Parmi la grande variété de substances naturelles, les acides aminés occupent une place particulière. Cela s'explique par leur importance exceptionnelle tant en biologie qu'en chimie organique. Le fait est que les molécules de protéines simples et complexes sont composées d'acides aminés, qui sont à la base de toutes les formes de vie sur Terre sans exception. C'est pour cette raison que la science accorde une grande attention à l'étude de questions telles que la structure des acides aminés, leurs propriétés, leur production et leur utilisation. Ces composés sont également d'une grande importance en médecine, où ils sont utilisés comme préparations médicinales. Pour les personnes qui prennent leur propre santé au sérieux et qui mènent une vie active, les monomères protéiques sont une forme d'alimentation (la soi-disant nutrition sportive). Certains de leurs types sont utilisés dans la chimie de la synthèse organique comme matière première dans la production de fibres synthétiques - énanth et capron. Comme vous pouvez le voir, les acides aminocarboxyliques jouent un rôle très important à la fois dans la nature et dans la vie de la société humaine, alors apprenons à les connaître plus en détail.
Caractéristiques de la structureacides aminés
Les composés de cette classe appartiennent aux substances organiques amphotères, c'est-à-dire qu'ils contiennent deux groupes fonctionnels et présentent donc des propriétés doubles. En particulier, les molécules contiennent des radicaux hydrocarbonés associés à des groupements amino NH2 et à des groupements carboxyliques COOH. Dans les réactions chimiques avec d'autres substances, les acides aminés agissent soit comme des bases, soit comme des acides. L'isomérie de tels composés se manifeste en raison d'un changement de la configuration spatiale du squelette carboné ou de la position du groupe amino, et la classification des acides aminés est déterminée en fonction des caractéristiques structurelles et des propriétés du radical hydrocarboné. Il peut se présenter sous la forme d'une chaîne droite ou ramifiée et contenir également des structures cycliques.
Activité optique des acides aminocarboxyliques
Tous les monomères de polypeptides, et leurs 20 espèces, présents dans les organismes végétaux, animaux et humains, appartiennent aux acides aminés L. La plupart d'entre eux contiennent un atome de carbone asymétrique qui fait tourner un faisceau lumineux polarisé vers la gauche. Deux monomères, l'isoleucine et la thréonine, ont deux de ces atomes de carbone, et l'acide aminoacétique (glycine) n'en a aucun. La classification des acides aminés en fonction de leur activité optique est largement utilisée en biochimie et en biologie moléculaire lors de l'étude du processus de traduction dans la biosynthèse des protéines. Fait intéressant, les formes D des acides aminés ne font jamais partie des chaînes polypeptidiques des protéines, mais sont présentes dans les membranes bactériennes et dans les produits métaboliques des champignons actinomycètes, puisil y en a, en fait, on les trouve dans les antibiotiques naturels, par exemple dans la gramicidine. En biochimie, les substances à structure spatiale en forme de D, telles que la citrulline, l'homosérine, l'ornithine, sont largement connues et jouent un rôle important dans les réactions du métabolisme cellulaire.
Qu'est-ce que les zwitterions ?
Rappelons encore une fois que les monomères protéiques contiennent des groupes fonctionnels d'amines et d'acides carboxyliques. Les particules -NH2 et COOH interagissent entre elles à l'intérieur de la molécule, ce qui conduit à l'apparition d'un sel interne appelé ion bipolaire (zwitterion). Cette structure interne des acides aminés explique leur grande capacité à interagir avec les solvants polaires, comme l'eau. La présence de particules chargées dans les solutions détermine leur conductivité électrique.
Que sont les acides α-aminés
Si le groupe amino est situé dans la molécule au niveau du premier atome de carbone, à compter de l'emplacement du carboxyle, cet acide aminé est classé comme un acide α-aminé. Ils occupent une place de choix dans la classification, car c'est à partir de ces monomères que sont construites toutes les molécules protéiques biologiquement actives, telles que les enzymes, l'hémoglobine, l'actine, le collagène, etc. La structure des acides aminés de cette classe peut être considérée en prenant l'exemple de la glycine, celle-là même qui est largement utilisée dans la pratique neurologique comme sédatif dans le traitement des formes légères de dépression et de neurasthénie.
Le nom international de cet acide aminé est α-aminoacétique, ila une forme optique en L et est protéinogène, c'est-à-dire qu'il participe au processus de traduction et fait partie des macromolécules protéiques.
Le rôle des protéines et de leurs monomères dans le métabolisme
Il est impossible d'imaginer le fonctionnement normal de l'organisme des mammifères, y compris l'homme, sans hormones constituées de molécules protéiques. La structure chimique des acides aminés qui entrent dans leur composition confirme leur appartenance aux formes α. Par exemple, la triiodothyronine et la thyroxine sont produites par la glande thyroïde. Ils régulent le métabolisme et sont synthétisés dans ses cellules à partir de la tyrosine, un acide α-aminé. Dans les protéines simples et complexes, il existe à la fois 20 monomères de base et leurs dérivés. L'acide carboxyglutamique est présent dans la prothrombine, qui régule la coagulation sanguine, la méthyllysine se trouve dans la myosine (protéine musculaire) et la sélénocystéine se trouve dans l'enzyme peroxydase.
Valeur nutritionnelle des protéines et de leurs monomères
Considérant la structure des acides aminés et leur classification, arrêtons-nous sur la gradation basée sur la capacité ou l'impossibilité des monomères protéiques à être synthétisés dans les cellules. L'alanine, la proline, la tyrosine et d'autres composés sont formés dans les réactions du métabolisme plastique, tandis que le tryptophane et sept autres acides aminés ne devraient pénétrer dans notre corps qu'avec de la nourriture.
L'un des indicateurs d'une alimentation adéquate et équilibrée est le niveau de consommation humaine d'aliments protéinés. Cela devrait représenter au moins un quart de la quantité totale de nourriture qui est entrée dans le corps par jour. Particulièrementil est important que les protéines contiennent de la valine, de l'isoleucine et d'autres acides aminés essentiels. Dans ce cas, les protéines seront dites complètes. Ils pénètrent dans le corps humain à partir d'aliments végétaux ou d'aliments contenant des champignons.
Les monomères protéiques essentiels eux-mêmes ne peuvent pas être synthétisés dans les cellules de mammifères. Si l'on considère la structure des molécules d'acides aminés indispensables, on peut s'assurer qu'elles appartiennent à des classes différentes. Ainsi, la valine et la leucine appartiennent à la série aliphatique, le tryptophane appartient aux acides aminés aromatiques et la thréonine appartient aux acides aminés hydroxy.
