

Zülallarda olan bütün amin turşuları L-konfiqurasiyasında, L-amin turşularındadır.

Amin turşusunun fiziki xüsusiyyətləri

Amin turşuları polarite və yüklü qrupların mövcudluğuna görə əsasən suda həll olur. Onlar qütbdə həll olunur və qeyri-polyar həlledicilərdə həll olunmur.

AA-ların kristal qəfəslərini dəstəkləyən güclü bağların mövcudluğunu əks etdirən yüksək ərimə nöqtəsi var.

General AK-nin xassələri bütün AK üçün ümumidir və bir çox hallarda alfa-amino qrupu və alfa-karboksil qrupu ilə müəyyən edilir. AA-ların özünəməxsus yan zənciri ilə diktə edilən xüsusi xassələri də var.