ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические свойства аминокислот из "Химические основы жизни" Все своеобразие физико-химических свойств аминокислот в основном обусловлено содержанием в их молекулах по крайней мере двух функциональных групп с явно противоположными свойствами. [c.44] В ВОДНЫХ растворах аминокислоты проявляют как кислотные, так и основные свойства, т. е. представляют собой амфолиты. Свойства кислот аминокислотам в водных растворах придают а-карбоксильная (—СООН) группа и протонированная а-аминогруппа (—NH3). Свойства оснований аминокислотам придают депротонированная а-карбоксильная группа (—СОО ) и а-аминогруппа (—NH2). [c.45] Для каждой аминокислоты имеется как минимум две константы кислотной диссоциации одна для а-карбоксильной — рА (а-СООН), другая —для протонированной а-аминогруппы — р а(а-КНз). Нри наличии кислотно-основных функциональных групп в радикале R аминокислоты появляется дополнительная рК (R) (см. табл. 1.2). Нужно отметить, что за счет -/-эффекта КНг-группы при а-углеродном атоме величина рХ (а-СООН) для аминокислот меньше, чем для соответству-юших карбоновых кислот (например, для глицина рК (а-СООН) = 2,35, а для уксусной кислоты — 4,7). [c.45] С применением различных физико-химических методов (спектроскопия, определение диэлектрической проницаемости, титрование в органических растворителях) было доказано, что в водных растворах, так же как и в кристаллах, аминокислоты сушествуют в виде биполярных ионов, или цвиттер-ионов. Молекулярная форма аминокислот в основном характерна для неводных растворов — в растворителях с низкой диэлектрической проницаемостью. [c.45] Изменение pH водной среды от кислой до шелочной влияет на заряд растворенных аминокислот. [c.45] Поэтому в кислой среде аминокислоты в электрическом поле движутся к катоду. [c.45] При pH = р/ аминокислоты не перемещаются в электрическом поле ни к катоду, ни к аноду. Изоэлектрическая точка соответствует точке перегиба на кривой титрования аминокислоты (рис. 1.2). Изоэлектрическая точка очень точно отражает кислотно-основные свойства разных функциональных групп в аминокислотах и является одной из важнейших констант, характеризующих состояние аминокислот в водных растворах (см. табл. 1.2). [c.47] Значение р/для неполярных аминокислот приближается к 7, у кислых аминокислот оно имеет более низкие значения, у основных — более высокие. [c.47] В изоэлектрической точке аминокислоты не проявляют буферных свойств, их буферная емкость максимальна при pH, равных значениям рКа кислотных групп. Если известны величины р и р 2) то можно рассчитать соотношения различных видов ионов для любого значения pH. [c.47] Наряду с кислотно-основными свойствами аминокислот важное значение для биохимии имеют гидрофобные свойства боковых радикалов аминокислот, поскольку гидрофобные взаимодействия оказывают сильное влияние на формирование и стабилизацию белковых макромолекул. Гидрофобность, как правило, характеризуют изменением свободной энергии переноса растворенного вещества из воды в неполярный органический растворитель (например, диоксан). Следовательно, если определить гидрофобность каждой аминокислоты, а затем вычесть из нее гидро-фобность глицина — простейшей аминокислоты, образующей единицу звеньев с пептидными связями, — то можно получить характеристику гидрофобности каждого из боковых радикалов аминокислот. Гидрофобность боковых радикалов для разных аминокислот в среднем составляет около -100 кДж/моль. [c.48] Практически каждая природная аминокислота способна образовывать устойчивый пятичленный хелатный цикл с ионом металла. Если в боковом радикале аминокислоты отсутствуют дополнительные электронодо-норные центры, то в качестве последних могут выступать только а-карбоксильная и а-аминогруппы. При изменении pH среды характер комп-лексообразования с аминокислотами может изменяться так, при снижении pH аминокислота может координироваться как нейтральный лиганд. Когда аминогруппа не участвует в образовании пятичленного хелатного цикла, часто образуется четырехчленное кольцо, в котором оба атома кислорода связаны с центральным ионом металла. Кроме того, карбоксильная группа может служить мостиком между двумя ионами металлов. [c.49] Реакции комплексообразования ионов металлов с аминокислотами играют сушественную роль в поддержании металло-лигандного баланса в живых организмах. [c.49] Важный аспект биохимической лабораторной практики составляют специфические качественные реакции на аминокислоты, обусловленные реакционной способностью содержащихся в них функциональных групп. Эти реакции часто используют в лабораториях для идентификации и по-луколичественного определения белков и отдельных аминокислот. Приведем несколько примеров качественных реакций на аминокислоты. [c.49] При добавлении щелочи полученные нитропроизводные аминокислот образуют соли хиноидной структуры, окращенные в оранжевый цвет. Реакцию с азотной кислотой дают также практически все белки, за исключением тех, в которых отсутствуют ароматические аминокислоты. [c.50] Следует иметь в виду, что положительную реакцию с реактивом Миллона могут давать также и небелковые вещества, например фенол. [c.50] Метионин, также содержащий серу, этой реакции не дает, поскольку сера в нем связана более прочно, чем в цистеине. [c.51] Реакция Сакагучи не является строго специфичной на аргинин, ее дают также и другие производные гуанидина — метил гуанидин, гликоциамин. [c.51] Вернуться к основной статье