Asam amino, formula yang dibahas dalam kursus kimia sekolah menengah, adalah zat penting bagi tubuh manusia. Protein, yang terdiri dari residu asam amino, diperlukan seseorang untuk berfungsi penuh.
Definisi
Asam amino, yang rumusnya akan dibahas di bawah, adalah senyawa organik yang molekulnya mengandung gugus amino dan karboksil. Karboksil terdiri dari karbonil dan gugus hidroksil.
Anda dapat menganggap asam amino sebagai turunan dari asam karboksilat, di mana atom hidrogen digantikan oleh gugus amino.
Fitur sifat kimia
Asam amino, yang rumus umumnya dapat dinyatakan sebagai CnH2nNH2COOH, adalah senyawa kimia amfoter.
Kehadiran dua gugus fungsi dalam molekulnya menjelaskan kemungkinan zat organik ini menunjukkan sifat basa dan asam.
Larutan berairnya memiliki sifat larutan penyangga. Zwitterion adalah molekul asam amino dengan gugus amino NH3+ dan karboksil -COO-. Molekul jenis ini memiliki momen dipol yang signifikan, sedangkanmuatan totalnya nol. Kristal dari banyak asam amino dibangun di atas molekul seperti itu.
Di antara sifat kimia terpenting dari kelas zat ini, proses polikondensasi dapat dibedakan, sebagai akibatnya poliamida terbentuk, termasuk protein, peptida, nilon.
Asam amino, yang rumus umumnya adalah CnH2nNH2COOH, bereaksi dengan asam, basa, oksida logam, garam dari asam lemah. Yang menarik adalah interaksi asam amino dengan alkohol yang berhubungan dengan esterifikasi.
Fitur isomerisme
Untuk menuliskan rumus struktur asam amino, kita perhatikan bahwa banyak asam amino yang terlibat dalam transformasi biokimia mengandung gugus amino pada posisi-a dari gugus karboksil. Atom karbon seperti itu adalah pusat kiral, dan asam amino dianggap sebagai isomer optik.
Rumus struktur asam amino memberikan gambaran tentang lokasi gugus fungsi utama yang menyusun zat tertentu, relatif terhadap atom karbon aktif.
Asam amino alami yang merupakan bagian dari molekul protein adalah perwakilan dari seri-L.
Isomer optik asam amino dicirikan oleh rasemisasi non-enzimatik lambat yang spontan.
Fitur senyawa-a
Setiap formula zat jenis ini mengasumsikan lokasi gugus amino pada atom karbon kedua. 20 asam amino, formula yang dianggap bahkan dalam kursus biologi sekolah, jugamilik spesies ini. Misalnya, ini termasuk alanin, asparagin, serin, leusin, tirosin, fenilalanin, valin. Senyawa inilah yang membentuk kode genetik manusia. Selain koneksi standar? asam amino non-standar, yang merupakan turunannya, juga ditemukan dalam molekul protein.
Klasifikasi berdasarkan sintesis
Bagaimana cara memisahkan asam amino esensial? Formula kelas ini dibagi lagi menurut dasar fisiologisnya menjadi semi-tergantikan, yang mampu disintesis dalam tubuh manusia. Senyawa biasa yang disintesis dalam organisme hidup mana pun juga diisolasi.
Pembagian untuk gugus radikal dan fungsional
Rumus asam amino berbeda dalam struktur radikal (gugus samping). Ada pembagian menjadi molekul non-polar yang mengandung radikal non-polar hidrofobik, serta menjadi kelompok polar bermuatan. Asam amino aromatik dianggap sebagai kelompok terpisah dalam biokimia: histidin, triptofan, tirosin. Tergantung pada kelompok fungsional, beberapa kelompok dibedakan. Senyawa alifatik diwakili oleh:
- senyawa monoaminomonokarboksilat, yang dapat dianggap glisin, valin, alanin, leusin;
- zat oxymonocaminocarboxylic: treonin, serin;
- monoaminokarboksilat: glutamat, asam aspartat;
- senyawa yang mengandung sulfur: metionin, sistein;
- zat diaminomonokarboksilat: lisin, histidin, arginin;
- heterosiklik: prolin, histidin,triptofan/
Semua rumus asam amino dapat ditulis secara umum, hanya gugus radikal yang berbeda.
Definisi kualitatif
Untuk mendeteksi sejumlah kecil asam amino, reaksi ninhidrin dilakukan. Dalam proses pemanasan asam amino dengan kelebihan ninhidrin, produk ungu diperoleh jika asam memiliki gugus a-amino bebas, dan produk kuning khas untuk gugus terlindung. Metode ini memiliki sensitivitas tinggi dan digunakan untuk deteksi kolorimetri asam amino. Atas dasar itu, metode kromatografi partisi di atas kertas, yang diperkenalkan oleh Martin pada tahun 1944, diciptakan.
Reaksi kimia yang sama digunakan dalam penganalisis asam amino otomatis. Perangkat, yang dibuat oleh Moore, Shpakman, Stein, didasarkan pada pemisahan campuran asam amino dalam kolom yang diisi dengan resin penukar ion. Dari kolom, arus eluen masuk ke mixer, ninhidrin juga masuk ke sini.
Kandungan kuantitatif asam amino dinilai dari intensitas warna yang dihasilkan. Pembacaan dicatat oleh kolorimeter fotolistrik, direkam oleh perekam.
Teknologi serupa saat ini digunakan dalam praktik klinis untuk tes darah, cairan serebrospinal, dan urin. Ini memungkinkan Anda untuk memberikan gambaran lengkap tentang komposisi kualitatif asam amino yang terkandung dalam cairan biologis, untuk mengidentifikasi zat yang mengandung nitrogen non-standar di dalamnya.
Fitur nomenklatur
Cara menyebutkan nama dengan benarasam amino? Rumus dan nama senyawa ini diberikan sesuai dengan nomenklatur IUPAC internasional. Posisi gugus amino ditambahkan ke asam karboksilat yang sesuai, mulai dari hidrokarbon pada gugus karboksil.
Misalnya, asam 2-aminoetanoat. Selain nomenklatur internasional, ada nama-nama sepele yang digunakan dalam biokimia. Jadi, asam aminoasetat adalah glisin yang digunakan dalam pengobatan modern.
Jika ada dua gugus karboksil dalam molekul, akhiran -dion ditambahkan ke namanya. Misalnya, asam 2-aminobutanedioat.
Untuk semua perwakilan kelas ini, isomerisme struktural adalah karakteristik, karena perubahan struktur rantai karbon, serta lokasi gugus karboksil dan amino. Selain glisin (perwakilan paling sederhana dari kelas zat organik yang mengandung oksigen ini)? senyawa yang tersisa memiliki antipoda cermin (isomer optik).
Aplikasi
Asam amino yang umum di alam, mereka adalah dasar untuk membangun protein hewani dan nabati. Senyawa ini digunakan dalam pengobatan jika terjadi kelelahan tubuh yang parah, misalnya, setelah operasi bedah yang kompleks. Asam glutamat membantu melawan penyakit saraf, dan histidin digunakan untuk mengobati sakit maag. Dalam sintesis serat sintetis (kapron, enanth), asam aminokaproat dan asam aminoenantik berperan sebagai bahan baku.
Kesimpulan
Asam amino adalah senyawa organik yang dalammemiliki dua gugus fungsi. Ini adalah fitur struktural yang menjelaskan dualitas sifat kimianya, serta spesifikasi penggunaannya. Berdasarkan hasil eksperimen penelitian, dimungkinkan untuk menetapkan bahwa biomassa organisme hidup yang hidup di planet kita berjumlah 1,8 1012-2,4 1012 ton bahan kering. Asam amino adalah monomer awal dalam biosintesis molekul protein, yang tanpanya keberadaan manusia dan hewan tidak mungkin ada.
Bergantung pada karakteristik fisiologis, ada pembagian semua asam amino menjadi zat esensial, yang sintesisnya tidak dilakukan dalam tubuh manusia dan mamalia. Untuk menghindari gangguan dalam proses metabolisme, penting untuk mengonsumsi makanan yang mengandung asam amino ini.
Senyawa inilah yang merupakan semacam "batu bata" yang digunakan untuk membangun protein biopolimer. Tergantung pada residu asam amino mana, dalam urutan apa mereka akan berbaris dalam struktur protein, protein yang dihasilkan memiliki sifat dan aplikasi fisik dan kimia tertentu. Berkat reaksi kualitatif terhadap kelompok fungsional, ahli biokimia menentukan komposisi molekul protein, mencari cara baru untuk mensintesis biopolimer individu yang diperlukan untuk tubuh manusia.
