Реферат: Свойства и роль в биохимических процессах аминокислот, входящих в состав белковых молекул

Реферат по дисциплине: «Биохимия» выполнила:

Министерство охраны здоровья Украины

Национальный фармацевтический университет

Харьков – 2004

Аминокислоты – это класс органических соединений, содержащих одновременно карбоксильные и аминогруппы. Обычно аминокислоты растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителя. В нейтральных водных растворах аминокислоты существуют в виде биполярных ионов (цвиттерионов) и ведут себя как амфотерные соединения, т.е. проявляются свойства и кислот, и оснований.

В природе существует свыше 150 аминокислот, но только около 20 важнейших аминокислот служат мономерами для построения белковых молекул. Порядок включения аминокислот в белки определеятся генетическим кодом.

Именно об этих 20 аминокислотах и будет идти речь дальше. Их общие свойства известны хорошо и описаны практически в каждом учебнике по биохимии. Однако частные свойства, характерные только для той или иной аминокислоты затрагиваются мало, и именно они будут рассмотрены. Для удобства все данные представлены в виде таблицы.

Таблица 1.

Название аминокислоты	Роль в структуре и свойствах белков	Роль в метаболизме (заменимая незаменимая)
Аланин (α- аминопропионовая кислота)	Участвует в стабилизации 3-й и 4-й структуры за счёт гидрофобных взаимодействий; участвует в формировании α-спирали	Заменимая аминокислота. Играет большую роль в обмене азотистых соединений. Исходное соединение в синтезе каучуков, каратиноидов, углеводов, липидов и др.
Аргинин (α-амино-δ-гуанидинвалери- ановая кислота)	Обладает ярко выраженными основными свойствами, что обеспечивает основный характер белков. В белках её содержится довольно много, особенно в гистонах и протаминах клеточный ядер. Способна к образованию ионных и водородный связей, стабилизирую вторичную и третичную структуры белка.	Данная аминокислота может синтезироваться в организме человека, однако скорость её синтеза, особенно при активном росте может быть недостаточна, что приводит к необходимости введения её из вне. Т.е. аргинин находится на границе между заменимыми и незаменимыми аминокислотами. Участвует в синтезе мочевины ( орнитиновый цикл ) и других процессах азотистого обмена.
Аспарагин	Амид дикарбоновой кислоты, обладает основными свойствами, что делает белок некислым. Способен к образованию ионных и водородных связей.	Заменимая аминокислота. Путём образования аспаргина из аспаргиновой кислоты в организме связывается токсический аммиак. Принимает участие в реакция переаминирования.
Аспарагиновая (аминоянтарная) кислота	Из всех природных аминокислот у неё наиболее выражены кислотные свойства, явл. важной составной частью белков. Обеспечивает гидрофильные свойства белков. Способна образовывать ионные и водородные связи.	Заменимая аминокислота. Участвует в реакциях переаминирования. Играет важную роль в обмене азотсодержащих веществ. Участвует в образование мочевины , пиримидиновых оснований.
Валин (α-аминовалериановая кислота, α-амино-β-метилмасляная кислота)	Входит в состав практически всех белков. Особенно много в альбумина, казеине, белках соединительной ткани. Придает белкам гидрофобные свойства, т.к. содержит углеводородный радикал.	Незаменимая аминокислота. Служит одним из исходных веществ при биосинтезе пантотеновой кислоты (витамин В3 ) и пеницилина.
Гистидин (α-амино-β-имидазолилпропио-новая кислота)	Преобладают основные свойства, содержится почти во всех белках.	Для многих животных-незаменимая аминокислота. Исходное вещество при биосинтезе гистамина и биологически активных пептидов мышц – карнозина и анзерина.
Глицин (аминоуксусная кислота)	Участвует в организации 3-й и 4-й структуры; препятствует α-спирали; формирует изгиб β-цепи	Заменимая нейроактивная аминокислота; участвует в синтезе глутатиона, порфирина, креатина гликолевой и гиппуровой кислот, пуриновых оснований.
Глутамин	Является постоянной составной частью тканей животных, особенно много в протаминах и гистонах, т.е. обеспечивает основный характер белков. Способен к образованию ионных и водородных связей.	Заменимая аминокислота. Играет важную роль в азотистом обмене. Путём образования глутамина из глутаминовой кислоты в организме растений и многих животных обезвреживается токсический аммиак. Участвует в биосинтезе пуриновых оснований.
Глутаминовая (α-аминоглутаровая) кислота	Обладает слабокислыми свойствами, придает белкам гидрофильные свойства. Способна к образованию ионных и водородных связей.	Заменимая аминокислота. Играет важную роль в азотистом обмене ( перенос аминогрупп, связывание токсического для организма аммиака ).
Изолейцин (α-амино-β-метилвалериановая кислота)	Придает белкам гидрофобные свойства благодаря наличию углеводородного радикала. Установлено, что N-концевой изолейцин в молекуле α-химотрепсина участвует в осуществлении каталитического акта.	Незаменимая аминокислота При брожении может служить источником сивушных масел..
Лейцин (α-аминоизокапроновая кислота)	В организмах – в состав всех белков. Придает белкам гидрофобные свойства благодаря наличию углеводородного радикала.	Незаменимая аминокислота. При брожении может служить источником сивушных масел.
Лизин	Выраженные основные свойства, что обуславливает основный характер белка. Способен к образованию ионных и водородных связей.	Незаменимая аминокислота.
Метионин (α-амино-γ-метилтиомасляная кислота)	Остаток метионина в молекулах белков, по-видимому, не играет существенной функциональной роли, содержание его в белках, как правило не велико. Однако метионин занимает ключевое положение на начальных этапах биосинтеза белка, образуя специфические комплексы с т-РНК и являясь инициатором синтеза полипептидной цепи.	Незаменимая аминокислота. Служит в организме донором метильных групп при биосинтезе холина, адреналина и многих других биологически важных веществ, а также источником серы при биосинтезе цистеина.

Пролин (пирролидин-2-кардоноваякислота	Пролин влияет на характер укладки полипептидной цепи белка при формировании его третичной структуры.	Заменимая аминокислота. Является предшественником оксипролина.
Серин (α-амино-β-оксипропионовая кислота)	Группа –ОН серина способна участвовать в образовании водородных связей, стабилизируя вторичную и третичную структуры белка. Кроме того остаток серина в полипептидной цепи белка способен вступать в реакции нуклеофильного замещения, приводящие к образованию ковалентного промежуточного соединения. Благодаря этому серин входит в состав активного центра некоторых ферментов.	Заменимая аминокислота. Играет важную роль в проявление каталитической активности многих расщепляющих белки ферментов. Входит в состав некоторых сложных липидов.
Тирозин (α-амино-парагидроксифенил- пропионовая кислота)	Участвует в образовании водородных связей. В молекуле гемоглобина остаток тирозина в 140 и 145 положении обеспечивает связывание О2. Ковалентная модификация тирозина в структуре белков ведёт к изменению их физиологической активности.	Заменимая аминокислота. В организме человека и животных – исходное вещество для синтеза гормонов щитовидной железы, адреналина и др.
Треонин (α-амино-β-оксимасляная кислота)	Может участвовать в образовании водородных связей. Оксигруппа треонина служит местом присоединения сахарных колец в гликопротеидах.	Незаменимая аминокислота, потребность в которой особенно высока у растущего организма.
Триптофан	Способствует образованию α-спирали белка, т.е. формирует его вторичную структуру. Водородный атом у азота пиррольного кольца обладает свойствами образовывать связи с плоскими молекулами, а также с группами, локализованными внутри глобул белков.	Незаменимая аминокислота. Используется клетками млекопитающих для синтеза никотиновой кислоты ( витамин PP ) и серотонина, насекомыми – пигмента глаз. При гнилостных процессах в кишечнике из триптофана образуются скатол и индол.
Фенилаланин (α-амино-β-фенилпропионовая кислота)	Принимает участие в формировании вторичной структуры белков. В молекуле гемоглобина фенольное кольцо фенилаланина обеспечивает контакты с плоской структурой гема. Фенольная боковая цепь остатка фенилаланина в ферментах и белковых субстратах участвует в гидрофобных взаимодействиях, обеспечивая образование фермент-субстратного комплекса.	Незаменимая аминокислота. Является предшественником тирозина.
Цистеин (α-амино-β-тиопропионовая кислота)	Благодаря наличию –SH группы способен образовывать дисульфидные мостики, тем самым стабилизирую вторичную и третичную структуры белков.	Цистеин важен для проявления биологической активности многих ферментов, белковых гормонов. В организме легко превращается в цистин.

Список литературы

1. Березин И.В., Савин Ю.В. Основы биохимии: учебное пособие – М: Издательство МГУ, 1990 – 254с.

2.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия – М: Медицина, 1998 – 704 с.

3. Біологічна хімія: практикум /.під ред. Гонського Я.І. – Тернопіль:Укрмед книга,2001 – 288с.

4. Біохімія: підручник / Кучеренко М.Є., Бабенюк Ю.Д.,

Васильєв О.М., Виноградова Р.П. та інші – К: Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет”, 2002 – 480с

5. Вороніна Л.М. та інші Біологічна хімія – Х: Основа; Видавництво УарФА, 1999 – 640с.