Химия

Состав и свойства аминокислот

 

Аминокислоты – это вещества, в молекулах которых содержатся одновременно аминогруппа -NH₂ и карбоксильная группа -СООН. Например:

 

Аминоуксусная кислота (глицин)	β-аминопропионовая кислота

Аминокислоты можно рассматривать как карбоновые кислоты, в молекулах которых атом водорода в радикале замещен аминогруппой. Общая формула аминокислот может быть записана так:  H₂N-CH-R-COOH, где R – углеводородный радикал.

Некоторые представители аминокислот
Название кислоты	Формула
Аминоуксусная	H2N-CH2-COOH
Аминопропионовая	H2N-CH2- CH2-COOH
Аминомасляная	H2N-CH2- CH2--CH2-COOH
Аминовалериановая	H2N-(CH2)4-COOH
Аминокапроновая	H2N-(CH2)5-COOH
Аминоэнантовая	H2N-(CH2)6-COOH

При этом аминогруппа может находиться у разных атомов углерода, что обусловливает один из видов изомерии аминокислот. Чтобы в названии изомеров можно было указывать положение группы -NH₂ по отношению к карбоксилу, атомы углерода в молекуле аминокислоты обозначают последовательно буквами греческого алфавита: α, β, γ, δ, ε и т. д. Наличие и аминогруппы, и карбоксильной в составе аминокислот обеспечивает их амфотерные свойства. По этой же причине аминокислоты могут взаимодействовать между собой, образуя полипептидные цепи. Группа атомов -СО-NH-, образующаяся при взаимодействии молекул аминокислот, называется пептидной, или амидной группой, а связь между атомами углерода и азота в ней – пептидной, или амидной.

В таблице 1 приведен ряд аминокислот с положением аминогруппы в конце углеродной цепи.

Аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде; многие из них имеют сладкий вкус. Температура плавления аминокислот выше 22 ^°С.

 

Разнообразие белков

 

 

Белки-полипептиды, выполняющие специфические биологические функции в живых организмах

 

В живом организме из остатков аминокислот синтезируются такие важные биологические полимеры, как белки. Они содержатся в протоплазме и ядре всех растительных и животных клеток и являются главными носителями жизни (рис. 1).

Рис. 1. Сложный белок гемоглобин снабжает клетки тканей кислородом и выводит из организма углекислый газ.

Разнообразие белков определяется тем, какие остатки аминокислот и в какой последовательности образуют молекулу белка. В результате гидролиза белков, т. е. в результате их взаимодействия с водой, было выделено более 20 аминокислот. Вычислено математическими методами, что, соединяясь друг с другом, они могут дать свыше 2,4^.10¹⁸ различных комбинаций. Разнообразие белков увеличивается еще и от того, что в состав их молекул могут входить атомы и других химических элементов. Это углерод (его массовая доля составляет 50-55 %), кислород (21,5-23,5 %), азот (15-17 %), водород (6,5-7,3 %), сера (0,3-2,5 %), а также небольшие количества фосфора, йода, железа и других элементов. Поэтому свои белки присущи каждому живому организму и даже каждому индивиду.

Белки уникальны. Каждый из них выполняет свою биологическую роль. Так, из одних белков образуются мышечные ткани, из других – покровная, из третьих – опорная (рис. 2).

Рис. 2. Биологическая роль белков в живых организмах

Цветные реакции белков

• Ксантопротеиновая. С азотной кислотой белки дают желтое окрашивание, переходящее при действии аммиака в оранжевое.
• Биуретовая. С солями меди и щелочами белки дают фиолетовую окраску.

 

Гормоны и ферменты

 

 

Веществами белковой природы являются также гормоны и ферменты. Ферменты можно рассматривать как катализаторы биохимических процессов. Они во много раз ускоряют процессы, протекающие в живых организмах. Гормоны – очень активные вещества, которые влияют на деятельность определенных органов и систем органов и регулируют процессы обмена веществ.

 

 

Успехи в изучении и синтезе белков

 

 

В настоящее время ведутся активные исследования способов промышленного получения белков. На сегодняшний день уже получено несколько белковых молекул искусственным путем. Только произошло это в результате очень долгих и дорогостоящих процессов. В живых же организмах эти реакции протекают моментально, за несколько секунд. Поэтому некоторые белковые вещества – гормоны, ферменты, антибиотики – получают биотехнологическими методами, используя живые организмы, как своеобразные фабрики. В настоящее время уже разработаны пути получения более 120 разных видов искусственных мясных и рыбных продуктов.

 

 

Подведение итога урока

 

 

Вы узнали о составе и некоторых свойствах аминокислот и белков, научились объяснять амфотерность аминокислот и понимать суть взаимодействия между ними. Узнали, что белки – природные полимеры (полипептиды) – построены из остатков молекул α-аминокислот и выполняют специфические биологические функции в живых организмах.

 

 

Список рекомендованной литературы

1. Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009.
2. Попель П. П. Химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2009. – 248 с.: ил.
3. Габриелян О. С. Химия. 9 класс: Учебник. – М.: Дрофа, 2001. – 224 с.

 

Рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы

1. Интернет-портал «interneturok.ru» (Источник)
2. Интернет-портал «hemi.nsu.ru» (Источник)
3. Интернет-портал «chemPort.Ru» (Источник)
4. Интернет-портал «ХиМиК.ру» (Источник)

 

Рекомендованное домашнее задание

1. Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009. – №№ 13-15 (с. 173).
2. Вычислите массовую долю азота в аминоуксусной кислоте.
3. Напишите уравнение реакции взаимодействия аминоуксусной кислоты с едким натром и с соляной кислотой. Назовите продукты реакции.