Аминокислоты

Аминокислоты - класс органических соединений, молекулы которых содержат аминогруппы -NH₂ и карбоксильные группы -СООН. Наиболее важны аминокислоты общей формулы I, где R - обозначение заместителя при α-углеродном атоме.

Образование аминокислот из неорганических веществ - основа образования живого вещества. Этот процесс, происшедший очень давно на Земле, воспроизводится с помощью аппарата Миллера, когда образуются аминокислоты из метана СН₄, аммиака NН₃, углекислого газа СO₂ и водорода Н₂ при действии высокой температуры, повышенного давления и электрического разряда. На рисунке изображена пространственная модель молекулы аланина и даны структурные формулы 20 аминокислот, входящих в состав белков

Из соединений типа I построены все белки. Названия 20 важнейших аминокислот, входящих в белки, приведены ниже:

Все аминокислоты - бесцветные кристаллические вещества с высокими температурами плавления, растворимые в воде. Их своеобразие состоит в том, что они имеют в одной молекуле кислотную карбоксильную группу и основную аминогруппу. Поэтому они обладают амфотерностью, т.е. обнаруживают одновременно свойства и кислот, и оснований, а их молекулы в зависимости от условий среды могут существовать в форме катионов (положительно заряженных ионов, II), анионов (отрицательно заряженных ионов, III) или электронейтральных внутренних солей (биполярных ионов, IV).

Методы химического синтеза аминокислот хорошо разработаны, и сейчас многие аминокислоты производятся химической промышленностью. Некоторые из них получают микробиологическим синтезом.

Благодаря присутствию аминной и карбоксильной групп аминокислоты образуют производные, характерные как для аминов (органических соединений, относящихся к основаниям), так и для карбоновых кислот. Известны также реакции с одновременным участием карбоксила и аминогруппы.

Многие аминокислоты находят применение, в частности, в медицине, животноводстве и ветеринарии.

В живых организмах аминокислоты используются для биосинтеза белков и других биологически важных соединений. Бактерии и растения могут синтезировать все необходимые им аминокислоты из более простых веществ. Однако в организме животных и человека некоторые аминокислоты синтезироваться не могут и поэтому обязательно должны поступать в организм с пищей. Они называются незаменимыми (в таблице, приведенной вверху, незаменимые аминокислоты отмечены звездочками).

Поступление в организм незаменимых аминокислот определяется количеством и аминокислотным составом пищевых белков. Это надо учитывать при организации правильного питания.