Аминокислоты и пептиды: основы химии
ВведениеВ этом учебном материале мы рассмотрим основные понятия, связанные с аминокислотами и пептидами. Мы изучим их строение, свойства и применение в различных областях.
1. АминокислотыАминокислоты — это органические соединения, которые содержат аминогруппу (-NH2) и карбоксильную группу (-COOH). Они являются строительными блоками белков. Существует 20 основных аминокислот, из которых строятся белки живых организмов.
Строение аминокислотАминокислота состоит из углеводородного радикала (R), аминогруппы (-NH2) и карбоксильной группы (-COOH):H2N-CH(R)-COOH
Радикал может быть различным у разных аминокислот. Он определяет уникальные свойства каждой аминокислоты.
Классификация аминокислотСуществует несколько способов классификации аминокислот:
Примеры аминокислот: глицин (Gly), аланин (Ala), валин (Val), лейцин (Leu), изолейцин (Ile), фенилаланин (Phe), тирозин (Tyr), триптофан (Trp), серин (Ser), треонин (Thr), цистеин (Cys), метионин (Met), аспарагин (Asn), глутамин (Gln), аспартат (Asp), глутамат (Glu), лизин (Lys), аргинин (Arg), гистидин (His), пролин (Pro).
Свойства аминокислотАминокислоты обладают следующими свойствами:
2. ПептидыПептиды — это короткие цепочки аминокислот, соединённых пептидными связями. Они образуются в результате реакции конденсации между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты.
Структура пептидовПептидная связь образуется между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой аминокислоты:H2N-CH(R1)-CO-NH-CH(R2)-COOH → H2N-CH(R1)-CONH-CH(R2)-COOH + H2O
Пептид состоит из нескольких аминокислот, связанных пептидными связями:H2N-CH(R1)-CONH-CH(R2)-CONH-CH(R3)-COOH и т. д.
Длина пептидной цепи может варьироваться от двух до нескольких десятков аминокислот. Короткие пептиды называются олигопептидами, а длинные — полипептидами.
Функции пептидовПептиды выполняют различные функции в организме:
Пример пептида: глутатион (γ-глутамилцистеинилглицин) — антиоксидантный пептид, который защищает клетки от свободных радикалов.
3. Применение аминокислот и пептидовАминокислоты и пептиды широко используются в различных областях:
Вопросы для самоконтроля
Решение задачЗадача 1. Напишите формулу аминокислоты, содержащей аминогруппу, карбоксильную группу и углеводородный радикал, состоящий из одного атома углерода.Решение: Формула аминокислоты с одним атомом углерода в радикале: H2N-CH2-COOH. Это аминокислота глицин.
Задача 2. Сколько пептидных связей содержится в пептиде, состоящем из трёх аминокислот?Решение: В пептиде из трёх аминокислот содержится две пептидные связи:H2N-CH(R1)-CONH-CH(R2)-CONH-CH(R3)-COOH.