Aminoacizi

Aminoacizi

Definitie. Aminoacizii sunt substante organice care contin gruparile amino (-NH₂)si carboxil (COOH). Un nu­mar de aproximativ 20 aminoacizi se obtin prin hidroliza proteinelor (de unde si numele de amino­acizi proteinogeni) indiferent ca provin din lumea animala sau vegetala. Ei sunt toti α-aminoacizi si se numesc aminoacizi naturali.

A) Clasificare Aminoacizi naturali

1) Aminoacizi monocarboxilici:

2) Aminoacizi dicarboxilici

3) Hidroxiaminoacizi

4) Tioaminoacizi

5)Diaminoacizi

6)Aminoacizi heterociclici

B) Structura Aminoacizii naturali, exceptand glicina, contin un atom de carbon asimetric (car­bonul din pozitia α), deci ei sunt optic activi. Aminoacizii naturali apartin seriei L.

C) Obtinere. Aminoacizii naturali au fost obtinuti prin hidroliza proteinelor. Exista insa nume­roase cai sintetice generale prin care acestia se pot obtine.

D) Proprietati fizice. Aminoacizii sunt substante solide, cristaline, cu puncte de topire ridicate (>250^oC), dato­rita structurii lor amfionice.

E) Proprietati chimice

A) Caracterul acido-bazic

Gruparea -COOH confera acestor substante caracter acid iar gruparea -NH₂ un caracter bazic. Astfel, aminoacizii au caracter amfoter, deci reactioneaza atat cu acizii cat si cu bazele :

Aminoacizii dau solutii tampon, solutii care se opun modificarilor de   pH la adaugarea unor cantitati limitate de acizi sau baze. Exista o valoare a pH-ului, dependenta de structura aminoacidului, la care ionizarea gruparii carboxil (-COOH) este egala cu ionizarea gruparii amino (-NH₂). Acest pH se numeste punct izoelectric (pH_i). La electroliza unui aminoacid in solutie acida acesta migreaza spre catod; in solutie bazica migrarea are loc spre anod; la punctul izoelectric migrarea inceteaza.

Diferenta de punct izoelectric a aminoacizilor este folosita la separarea acestora prin focalizare izo­electrica.

B) Reactii ale gruparii amino

a) Reactia de acilare a aminoacizilor se face cu cloruri acide, in solutie concentrata de hidroxid alcalin.

Prin acilare, gruparea aminica isi pierde caracterul bazic. Grupa acil se poate elimina prin hidroliza acida sau bazica.

b) Alchilarea aminoacizilor se poate face normal cu iodura de alchil in prezenta unui hidroxid alcalin. Derivatii metilati cuaternari ai aminoacizilor se numesc betaine. Derivatul trimetilat al glicocolului, betaina propriu-zisa, se poate obtine din acid clor-acetic si trimetil-amina, in mediu bazic:

Betaina se gaseste in sfecla, in muschi, se acumuleaza in melasa. Alte betaine sunt otravuri puternice (curara - alcaloid folosit de indigeni la otravirea sagetilor).

c) Dezaminarea cu acid azotos, in solutie acida.

Reactia se foloseste la dozarea gruparilor aminice (-NH₂), prin masurarea volumului de N₂ degajat.

C) Reactii ale grupei carboxil.

a) Transformarea aminoacizilor in cloruri acide.

b) Esterificarea aminoacizillor se face prin tratarea aminoacidului cu alcool si un acid. Esterii obtinuti astfel sunt izolabili sub forma de saruri.

d) Formarea amidelor aminoacizilor. Formarea legaturii amidice este una din cele mai importante reactii ale aminoacizilor, pentru ca ea constituie reactia fundamentala prin care se formeaza peptidele (reactia de peptizare) si proteinele. Exista mai multe variante sintetice de obtinere a acestei legaturi.

E) Reactii enzimatice ale aminoacizilor.

Organismul animal sintetizeaza proteinele proprii din aminoacizii proveniti prin hidroliza proteinelor din hrana, in cursul digestiei, sau din aminoacizi sintetizati chiar de organism, in urma unor reactii catalizate de enzime, specifice pentru fiecare tip de reactie sau de aminoacid. Aceste reactii se grupeaza in cateva tipuri:

a) Reactii de transaminare catalizate de transaminaza :

b) Reactii de dezaminare catalizate de aminoacidoxidaza :

c) Reactii de decarboxilare catalizate de aminoacid-decarboxilaza :

Reactia apare in procesul de putrefactie.

d) Reactii de dezaminare si decarboxilare :

Reactia este intalnita si in procesul de fermentatie catalizat de enzimele din drojdia de bere.

15.1.1. Peptide

Peptidele si proteinele sunt combinatii formate din resturi de aminoacizi naturali, uniti intre ei prin legaturi amidice (peptidice). Conventional, peptidele contin 2-10 resturi de aminoacid, polipeptidele 10-100 iar proteinele peste 100, pana la aproximativ 10000.

La scrierea formulei unui lant peptidic se incepe intotdeauna cu aminoacidul care prezinta gruparea amino libera (-NH₂ liber)  care se mai numeste aminoacidul N terminal si se sfarseste cu aminoacidul care prezinta gruparea carboxil libera (-COOH liber) care se mai numeste aminoacidul C terminal. Frecvent, la denumire se folosesc prescurtari :