Les acides aminés, dont les formules sont abordées dans le cours de chimie du lycée, sont des substances importantes pour le corps humain. Les protéines, constituées de résidus d'acides aminés, sont nécessaires au bon fonctionnement d'une personne.
Définition
Les acides aminés, dont les formules seront discutées ci-dessous, sont des composés organiques dont les molécules contiennent des groupes amino et carboxyle. Carboxyle se compose d'un groupe carbonyle et d'un groupe hydroxyle.
Vous pouvez considérer les acides aminés comme des dérivés d'acides carboxyliques, où l'atome d'hydrogène est remplacé par un groupe amino.
Caractéristiques des propriétés chimiques
Les acides aminés, dont la formule générale peut être représentée par CnH2nNH2COOH, sont des composés chimiques amphotères.
La présence de deux groupes fonctionnels dans leurs molécules explique la possibilité que ces substances organiques présentent des propriétés basiques et acides.
Leurs solutions aqueuses ont les propriétés des solutions tampons. Un zwitterion est une molécule d'acide aminé où le groupe amino est NH3+ et le carboxyle est -COO-. Une molécule de ce type a un moment dipolaire important, alors quela charge totale est nulle. Les cristaux de nombreux acides aminés sont construits sur ces molécules.
Parmi les propriétés chimiques les plus importantes de cette classe de substances, on distingue les processus de polycondensation, à la suite desquels se forment des polyamides, notamment des protéines, des peptides, du nylon.
Les acides aminés, dont la formule générale est CnH2nNH2COOH, réagissent avec les acides, les bases, les oxydes métalliques, les sels d'acides faibles. Les interactions des acides aminés avec les alcools liés à l'estérification sont particulièrement intéressantes.
Caractéristiques de l'isomérie
Afin d'écrire les formules structurelles des acides aminés, nous notons que de nombreux acides aminés impliqués dans les transformations biochimiques contiennent un groupe amino en position a du groupe carboxyle. Un tel atome de carbone est un centre chiral et les acides aminés sont considérés comme des isomères optiques.
La formule structurelle des acides aminés donne une idée de l'emplacement des principaux groupes fonctionnels qui composent une substance donnée, par rapport à l'atome de carbone actif.
Les acides aminés naturels qui font partie des molécules de protéines sont des représentants de la série L.
Les isomères optiques des acides aminés sont caractérisés par une lente racémisation non enzymatique spontanée.
Caractéristiques des composés a
Toute formule de substances de ce type suppose l'emplacement du groupe amino au deuxième atome de carbone. 20 acides aminés, dont les formules sont envisagées même dans un cours de biologie scolaire, sont égalementappartiennent à cette espèce. Par exemple, ceux-ci comprennent l'alanine, l'asparagine, la sérine, la leucine, la tyrosine, la phénylalanine, la valine. Ce sont ces composés qui constituent le code génétique humain. En plus des connexions standards ? des acides aminés non standard, qui sont leurs dérivés, ont également été trouvés dans les molécules de protéines.
Classement par synthèse
Comment séparer les acides aminés essentiels ? Les formules de cette classe sont subdivisées selon la base physiologique en semi-remplaçables, capables d'être synthétisées dans le corps humain. Les composés ordinaires synthétisés dans tout organisme vivant sont également isolés.
Division pour les groupes radicaux et fonctionnels
La formule des acides aminés diffère par la structure du radical (groupe latéral). Il y a une division en molécules non polaires contenant un radical non polaire hydrophobe, ainsi qu'en groupes polaires chargés. Les acides aminés aromatiques sont considérés comme un groupe à part en biochimie: histidine, tryptophane, tyrosine. Selon les groupes fonctionnels, plusieurs groupes sont distingués. Les composés aliphatiques sont représentés par:
- composés monoaminomonocarboxyliques, qui peuvent être considérés comme la glycine, la valine, l'alanine, la leucine;
- substances oxymonocaminocarboxyliques: thréonine, sérine;
- monoaminocarboxylique: acide glutamique, aspartique;
- composés soufrés: méthionine, cystéine;
- substances diaminomonocarboxyliques: lysine, histidine, arginine;
- hétérocyclique: proline, histidine,tryptophane/
Toute formule d'acides aminés peut être écrite en termes généraux, seuls les groupes radicaux seront différents.
Définition qualitative
Afin de détecter de petites quantités d'acides aminés, une réaction à la ninhydrine est effectuée. Lors du chauffage d'acides aminés avec un excès de ninhydrine, un produit violet est obtenu si l'acide a un groupe a-amino libre, et un produit jaune est typique d'un groupe protégé. Cette méthode a une sensibilité élevée et est utilisée pour la détection colorimétrique des acides aminés. Sur sa base, la méthode de chromatographie de partage sur papier, introduite par Martin en 1944, a été créée.
La même réaction chimique est utilisée dans un analyseur automatique d'acides aminés. Le dispositif, créé par Moore, Shpakman, Stein, est basé sur la séparation d'un mélange d'acides aminés dans des colonnes remplies de résines échangeuses d'ions. De la colonne, le courant d'éluant entre dans le mélangeur, la ninhydrine y va également.
La teneur quantitative en acides aminés est jugée par l'intensité de la couleur résultante. Les lectures sont enregistrées par un colorimètre photoélectrique, enregistré par un enregistreur.
Une technologie similaire est actuellement utilisée dans la pratique clinique pour les analyses de sang, de liquide céphalo-rachidien et d'urine. Il vous permet de donner une image complète de la composition qualitative des acides aminés contenus dans les fluides biologiques, d'identifier les substances contenant de l'azote non standard.
Caractéristiques de la nomenclature
Comment nommer correctementacides aminés? Les formules et les noms de ces composés sont donnés selon la nomenclature internationale IUPAC. La position du groupe amino est ajoutée à l'acide carboxylique correspondant, en partant de l'hydrocarbure au niveau du groupe carboxyle.
Par exemple, l'acide 2-aminoéthanoïque. En plus de la nomenclature internationale, il existe des noms triviaux utilisés en biochimie. Ainsi, l'acide aminoacétique est une glycine utilisée dans la médecine moderne.
S'il y a deux groupes carboxyle dans la molécule, le suffixe -dionique est ajouté au nom. Par exemple, l'acide 2-aminobutanedioïque.
Pour tous les représentants de cette classe, l'isomérie structurelle est caractéristique, en raison de modifications de la structure de la chaîne carbonée, ainsi que de la localisation des groupes carboxyle et amino. En plus de la glycine (le représentant le plus simple de cette classe de substances organiques contenant de l'oxygène) ? les composés restants ont des antipodes miroirs (isomères optiques).
Demande
Les acides aminés sont communs dans la nature, ils sont à la base de la construction des protéines animales et végétales. Ces composés sont utilisés en médecine en cas d'épuisement sévère du corps, par exemple après des opérations chirurgicales complexes. L'acide glutamique aide à lutter contre les maladies nerveuses et l'histidine est utilisée pour traiter les ulcères d'estomac. Dans la synthèse des fibres synthétiques (capron, énanth), les acides aminocaproïque et aminoénanthique agissent comme matières premières.
Conclusion
Les acides aminés sont des composés organiques qui, dans leuront deux groupes fonctionnels. Ce sont les caractéristiques structurelles qui expliquent la dualité de leurs propriétés chimiques, ainsi que les spécificités de leur utilisation. Sur la base des résultats d'expériences de recherche, il a été possible d'établir que la biomasse des organismes vivants qui vivent sur notre planète totalise 1,8 1012-2,4 1012 tonnes de matière sèche. Les acides aminés sont les premiers monomères de la biosynthèse des molécules protéiques, sans lesquels l'existence des humains et des animaux est impossible.
Selon les caractéristiques physiologiques, il existe une division de tous les acides aminés en substances essentielles, dont la synthèse n'est pas effectuée dans le corps humain et les mammifères. Afin d'éviter des perturbations dans les processus métaboliques, il est important de manger des aliments qui contiennent ces acides aminés.
Ce sont ces composés qui sont une sorte de "briques" qui sont utilisées pour construire des protéines biopolymères. Selon les résidus d'acides aminés, dans quel ordre ils s'aligneront dans la structure protéique, la protéine résultante a certaines propriétés et applications physiques et chimiques. Grâce à des réactions qualitatives aux groupes fonctionnels, les biochimistes déterminent la composition des molécules de protéines, recherchant de nouvelles façons de synthétiser les biopolymères individuels nécessaires au corps humain.
