Ամինաթթու

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
D+L-Alanine.gif

Ամինաթթուները հետերոֆունկցիոնալ միացություններ են,որոնց կազմի մեջ մտնում են մեկ կամ մի քանի ամինա և կարբօքսիլ խմբեր:Ամինաթթուները ունեն կարևոր նշանակություն բոլոր կենսաբանական համակարգերի համար:Նրանցից շատերն ունեն կարգավորիչ ֆունկցիա զանազան հյուսվածքներում:Արոմատիկ ամինաթթուների ներկայացուցիչները (բենզոլի ածանցյալները) մտնում են մի շարք կյանքի համար անհրաժեշտ միացությունների կազմի մեջ և կիրառվում են որպես դեղանյութեր:Օրինակ ,պարաամինաբենզոաթթուն (ՊԱԲԹ) որոշ բակտերիաներ օգտագործում են տետրահիդրաֆոլաթթվի (վիտամին) սինթեզի համար:

Սուլֆանիլամիդ
Պարաամինաբենզոաթթու

Սուլֆա-դեղանյութերը (սուլֆանիլամիդները) նման են ՊԱԲԹ-ին և գործում են շնորհիվ այդ նմանությանը:Սուլֆանիլամիդների կիրառման պայմաններում մանրէները ՊԱԲԹ-ի փոխարեն սկսում են օգտագործել սուլֆամիացությունները և մահանում են ֆոլաթթվի անբավարարության զարգացման հետևանքով:Որոշ արոմատիկ ամինաթթուների էսթերներ առաջացնում են տեղային անզգայացում.այդ հատկությունը առավել արտահայտված է պարա-ածանցյալների մոտ:Բժշկության մեջ լայն կիրառում ունեն անեսթեզինը (պ-ամինաբենզոաթթվի էթիլ էսթեր) և նովոկաինը (ՊԱԲԹ-ի դիէթիլամինաէթիլ էսթեր):

Անեսթեզին
Նովոկաին

Ամինաթթուների առավել կարևոր դերը կայանում է նրանում,որ սպիտակուցները,որոնք կենդանի օրգանիզմներում,կատարում են բազմաթիվ ֆունկցիաներ (կարգավորիչ,կատալիտիկ,պաշտպանողական,տրանսպորտային,ռեցեպտոր,կառուցվածքային և այլն),կազմված են ամինաթթուներից:Մի շարք անտիբիոտիկներ,հորմոններ և տոքսիններ նույնպես ունեն պեպտիդ-սպիտակուցային կաուցվածք:Պեպտիդները և սպիտակուցները α-ամինաթթուներից կառուցված բարձրամոլեկուլյար միացություններ են:Սպիտակուցների կազմի մեջ մտնող ամինաթթուները բոլորը Լ-շարքի α-ամինաթթուներ են,այսինքն ամին և կարբօքսիլ խմբերը գտնվում են նույն ածխածնի մոտ և ամինաթթուները տարբերվում են միայն ռադիկալների կառուցվածքով:

Այժմ գոյություն ունեն ամինաթթուների մի շարք դասակարգումներ՝ ըստ ածխածնաին շղթայի կառուցվածքի,ամինախմբի դիրքի,կարբօքսիլ- և ամինախմբերի քանակի,ստերեոիզոմերների,կենսաբանական դերի և այլն:Օրինակ,ըստ ամինախմբի դիրքի տարբերում են α,β,γ և այլն ամինաթթուներ:

α-ալանին (Ալա),α-ամինապրոպիոնաթթու,2-ամինապրոպանաթթու
β-ալանին

ըստ կարբօքսիլ և ամինախմբերի քանակի՝ թթվային,հիմնային և չեզոք:

Գլիցին (չեզոք)
Լիզին (հիմնային,Լիզ),2,6-դիամինհեքսանաթթու
Գլուտամինաթթու (թթվային)


Ըստ կենսաբանական դերի ամինաթթուները բաժանվում են երկու խմբի՝ փոխարինելի և անփոխարինելի (ոչ էսենցիալ և էսենցիալ):Կենդանի օրգանիզմի ամինաթթվային պահանջը բավարարվում է երկու ճանապարհով.

  • 1.օրգանիզմում որոշ ամինաթթուներ սինթեզվում են համապատասխան կետոթթուներից (այդ պրոցեսը կոչվում է սինթեզ de novo),
  • 2.ամինաթթուները առաջանում են սննդամթերքի սպիտակուցների հիդրոլիզից:Այն ամինաթթուները,որոնք կարող են սինթեզվել կենդանի օրգանիզմում,կոչվում են փոխարի նելի,մնացած ամինաթթուները կոչվում են անփոխարինելի և օրգանիզմում չեն սինթեզվում:Անփոխարինելի ամինաթթուների խմբին են պատկանում վալինը,լեյցինը,իզոլեյցինը,տրեոնինը,մեթիոնինը,ֆենիլալանինը,տրիպտոֆանը:Բնության մեջ հայտնաբերված մոտ 300 ամինաթթուներից միայն 20 (22) են մտնում սպիտակուցների կազմի մեջ:Պինդ վիճակում և ջրային լուծույթներում չեզոքին մոտ pH-ի պայմաններում α-ամինաթթուները գտնվում են ներքին աղերի ձևով:
Երկբևեռ (բիպոլյար) իոն

Սպիտակուցների կազմի մեջ մտնող α-ամինաթթուները ջրում լավ լուծվող,բարձր հալման ջերմաստիճան ունեցող բյուրեղային նյութեր են:Որոշ ներկայացուցիչները քաղցրահամ են (գլիցինը),մի մասը անհամ,իսկ,օրինակ L-գլուտամինաթթուն պայմանավորում է մսի յուրահատուկ համը:Կարևոր նշանակություն ունի այն փաստը,որ բավականին հաճախ սպիտակուցների սինթեզը ավարտելուց հետո սպիտակուցի կազմում որոշ ամինաթթուներ ենթարկվում են մոդիֆիկացիայի:Դրանով է պայմանավորված սպիտակուցների հիդրոլիզատներում քսանից ավելի ամինաթթուների առկայությունը:

Ամինաթթուների ստերեոիզոմերիա[խմբագրել]

Քանի որ α-ածխածինը ասիմետրիկ է (խիրալ կենտրոն է),α-ամինաթթուները (գլիցինի բացառությամբ) գոյություն ունեն տարբեր կոնֆիգուրացիոն ստերեոիզոմերների ձևով՝ L և D α-ամինաթթուների ձևով:α-ամինաթթուների,ինչպես և օքսիթթուների կոնֆիգուրացիան,որոշվում է կոնֆիգուրացիոն ստանդարտների օգնությամբ:Ամինաթթուների բանաձը նույնպես ընդունված է գրել Ֆիշերի կառուցվածքային բանաձևերով:

L-D-Ալանին

Մի շարք ամինաթթուներ ունեն մեկից ավելի խիրալ կենտրոն.օրինակ իզոլեյցինը,տրեոնինը,4-հիդրօքսիպրոլինը նույնպես ունեն երկու խիրալ կենտրոն և համապատասխանաբար չորս դիաստերեոմերներ:

Կենդական օրգանիզմներում սպիտակուցների կազմի մեջ մտնում են միայն L-շարքի ամինաթթուներ,մանրէների մոտ հանդիպում են նաև D-շարքի ներկայացուցիչներ:

Ամինաթթուների անվանակարգը[խմբագրել]

Ամինաթթուները անվանվում են համաձայն սիստեմատիկ անվանակարգի կանոնների,սակայն սովորաբար օգտագործում են ամինաթթուների կիրառական,այսպես կոչված,տրիվիալ կամ գործածական անունները և հապավումները:

Ասպարագինաթթու (Ասպ),ամինասաթաթթու,2-ամինբութանդիթթու

Սպիտակուցների կազմի մեջ մտնող ամինաթթուների ռադիկալները և անվանակարգը:

Ամինաթթուներ
R-ի կառուցվածքը Անվանումը Ամինաթթվային ռադիկալների կրճատ անվանումը
Ալիֆատիկ
H- Գլիցին Գլի,Gly
CH3- Ալանին Ալա,Ala
(CH3)2CH- Վալին Վալ,Val
(CH3)2-CH-CH2- Լեյցին Լեյ,Leu
HO2CCH(NH2)CH(CH3)CH2CH3 Իզոլեյցին Իլե,Ile
OH խումբ պարունակող
-OH-CH2 Սերին Սեր,Ser
CH3-CHOH- Տրեոնին Տրե,Thr
COOH խումբ պարունակող
HOOC-CH2- Ասպարագինաթթու Ասպ,Asp
HOOC-CH2-CH2- Գլուտամինաթթու Գլու,Glu
NH2CO խումբ պարունակող
NH2CO-CH2 Ասպարագին Асн,Asn
NH2CO-CH2-CH2- Գլուտամին Гли,Gln
NO2 խումբ պարունակող
NH2-(CH2)3 Լիզին Լիզ,Lys
(NH-C(NH2)NH(CH2)3CH(NH2)-COOH) Արգինին Արգ,Arg
Ծծումբ պարունակող
HS-CH2- Ցիստեին Ցիս,Cys
CH3-S-CH2-CH2- Մեթիոնին Մեթ,Met
Արոմատիկ
C6H5CH2CH(NH2)COOH Ֆենիլալանին Ֆեն,Phe
Թիրոզին
Թիրոզին Թիր,Tyr
Հետերոցիկլիկ
Տրիպտոֆան
Տրիպտոֆան Տրի,Trp
Հիստիդին
Հիստիդին Գիս,His
Իմինաթթու
Պրոլին
Պրոլին Պրո,Pro


Սպիտակուցի սինթեզին մասնակցող ամինաթթուների ժամանակակից դասակարգումը հիմնված է ամինաթթուների ռադիկալների հատկությունների վրա:Ըստ ռադիկալների կառուցվածքային յուրահատկությունների սպիտակուցների կազմի մեջ մտնող ամինաթթուները բաժանվում են երկու հիմնական խմբերի՝ հիդրոֆիլ և հիդոֆոբ:Հիդրոֆիլ ամինաթթուները իրենց հերթին բաժանվում են երկու խմբի՝ լիցքավորված (դրական և բացասական) և բևեռացված չլիցքավորված ամինաթթուների:Դրական լիցքավորված ամինաթթուների խմբին են պատկանում արգինինը,լիզինը և հիստիդինը,բացասական լիցքավորվածների՝ ասպարագինաթթուն և գլուտամինաթթուն:Բևեռացված չլիցքավորված ամինաթթուների խմբին են պատկանում սերինը,ցիստեինը,թիրոզինը,տրեոնինը,գլուտամինը,ասպարագինը:Հիդրոֆոբ ամինաթթուներն են ալանինը,մեթիոնինը,վալինը,լեյցինը,իզոլեյցինը,տրիպտոֆանը,ֆենիլալանինը:

Սպիտակուցների հիդրոլիզատներում հաճախ հայտնաբերվում են մի շարք այլ ամինաթթուներ:Դա պայմանավորված է նրանով,որ բավականին հաճախ սպիտակուցների սինթեզը ավարտելուց հետո սպիտակուցի կազմում որոշ ամինաթթուներ ենթարկվում են մոդիֆիկացիաների,առաջացնելով մի շարք նոր,տվյալ սպիտակուցների ֆունկցիաները կատարելու համար կարևոր ամինաթթուներ:Օրինակ՝ կոլագեն սպիտակուցում պրոլինի հիդրօքսիլացման հետևանքով առաջանում է 4-հիդրօքսիպրոլին,բոլոր սպիտակուցների երրորդային կառուցվածքի ձևավորման ժամանակ ցիստեինի օքսիդացման շնորհիվ առաջանում է ցիստին,մակարդելիությանը մասնակից պրոտրոմբին սպիտակուցի կազմում գլուտամինաթթուն ենթակվումէ կարբօքսիլացման γ-կարբօքսիգլուտամինաթթվի առաջացումով և այլն:

Ամինաթթուների թթվահիմնային հատկությունները[խմբագրել]

Ջրային լուծույթներում ամինաթթուները գտնվում են բիպոլյար,կատիոնային և անիոնային ձևերի հավասարակշիռ խառնուրդի ձևով:Հավասարակշիռ վիճակը կախված է միջավայրի pH-ից:

NH3+-CH(R)-COOH(Կատիոնային ձև)+H+→NH3+-CH(R)-COO-(Երկբևեռ իոն)→NH2-CH(R)-COO-(Անիոնային ձև)

Լրիվ պրոտոնացված α-ամինաթթուն (կատիոնային ձևը) ըստ Բրենստեդի,երկհիմն թթու է,ենթարկվում է աստիճանական դիսոցման և ունի դիսոցման հաստատունի երկու արժեք՝ pKa1 և pKa2:pKa1,որի մեծությունը տատանվում է 1-3 սահմաններում,բնութագրում է կարբօքսիլ խմբի թթվային հատկություններ:pKa2 բնութագրում է ամոնիումային խմբի թթվայնությունը և գտնվում է 9-ից մինչև 10 տիրույթում:

pH-ի այն արժեքը,որի դեպքում բիպոլյար իոնների կոնցենտրացիան առավելագույնն է,իսկ կատիոնային և անիոնային ձևերի մինիմալ կոնցենտրացիաները հավասարվում են,կոչվում են իզոէլեկտրիկ կետ (pl):

pl=1/2(pKa1+pKa2)

Իզոէլեկտրիկ կետում α-ամինաթթուների մոլեկուլների գումարային լիցքը հավասար է զրոյի:Բիպոլյար իոնները չեն տեղաշարժվում էլեկտրական դաշտում:Եթե միջավայրի pH-ը ցածր է ամինաթթվի pl-ից,ամինաթթուն գտնվում է կատիոնային ձևով և շարժվում է դեպի կատոդ,եթե բարձր է՝ ապա անիոնային ձևով և շարժվում է դեպի անոդ:Այս հատկության վրա է հիմնված ամինաթթուների բաժանումը էլեկտրաֆորեզի եղանակով:

Ամինաթթուների առաջացման եղանակները[խմբագրել]

Օրգանիզմում ամինաթթուները հիմնականում առաջանում են պեպտիդների և սպիտակուցների հիդրոլիզի արդյունքում:Սպիտակուցների մարսողությունը աղեստամոքսային տրակտում և քայքայումը հյուսվածքներում կատարվում են մի շարք ֆերմենտների (պեպսին,տրիպսին,խիմոտրիպսին,կատեպսիններ և այլն) մասնակցությամբ:

Հիդրոլիզի կարող է կատարվել ինչպես ֆերմենտների,այնպես էլ թթուների և հիմքերի ազդեցության պայմաններում:Լաբորատոր պայմաններում լայն կիրառում ունի թթվային հիդրոլիզը:

H2N-CH(R1)-CO-NH-CH(R2)-CO-NH-CH(R3)-CO-NH-CH(R4)-CO-→H2N-CH(R1)-CO-OH+H2N-CH(R2)-CO-OH+H2N-CH(R3)-CO-OH+....

Ամինաթթուների կենսասինթեզը կետոթթուներից ընթանում է երկու հիմնական եղանակներով՝

ա)տրանսամինացման,որը հիմնական բիոսինթետիկ ուղին է:Տրանսամինացման ընթացքում կետոթթուն (α-կետոգլուտարաթթուն) ընդունում է ամինախումբ որևէ ամինաթթվից,վերածվելով համապատասխան ամինաթթվի:

Տրանսամինացման ռեակցիա

Պրոցեսը կատարվում է տրանսամինազ ֆերմենտների մասնակցությամբ:Որպես կոնֆերմենտ մասնակցում է պիրիդօքսալֆոսֆատը:

Պիրիդօքսալֆոսֆատ

Այս պրոցեսում պիրիդօքսալֆոսֆատը ծառայում է որպես ամինախմբի պահեստարան,որպեսզի հետագայում փոխանցի այն որևէ կետոթթվի:Ռեակցիան ընթանում է երկու փուլով:Առաջին փուլում տեղի է ունենում որևէ ամինաթթվի փոխազդեցություն ֆերմենտի հետ և ամինախմբի տեղափոխում կոնֆերմենտի վրա:

Երկրորդ փուլում պիրիդօքսալֆոսֆատը փոխազդում է որևէ կետոթթվի հետ,փոխանցելով ամինախումբը նրա վրա:

Փաստորեն տեղի է ունենում վերամինացում,կամ երկու ֆունկցիոնալ խմբերի՝ կետոթթվի կարբոնիլ և ամինաթթվի ամինախմբի փոխանակում:

բ)չհագեցած թթվի և ամիոնիակի փոխազդեցության արդյունքում (β-ամինաթթուների առաջացնում α,β-չհագեցած կարբոնաթթուներից):

R-CH=CH-COOH+NH3→R-CH(NH2)-CH2-COOH

գ)α-կետոթթուների վերականգնիչ ամինացում,որը կատարվում է ֆերմենտատիվ եղանակով,որպես կոնֆերմենտ հանդես է գալիս NADH+H+:

HOOC-CH2-CH2-CO-COOH→HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH

2.Կարբոնաթթուներից հալոգենացման և հետագա ամոնոլիզի ճանապարհով:

R-CH(Br)-COOH+NH3→R-CH(NH2)-COOH

3.Ցիանհիդրինային սինթեզի եղանակով:

Ցիանհիդրինային սինթեզ

Ամինաթթուների քիմիական հատկությունները[խմբագրել]

Ամինաթթուներին բնորոշ են բոլոր այն քիմիական հատկությունները,որոնք պայմանավորված են ամինա և կարբօքսիլ խմբերով:Շնորհիվ իրենց կազմի մեջ մտնող ամինա- և կարբօքսիլ խմբերի ամինաթթուները հանդիսանում են ամֆոտեր միացություններ,հետևաբար,առաջացնում են աղեր և՜ թթուների,և՜ հիմքերի հետ փոխազդելիս:


α-հետերոֆունկցիոնալ միացությունները,այդ թվում և ամինաթթուները հակված են խելատային կոմպլեքս միացությունների առաջացման և մեղմ պայմաններում առաջացնում են լավ բյուրեղացվող պղնձի՝ Cu(II) ներկոմպլեքսային աղեր:Դա պայմանավորված է երկու գործոններով՝ ա)կայուն հինգ և վեց անդամանի ցիկլերի առաջացման ձգտումով և բ)ֆունկցիոնալ խմբերի փոխադարձ ազդեցության շնորհիվ յուրաքանչյուր խմբի ռեակցիոնունակության բարձրացումով:

Սպիրտների հետ փոխազդելիս ամինաթթուները առաջացնում են բարդ էսթերներ,որոնք,ի տարբերություն ամինաթթուների,չունեն երկբևեռ կառուցվածք:Ամինաթթուների էսթերները լուծվում են օրգանական լուծիչներում,ցնդող են և այդ հատկության վրա է հիմնված ամինաթթուների բաժանման (առաջին անգամ առաջարկվել է Ֆիշերի կողմից 1901թ) էսթերային եղանակը:Ժամանակակից գազհեղուկային քրոմատոգրաֆիկ եղանակները նույնպես հիմնված են այդ հատկության վրա:

1.Ամինաթթուների կարևորագույն հատկություններից է պեպտիդների առաջացումը:

Պեպտիդների առաջացումը

2.միջմոլեկուլային դեհիդրատացում α-ամինաթթուների միջև,ցիկլիկ դիպեպտիդների (դիկետոպիպերազինների) առաջացումով:

Դիկետոպիպերազին

3.Ամինաթթուների դեզամինացման եղանակները զանազան են և պայմանավորված են կենսաբանական համակարգերում գործող ֆերմենտների բնույթով:Մանրէների մոտ կատարվում է β-ամինաթթուների ներմոլեկուլային դեզամինացում:Կարևոր նշանակություն ունի ասպարագինաթթվի դեզամինացումը,որը կատարվում է այս մեխանիզմով ասպարտազ ֆերմենտի ազդեցությամբ ֆումարաթթվի առաջացումով:

R-CH(NH2)-CH2-COOH→R-CH=CH-COOH+NH3

HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH→HO2CCH=CHCO2H+NH3

բ)Կաթնասունների մոտ ամոնիակը հիմնականում առաջանում է ամինաթթուների օքսիդացնող դեզամինացման ճանապարհով:Հյուսվածքների ֆիզիոլոգիական pH-ի պայմաններում առավել ակտիվ է ընթանում գլուտամինաթթվի ֆերմենտային դեզամինացումը գլուտամատդեհիդրոգենազ ֆերմենտի մասնակցությամբ:Ռեակցիայի առաջին փուլում օքսիդացման հետևանքով առաջանում է իմինաթթու,որը ինքնաբերաբար ենթարկվում է հիդրոլիզի,անջատելով ամոնիակ և վերածվելով կետոթթվի:

HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH→HOOC-CH2-CH2-CO-COOH

գ.հիդրօքսի խումբ պարունակող ամինաթթուները ենթարկվում են դեհիդրատացնող դեզամինացման (էլիմինացում-հիդրատացում),կետոթթուների առաջացումով:

CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH→H3C-CH=C(NH2)-COOH→H3C-CH2-C(=NH)-COOH→H3C-CH2-CO-COOH

Նման եղանակով է կատարվում ցիստեինի դեսուլֆհիդրինային դեզամինացումը:

4.Ամինաթթուներ դեկարբօքսիլացումը լաբորատոր պայմաններում,in vitro,կատարվում է բարձր ջերմաստիճանում Ba(OH)2 ներկայությամբ ամինների առաջացումով:Կենդանի օրգանիզմներում դեկարբօքսիլացումը ընթանում է դեկարբօքսիլազ ֆերմենտների մասնակցությամբ և արդյունքում առաջանում են բիոգեն ամիններ:

Հիստիդինի դեկարբօքսիլացումը

5.Ալդոլային ճեղքման եղանակով սերինից և տրեոնինից կարող է առաջանալ գլիցին:

H2C(OH)-CH(NH2)-COOH→H2C(NH2)-COOH+HCHO

6.γ և δ-ամինաթթուների ներմոլեկուլային դեհիդրատացման արդյունքում առաջանում են ցիկլիկ ամիդներ,լակտամներ:

Ցիկլիկ ամիդ (լակտամ)

Ամինաթթուների հայտնաբերման որակական ռեակցիաներ[խմբագրել]

α-Ամինաթթուների հայտնաբերման ընդհանուր,(ունիվերսալ) ռեակցա է նինհիդրինային ռեակցիան,որի արդյունքում առաջանում է կապտամանուշակագույն միացություն:

Նինհիդրինային ռեակցիայի մեխանիզմը

Ունիվերսալ ռեակցիաների խմբին է պատկանում նաև բիուրետային ռեակցիան,որը տալիս են մեկից ավելի պեպտիդային կապ ունեցող միացություններ:Հիմնային միջավայրում երկարժեք պղնձի (II) իոնները պեպտիդային կապի հետ փոխազդելով,առաջացնում են կապտամանուշակագույն կոմպլեքսներ:Ռեակցիան կոչվում է բիուրետային,քանի որ բիուրետը նույնպես տալիս է այս ռեակցիան:Գոյություն ունեն նաև ամինաթթուների հայտնաբերման մի շարք յուրահատուկ (սպեցիֆիկ),առանձին ամինաթթուների համար բնորոշ ռեակցաներ:Օրինակ,քսանտոպրոտեինային ռեակցիան,որի օգնությամբ հայտնաբերվում են արոմատիկ ցիկլեր պարունակող ամինաթթուները՝ խիտ ազոտական թթվով թիրոզինի վրա ազդելիս առաջանում է դեղին գունավորում ունեցող նիտրոմիացություն:

Քսանտոպրոտեինային ռեակցիա

Հիմք ավելացնելիս դեղին գույնը փոխվում է նարնջագույնի՝ կապված ֆենոլային հիդրօքսիլ խմբի իոնացման հետ (անիոնի մասնակցությունը զուգորդմանը ավելի մեծ է):Սպեցիֆիկ հայտնաբերման ռեակցիաների խմբին են պատկանում ծծումբ (SH-խումբ) պարունակող ամինաթթուների հայտնաբերման Ֆոլի ռեակցիան (ցիստեին),որի արդյունքում առաջանում է կապարի սուլֆիդի սև գույնի նստվածք:

CH2(SH)-CH(NH2)-COOH+2NaOH→CH2(OH)-CH(NH2)-COOH+Na2S+H2O

(CH3COO)2Pb+2NaOH→Pb(ONa)2+2CH3COOH

Na2S+Pb(ONa)2→PbS↓+4NaOH

Ամինաթթուների քանակական որոշման եղանակներ[խմբագրել]

Հաճախ անհրաժեշտ է լինում հետազոտվող լուծույթներում որոշել ամինաթթուների քանակը:Գոյություն ունեն մի շարք եղանակներ,որոնցից ավելի կիրառելի էին Վան-Սլայկի և Սերենսենի եղանակները:

1.Առաջին էությունը կայանում է նրանում,որ ազոտային թթվով ազդելիս ամինաթթուներից անջատվում է գազային ազոտ,որի ծավալը չափերով կարելի է որոշել ամինաթթուների կոնցենտրացիան լուծույթում (Վան-Սլայկի եղանակ):

R-CH(NH2)-COOH+HNO2→R-CH(OH)-COOH+N2↑+H2O

2.Սերենսենի կամ ֆորմոլ տիտրման եղանակ՝ ամինաթթուները ալդեհիդների հետ փոխազդելիս առաջացնում են տեղակալված իմիններ (ամինախումբը կապվում է),և հնարավոր է դառնում ազատ կարբօքսիլ խմբերը տիտրել հիմքով:

RCH(NH2)COOH + HCHO + KOH → RCH(NHCH2OH)COOK + H2O

Պեպտիդներ,սպիտակուցներ[խմբագրել]

Պեպտիդները և սպիտակուցները բիպոլիմերներ են,որոնց մոնոմերներ են հանդիսանում ամինաթթուները:Պայմանականորեն ընդունված է մինչև 50-100 ամինաթթվային մնացորդ ունեցող շղթան անվանել պեպտիդ,ավելի մեծ թվով ամինաթթուների դեպքում՝ սպիտակուց:Պոլիպեպտիդները իրենց հերթին բաժանում են օլիգոպեպտիդների (մինչև 10 ամինոթթվային մնացորդ) և պոլիպեպտիդների:Պեպտիդները և սպիտակուցները բնական կամ արհեստական ծագում ունեցող նյութեր են,որոնցում ամինաթթուները կախված են միմյանց հետ պեպտիդային կապով:

Սպիտակուցներում և պեպտիդներում ազատ ամինախումբ կրող ծայրը անվանվում է N-ծայրային և համարվում շղթայի սկիզբը (ձախ ծայրը),ազատ կարբօքսիլ խումբ կրող ծայրը անվանվում է C-ծայրային և համարվում է շղթայի վերջը (աջ ծայրը):Պեպտիդների անվանումը սկսվում է N-ծայրից:Բոլոր ամինաթթվային մնացորդների,բացի C-ծայրային ամինաթթվից,անվան <<-ին>> վերջավորությունը փոխվում է <<-իլ>>-ով,օրինակ ալանին,ֆենիլալանին և հիստիդին ամինաթթուներից կազմված պեպտիդը կանվանվի ալանիլֆենիլալանիլհիստիդին:

Օրինակ երեք ամինաթթվային մնացորդից կարելի է կազմել 6 տարբեր պեպտիդ,իսկ ութ ամինաթթուներից կազմված հնարավոր պեպտիդների թիվը հասնում է 40000:Ամինաթթուների հաջորդականությունը պեպտիդներում և սպիտակուցներում ապահովում է այդ միացությունների յուրահատկությունները և ապացուցում սերտ կապը կառուցվածքի և ֆունկցիայի միջև:Օրինակ,ասպարտամի (ասպարտիլֆենիլալանինի մեթիլ էսթեր) յուրահատուկ կառուցվածքով է (կազմված է Լ-ամինաթթուներից) պայմանավորված նրա բացառիկ քաղցր համը:

Ասպարտամ

Այլ ստերեոքիմիական շարքի պատկանող ամինաթթուների ցանկացած համադրության դեպքում ստացվում են շատ ավելի անհամ միացություններ:Նույն ամինաթթուներից կազմված տարբեր հաջորդականություն ունեցող միացությունների հատկությունները զգալիորեն տարբերվում են:Բայց,սովորաբար,այդ բազմությունից միայն մեկ տարբերակն է դրսևորում բարձր կենսաբանական ակտիվություն:Սպիտակուցների և պեպտիդների առաջնային կառուցվածքը պայմանավորված է ամինաթթվային հաջորդականությամբ,որը կարելի է որոշել շղթայի որևէ ծայրից ամինաթթուները հաջորդաբար անջատելով:

Սպիտակուցների և պեպտիդների առաջնային կառուցվածքի որոշման եղանակները[խմբագրել]

Սպիտակուցների և պեպտիդների առաջնային կառուցվածքի որոշման առաջին եղանակներից մեկը Սենջերի կողմից մշակված պեպտիդային շղթայի N-ծայրային ամինաթթվի որոշման եղանակն է:Առաջին փուլում պոլիպեպտիդային շղթան (սպիտակուցը) փոխազդում է դինիտրոֆտորբենզոլի (ԴՆՖԲ) հետ,անջատվում է HF և դինիտրոբենզոլը (ԴՆԲ) միանում է շղթայի N-ծայրային ամինաթթվին:Երկրորդ փուլում անց է կացվում հիդրոլիզ,առաջանում է ամինաթթուների խառնուրդ,որում միայն N-ծայրային ամինաթթուն է հանդիսանում ԴՆԲ-ածանցյալ:Երրորդ փուլում կատարվում է նշակիր ամինաթթվի ԴՆԲ-ածանցյալի իդենտիֆիկացում:


Երկրորդ եղանակը՝ Էդմանի եղանակն է,որն ավելի լայն կիրառում ունի,քանի որ ավելի շահավետ է և ռացիոնալ:Այս մեթոդում որպես <<նիշ>> օգտագործվում է ֆենիլիզոթիոցիանատը:Փուլերի հաջորդականությունը համարյա նույնն է՝ նիշի միացում (1),որի հետևանքով առաջանում է N-ծայրային ամինաթթվի ֆենիլթիոգիդանտոինային (ՖԹԳ) ածանցյալ,ամինաթթվի ածանցյալ անջատում (2) և իդենտիֆիկացում (3):


Առաջնային կառուցվածքի որոշման համար կիրառվում են նաև բազմաթիվ այլ եղանակներ,որոնց էությունը նույնն է:Պեպտիդային կապը իրենից ներկայացնում է եռկենտրոն զուգորդված համակարգ,որում C-N կապերի շուրջ պտույտ չի կատարվում:Սպիտակուցների համար հայտնի են ավելի բարդ կառուցվածքներ՝ երկրորդային կառուցվածք՝ α-պարույր կամ β-կառուցվածք (ծալքավոր կառուցվածք),երրորդային կառուցվածք,չորրորդային կառուցվածք:

α-պարույրի յուրաքանչյուր պտույտ՝ <<փոքր քայլ>>,պարունակում է միջին թվով 3,6 ամինաթթվային մնացորդ,որոնք ջրածնական կապերով կապված են վեր և վար գտնվող պեպտիդային շղթայի հատվածների հետ:α-պարույրի մեծ քայլը կազմված է հինգ <<փոքր քայլերից>>,կամ 18 ամինաթթվային մնացորդից:


β-կառուցվածքը լինում է զուգահեռ և հակազուգահեռ:Այդ կառուցվածքը առաջանում է սպիտակուցը կազմող տարբեր (հարևան) շղթաների միջև ջրածնական կապերի շնորհիվ,և բնորոշ է ֆիբրիլյար սպիտակուցներին:


Սպիտակուցների կենսաբանական ակտիվությունը պայմանավորված է նրանց երրորդային և չորրոդային կառուցվածքով:

Երրոդային կառուցվածքը ավելի բարդ է՝ դա α-շղթայի կամ β-ստրուկտուրայի տարածական դասավորվածությունն է:Հիմնականում տարբերում են կծիկաձև (գլոբուլյար) և թելաձև (ֆիբրիլյար) երրորդային կառուցվածք:Երրորդային կառուցվածքի ձևավորմանը մասնակցում են կովալենտ դիսուլֆիդային կապը (ցիստին ամինաթթուների միջև՝ օքսիդացման հետևանքով) և չորս տիպի ոչ կովալենտ փոխազդեցություններ:

Դիսուլֆիդային կապեր (<<կամրջակներ>>) կարող են առաջանալ ինչպես նույն սպիտակուցի տարբեր հատվածներում գտնվող ցիստեինների միջև,այնպեսլ էլ տարբեր պոլիպեպտիդային շղթաների միջև:Օրինակ,ինսուլինում,գլյուկոզի փոխանակությունը կարգավորող սպիտակուցային բնույթի հորմոնեւոմ,երեք դիսուլֆիդային կապերից երկուսը կապում են միմյանց հետ A (21 ամինաթթվային մնացորդ) և B (30 ամինաթթվային մնացորդ) շղթաները,իսկ երրորդը առաջանում է A շղթայի վեցերորդ և տասնմեկերորդ դիրքերում գտվող ցիստեինների միջև: