Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow Биоорганическая химия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методы получения аминокислот

Аминокислоты чаще всего получают кислотным гидролизом белков и последующим разделением их смеси методами высоковольтного электрофореза или ионообменной хроматографии.

Синтезировать аминокислоты можно из галогенозамещенных кислот при взаимодействии с аммиаком. При этом обычно получаются рацемические смеси, которые разделяют ферментативным методом, чаще всего с использованием ацилазы из почек свиней. Предварительно рацемическую смесь переводят в N-ацильные производные, обрабатывая уксусным ангидридом, например:

Далее N-ацильные производные подвергают действию фермента ацилазы, отличающейся стереоспецифичностью и разлагающей ацильные производные 1-амино- кислот в 700 раз активнее. В результате получают смесь I-лейцина и N-ацетил-!)-лейцина, которые отделяют друг от друга на основе их различной растворимости и способности к кристаллизации.

Химические свойства аминокислот

Реакционные центры аминокислот.

Аминокислоты являются гетерофунк- циональными соединениями и вступают в реакции по реакционным центрам и карбоновых кислот (см. п. 9.2), и аминов (см. п. 7.4.2):

Некоторые свойства аминокислот обусловлены наличием дополнительных функциональных групп в боковом радикале (-ОН, -SH и др.).

Химические свойства аминокислот можно подразделить па следующие группы:

  • ? кислотпо-осповпые свойства и качественные реакции;
  • ? реакции нуклеофильного центра КГН2-группы;
  • ? реакции электрофильного центра СООН-группы;
  • ? свойства аминокислот как гетерофункциональных соединений.

Кислотно-основные свойства и качественные реакции

Амфотерные свойства аминокислот.

Поскольку в молекулах аминокислот имеются функциональные группы кислотного (-СООН) и основного (-NH2) характера, то они проявляют амфотерные свойства.

Наличие кислотного и основного центров в одной молекуле создает возможность образования внутренних солей — биполярных ионов. В составе биполярного иона карбоксильная группа присутствует в виде карбоксилат-аниона, аминогруппа — в виде аммонийного катиона. Биполярный ион называют также цвиттер-ионом (от нем. zwittcr — между), так как он является одновременно и анионом, и катионом: Изменение концентрации равновесных форм ионов в растворе аминокислот

Рис. 14.3. Изменение концентрации равновесных форм ионов в растворе аминокислот

в зависимости от pH среды:

1 — концентрация биполярных ионов; 2 — концентрация катионов; 3 — концентрация анионов

В водных растворах в зависимости от pH среды существует равновесие между биполярными ионами, катионами и анионами (рис. 14.3).

В сильнокислой среде (pH 1-2) преобладает катионная форма аминокислот, в сильнощелочной среде(pH 10-14) — анионная:

Значение pH, при котором концентрация биполярных ионов в растворе аминокислоты максимальная, а концентрации катионов и анионов минимальные и равны, называется изоэлектрической точкой (pi), Значение pi зависит и от характера боковых радикалов, наличия в нем групп, играющих роль дополнительных кислотных и основных центров. Каждая аминокислота имеет свое значение pi.

Величина pi зависит от рКа ионогенных групп аминокислот:

где п — максимальное число положительных зарядов в полностью протониро- ванной форме аминокислоты.

Для карбоксильной группы при а-углеродном атоме рКа аминокислот имеют значения 1,8-2,8, т.с. кислотные свойства у этих групп выражены сильнее, чем у незамещенных карбоновых кислот. Значения рКа а-аммонийных групп у про- теиногенных аминокислот также различны и в зависимости от их структуры составляют 8,8-10,6. Ионогенные группы боковых цепей имеют разные значения рКа в зависимости от их строения и силы кислотных либо основных центров в их составе.

Таблица 14.2

Значения рКа и pi протеиногенных а-аминокислот

Кислота

Р ка

pi

а-СООН

(X-NH3

ионогенных групп в радикале

Аланин

2,3

9,7

-

6,0

Аргинин

2,2

9,0

12,5

10,8

Аспарагин

2,0

8,8

-

5,4

Аспарагиновая

2,1

9,8

3,9

3,0

Валин

2,3

9,6

-

6,0

Глицин

2,3

9,6

-

6,0

Глутамин

2,2

9,1

-

5,7

Глутаминовая

2,2

9,7

4,3

3,2

Гистидин

1,8

9,2

6,0

7,6

Изолейцин

2,4

9,7

-

6,1

Лейцин

2,4

9,6

-

6,0

Лизин

2,2

9,0

10,45

9,8

Метионин

2,3

9,2

-

5,8

Пролип

2,0

10,6

-

6,3

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

Примечание. Прочерк указывает па отсутствие ионогенных групп в радикале аминокислоты.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>