Физико-химические свойства аминокислот

Содержание

Слайд 2

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Общие свойства Аминокислоты (АК) обычно

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Общие свойства

Аминокислоты (АК) обычно содержат
карбоксильную группу

(COOH),
аминогруппу (NH2),
боковой радикал,
Эти группы соединены с атомом углерода в α-положении.
Природные АК обычно L-конфигурации.
При физиологических pH NH2-группы АК заряжены «+», COOH-группы – «-»,
Боковые радикалы содержат различные химические группы.
Между собой АМК соединены пептидными связями.
Слайд 3

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Структура аминокислот 20 аминокислот кодируются

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Структура аминокислот

20 аминокислот кодируются мРНК (т. наз.

протеиногенные АК), остальные образуются в ходе посттрансляционной модификации.
В АК различают:
карбоксильную группу (COOH),
аминогруппу (NH2),
боковой радикал,
присоединенные к α–атому углерода.
Глицин – не содержит бокового радикала
Пролин – аминогруппа является частью цикла, образуя иминогруппу.
Все 20 АК (кроме глицина) являются L-конформерами.

Пример: валин

пролин

Слайд 4

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Классификация аминокислот По боковому радикалу:

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Классификация аминокислот

По боковому радикалу:
Гидрофобные АК – способны

к гидрофобным взаимодействиям
Алифатические группы (валин, лейцин и изолейцин);
Ароматические группы (фенилаланин, тирозин и триптофан).
Содержащие гидроксильные группы (серин и треонин) – могут образовывать водородные связи
Серосодержащие (цистеин и метионин)
Сульфгидрильные (-SH) группы 2-х цистеинов могут образовать дисульфидную связь.
Ионизирующиеся группы – у 7 АК. В зависимости от pH могут нести заряды. В таком виде способны к электростатическим взаимодействиям
Амиды – у аспарагина и глутамина.
Боковой радикал пролина образует кольцо с азотом, присоединенным к α–атому.
Слайд 5

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Заряды аминокислот Заряды α–аминогрупп и

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Заряды аминокислот

Заряды α–аминогрупп и α–карбоксильных групп
Заряды боковых

радикалов
Положительные
Отрицательные
Изоэлектрическая точка (pI)
Слайд 6

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Заряды α–аминогрупп и α–карбоксильных групп

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Заряды α–аминогрупп и α–карбоксильных групп

При физиологических pH:


α–аминогруппы протонированы (pK≈9) и несут положительный заряд;
карбоксильные группы диссоциированы (pK≈2) и заряжены отрицательно.

метионин

Слайд 7

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Заряды боковых радикалов Положительные заряды

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Заряды боковых радикалов

Положительные заряды
Боковые радикалы основных аминокислот

– аргинина, лизина и гистидина заряжены положительно при pH 7.
Для гуанидиновой группы аргинина pK=12.5
ε-аминогруппа лизина имеет pK=10.5
Имидазольная группа гистидина – pK=6.5
Слайд 8

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Заряды боковых радикалов Отрицательные заряды

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Заряды боковых радикалов

Отрицательные заряды
Боковые радикалы кислых АК

- аспарагиновой и глутаминовой кислот (аспартата и глутамата) несут отрицательный заряд при pH 7 (pKасп = 3,9, pKглу = 4,1);
Тирозин (pK=10,1) и цистеин (pK=8,2) могут отдавать протоны и заряжаться отрицательно при повышении кислотности (не при физиологических pH).
Слайд 9

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Изоэлектрическая точка (pI) Изоэлектрическая точка

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Изоэлектрическая точка (pI)

Изоэлектрическая точка (pI) – это

значение pH, при котором число положительных зарядов равно числу отрицательных (в аминокислоте или пептиде).
Слайд 10

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Определение заряда пептидов при различных

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Определение заряда пептидов при различных pH

Особенности пептидов:
В

них обязательно присутствуют концевые α–амино и α–карбоксигруппы (pK соответственно 2,5 и 9,0);
Боковые радикалы 7 АК могут приобретать заряды:

Отрицательный: асп (pK=3,9), глу (pK=4,1), цис (pK=8,2), тир (pK=10,1);

Положительный: арг (pK=12,5), лиз (pK=10,5), гис (pK=6,5).

Слайд 11

Пример расчета зарядов пептида при различных pH

Пример расчета зарядов пептида при различных pH

Слайд 12

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Попробуем «прочесть» пептид глу гли мет гис арг Глутамил-глицил-метионил-гистидил-аргинин

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Попробуем «прочесть» пептид

глу

гли

мет

гис

арг

Глутамил-глицил-метионил-гистидил-аргинин

Слайд 13

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C) Изменение заряда пептида при увеличении

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Изменение заряда пептида при увеличении pH от

0 до 14

0

14

7

2,5

4,1

6,5

9,0

12,5

4

3

2

1

6

5

9

10

11

12

13

8

pH

+

-

3+

2+

+

0

-

2-

Слайд 14

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Слайд 15

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Слайд 16

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Слайд 17

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Слайд 18

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Слайд 19

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)

Слайд 20

09/02/2023 Коваль А. Н., 2006 (C)

09/02/2023

Коваль А. Н., 2006 (C)