Аминқышқылдарының жеке түрлері туралы

Неліктен аминқышқылдарының бүйірлік тізбектері аса маңызды рөл атқарады? К топтары және соған сәйкес жеке аминқышкылдары бірнеше көрсеткіш бойынша жіктеледі, олардың ішінде екеуі негізгі көрсеткіш болып табылады. Бүйірлік тізбектің табиғаты полярлы немесе полярлы емес болуы ен бірінші маңызды көрсеткіш саналады. Ал екінші көрсеткіш бүйірлік тізбекте қышқылдық немесе негіздік топтың болуына байланысты. Маңызды рөл атқаратын келесі көрсеткіштер қатарына бүйірлік тізбекте қышкылдық немесе негіздік топтардан басқа да белсенді топтардың кездесуі және олардың табиғаты жатады. Жоғарыда айтылғандай, ең қарапайым аминқыш қылы — глициннің бүйірлік тізбегін сутегі атомы құрайды, мұнда а-көміртегімен тек екі сутегі атомы ғана байланысқан. Басқа аминқышкылдардың барлығында да бүйірлік тізбек әлдеқайда ұзын және күрделі келеді (3.3-сурет). Бүйірлік тізбектегі көміртегі атомдары грек әліпбиінің әріптерімен белгіленеді. Бірінші көміртегі а-көміртегі деп саналады, кейінгі тұрған атомдар |3, ү, 5 және е-көміртегі деп белгіленеді (3.3-суреттегі лизинді қараңыз); соңғы тұрған көміртегі атомы грек әліпбиінің соңғы әрпіне сәйкес, (о-көміртегі деп аталады. Аминқышқылдары көп жағдайда үш әріппен немесе бір әріп түрінде жазылады, бүгінгі таңда, қысқаша бір әріппен белгілеу басым түрде кездеседі; олар 3.1-кестеде берілген. Қандай аминқышқылдарының бүйірлік тізбектері полярлы емес болып табылады? (1 топ) Бір топ аминқышқылдарындағы бүйірлік тізбектер табиғаты жағынан по- лярлы емес болып келеді. Ол топқа глицин, аланин, валин, лейцин, изолей- цин, пролин, фенилаланин, триптофан және метионин кіреді. Аталған топтың іш інде бірқатар аминқышқылдардың, атап айтқанда аланин, валин, лейцин ж әне изолейциннің бүйірлік тізбектері алифаттық көмірсутектер тобына жа- тады (органикалы қ химияда алифаттық деген терминдік сөзбен бензолдық сақинасы жоқ қосылыстарды атайды). Пролиннің құрылысы алифатты түрде болады және ондағы азот екі көміртегі атомымен байланысқан. Органикалық х и м и я тілімен айтқанда пролиннің аминдік тобы екінші қатарлы аминдер- ге жатады және пролин көп жағдайда иминдік қышқыл деп аталады. Барлық басқа аминқы ш қы лдарды ң аминдік топтары, керісінше нағыз аминдерге жа- тады. Ф енилаланиннің құрамы ароматтық қатарға жататын көмірсутек тобы- нан тұрады (ол бензол сақинасына ұқсас тұйықталған топ). Триптофанның бүйірлік тізбегі индол сақинасынан түрады. Индол сакинасы да ароматтык көмірсутектер катарына жатады. Метиониндегі бүйірлік тізбектің Биохимия 115 құрамында алифаттық көмірсутектер тобынан басқа, күкірт атомы да болады (3.3-суретті қараңыз) Қандай аминқышқылдардың бүйірлік тізбектері электрлік жағынан бейтарап және полярлы? (2-топ) Бірқатар аминқышқылдарының бүйірлік тізбегі полярлы және рН мәні бей- тарап болғанда электрлік жағынан бейтарап (зарядталмаған) келеді. Бұл топқа се- рин, треонин, тирозин, цистеин, глутамин және аспарагин жатады. Кей жағдайда глицин де осы топқа кіргізіледі, себебі онда полярсыз бүйірлік тізбек жоқ. Серин мен треониннің құрамындағы гидроксил тобы (—ОН) полярлы болып табылады. Гидроксил тобы алифаттық көмірсутектер топтарымен байланыса- ды. Тирозиндегі гидроксил тобы ароматты көмірсутек тобымен әрекеттесіп, рН мәні жоғарылаған жағдайда құрамындағы протоннан айрылады (тирозиннің құрамындағы гидроксил тобы — фенол, оның қышқылдық қасиеті алифаттық спирт қасиетіне қарағанда айтарлықтай жоғары болып табылады. Сондықтан титрлеу барысында тирозин өзінің бүйірлік тізбегіндегі протоннан оңай ай- рылады, рН жоғары болған жағдайда рАГо көрсеткіші бұл бүйірлік тізбектер үшін сәйкес келмейді, ал серин мен треониннің бүйірлік топтары жоғары рН кажет етсе керек). Цистеиннің полярлы бүйірлік тізбегі тиолдық топтан (— 5Н) тұрады, тотығу реакциясы барысында ақуыздардағы цистеиндердің ти- олды топтары бір-бірімен өзара әрекеттесіп, дисульфидті байланыс (—5—5—) құрайды (1.9-секция). Сонымен қатар, тиолдық топтан протон оңай ажырай- ды. Глутамин және аспарагин аминқышқылдарының құрамында амидтік топ болады. Амидтік топ аталған аминқышқылдардың бүйірлік тізбегіндегі ги- дроксил тобынын туындысы болып табылады. Амидтік байланыстар әдеттегі биохимиялық процестерде кездесетін рН мәні аралығында иондарға ыдыра- майды. Глутамин мен аспарагинді үшінші топка жататын глутамин қышқылы және аспарагин қышқылы сияқты аминқышқылдардың туындысы деп санауға болады; аталған екі аминқышқылының бүйірлік тізбегінде карбоксил тобы бар. Қандай аминқышқылдардьщ бүйірлік тізбектерінде карбоксил тобы кездеседі? (3-топ) Екі аминқышқылының, атап айтқанда глутамин қышқылы мен аспарагин қышқылының құрамында барлық аминқышқылдарында бар карбоксил тобы- нан басқа, бүйірлік тізбектерінде де қосымша карбоксил тобы болады. Аталған екі аминқышқылындағы карбоксил тобы бір протонын бергеннен кейін, кар- боксилат анионы, яғни глутамат немесе аспартат түзіледі (2.5-секция). Кар- боксилат анионы болғандықтан, бұл аминқышқылдардың әрқайсысының бүйірлік тізбегі рН мәні бейтарап ортада теріс зарядталған күйде болады. Қандай аминқышқылдардың бүйірлік тізбегі негіздік болып табылады? (4 топ) Гистидин, лизин және аргинин сияқты аминқышқылдардың бүйірлік тізбектері негіздік болып келеді және рН көрсеткіші бейтарапқа жуық ортада, аталған үш аминқышқылының бүйірлік тізбектері оң зарядталған күйде бола- ды. Лизиннің құрамындағы бүйірлік тізбектің аминдік тобы оның алифаттық көмірсутектерден тұратын соңына келіп қосылады. Аргининнің бүйірлік тізбегіндегі гуанидиндік негіз тобы, құрылысы жағынан алғанда, аминдік топ- тан әлдеқайда күрделі болып табылады, дегенмен, ол да алифатты көмірсутектік соңымен байланысқан түрде болады. Бос күйдегі гистидиннің бүйірлік тізбегіндегі имидазол тобының р/Гкөрсеткіші 6.0-ға тең, бұл физиологиялық көрсеткішке жақын болып табылады. Аминқышқылдардың рКа көрсеткіші қоршаған ортаға тәуелді болып келеді және ақуыз ішінде ол айтарлықтай өзгеріп отырады. Ақуыздардың құрамында гистидин протондалған және протондалмаған түрде де кездесуі мүмкін. Көптеген ақуыздардың қасиеттері олардың құрамында жеке қалдық түріндегі немесе зарядталмаған күйдегі гистидиннің болуына байланысты. Қандай аминқышцылдар акуыздарда сирек кездеседі? Аминқышқылдардың жоғарыда келтірілген тізбектен өзге түрлері де бар. Олар тек бірқатар ақуыздарда ғана кездеседі. Олардың кейбір түрлері 3.4-су- ретте мысал ретінде көрсетілген. Мұндай аминқышқылдар қарапайым аминқышқылдардың туындысы болып табылады, олар организмде түзіліп отыратын бастапқы аминқышқылының посттрансляциялық модификаңияға ұшырауынан пайда болады. Мысалы, гидроксипролин мен гидроксили- зин пролин және лизиннен бүйірлік тізбектеріндегі гидроксил тобы арқылы ерекшеленеді; олар коллаген сияқты кейбір дәнекер ұлпаларда ғана кездеседі. Тироксиннің тирозиннен айырмашылығы оның бүйірлік тізбегінде иод- тан тұратын қосымша ароматтық топтың болуында; тироксин тек қалқанша безде, тиреоглобулин ақуызының құрамындағы тирозин қалдықтарының посттрансляциялық өзгеріске ұшырауы арқылы түзіледі. Сонан соң, тиреоглобулиннің лизиске ұшырауы нәтижесінде тироксин гормон ретінде бөлініп шығады.