Энциклопедический словарь
юного биолога

Аллергия

Среди низкомолекулярных природных органических соединений особо важное место принадлежит аминокислотам. Они являются производными органических карбоновых кислот, где один из атомов водорода в углеводородном радикале кислоты замещен на аминогруппу, располагающуюся, как правило, по соседству с карбоксильной группой, т. е. в α-положении, и лишь в некоторых случаях — в β, γ-положении или у еще более удаленного от карбоксильной группы углеродного атома:

Первая аминокислота была получена из сока спаржи в 1806 г. С тех пор из растений, животных и микроорганизмов выделено свыше 150 природных аминокислот, установлено их строение и выявлены функции многих из них.

Так, например, недавно ученые открыли, что γ-аминомасляная кислота обеспечивает процессы торможения в нервной системе, а некоторые аминокислоты очень богато представлены в растительном царстве. Многие аминокислоты являются аминокислоты являются предшественниками биологически активных соединений: гормонов, витаминов, алкалоидов, антибиотиков и др.

Подавляющее большинство аминокислот существует в организмах в свободном виде, но несколько десятков из них находятся преимущественно в связанном состоянии,, т. е. в соединении с другими органическими веществами: β-аланин, например, входит в состав ряда биологически активных соединений, а многие α-аминокислоты — в состав белков. Та- ких α-аминокислот насчитывается 18. Кроме того, в состав белков входят два амида аминокислот — аспарагин и глутамин. Эти аминокислоты получили название белковых или протеиногенных (образующих протеины, т. е. белки). Именно они составляют важнейшую группу природных аминокислот, так как только им присуще одно замечательное свойство — способность при участии ферментов соединяться по аминным и карбоксильным группам и образовывать полипептидные цепи:

R - радикал аминокислоты

Все белковые аминокислоты, за исключением глицина (аминоуксусной кислоты H2N— —СН2—СООН), оптически активны, т.е. построены асимметрично и в водных или подкисленных водных растворах вращают плоскость поляризованного света вправо или влево в зависимости от природы аминокислоты. Все они по своей пространственной структуре принадлежат к L-ряду; а-амино- кислоты D-ряда в белках не представлены, но найдены в антибиотиках пептидной природы и в пептидогликанах (полимерах, содержащих пептиды и полисахариды) клеточных стенок бактерий. Строение а-аминокислот L-ряда вследствие их огромной практической важности детально изучено методом рентгеноструктурного анализа. Эти сведения оказались незаменимыми при построении пространственных моделей а-аминокислот, а с их помощью — моделей белковых молекул. Из классификации белковых аминокислот следует, что радикалы их очень разнообразны. Именно поэтому аминокислоты вступают по радикалам в многочисленные химические реакции. Эта способность сохраняется и после того, как они войдут в состав белковой молекулы. Поэтому и белки отличаются исключительно высокой реакционной способностью.

У растений и у большинства микроорганизмов все без исключения протеиногенные аминокислоты синтезируются из простейших соединений — СО2, воды и аммиака. Однако человек и многие животные утратили способность синтезировать ряд белковых аминокислот, которые стали для них незаменимыми в питании: они обязательно должны поступать с пищей или кормом. К их числу относятся лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин и др.

Недостаточное содержание этих аминокислот в пище человека и рационе животных ведет к голоданию без голода, нарушению биосинтеза белка, замедлению роста и развития организма, падению продуктивности (у сельскохозяйственных животных) и заболеваниям (у человека). Особенно часто ощущается недостаток лизина, триптофана, треонина и метионина. Чтобы его восполнить, эти аминокислоты получают путем микробиологического или химического (метионин) синтеза в промышленном масштабе. Введение в рационы 0,2—0,5% этих незаменимых аминокислот повышает продуктивность животных в свиноводстве и птицеводстве на 10—13% и сокращает расход кормового белка на 25%.

Более того, индустриальный синтез незаменимых аминокислот важен и для человека, так как ими с успехом могут быть заменены пищевые белки.

Искусственно синтезированные ω -амино- кислоты (со-аминокапроновая, ω -аминоокта- новая и др.) служат сырьем для производства химических волокон — капрона, лавсана и др.

Пространственные модели протеиногенных аминокислот, построенные на основании данных рентгеноструктурного анализа. В скобках указаны трехбуквенные сокращенные обозначения наименований аминокислот, а также их полные химические названия.

Рейтинг@Mail.ru