ალიფატური ამინომჟავები - კარბოქსილის მჟავების წარმოებულები - ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბევრ სასიცოცხლო პროცესში. მათ საფუძველზე მზადდება ზოგიერთი სახის მედიკამენტი.
ალიფატური ამინომჟავა - რა არის ეს?
ამინომჟავები ასრულებენ მნიშვნელოვან ფუნქციებს ადამიანის ორგანიზმში და სხვა ცხოველებში, რადგან ისინი არიან ნეიროტრანსმიტერები და "სამშენებლო ბლოკები" ცილების შესაქმნელად. ისინი ასევე საჭიროა სათანადო მეტაბოლიზმისთვის.
ალიფატური ამინომჟავები არის ამინოკარბოქსილის ამინომჟავების მრავალფეროვნება, რომელშიც ამინო და კარბოქსილის ჯგუფები დაკავშირებულია ალიფატურ ნახშირბადის ატომთან. ტერმინი "ალიფატური" ეხება მოცემული ელემენტის ატომების ხაზოვან ან განშტოებულ ჯაჭვებს.
ამინომჟავების ძირითადი ნაწილი, რომლებიც იზოლირებულია ცოცხალი ორგანიზმებისგან, არის ალიფატური. ქიმიაში ისინი ძირითადად იყენებენ ამ ნივთიერებების ყოველდღიურ სახელებს ორიგინალური ცილების მიხედვით, საიდანაც ისინი მიიღეს, რადგან სისტემატური ნომენკლატურის მიხედვით მათ აქვთ ძალიან რთული სახელები.
კავშირების ტიპები სტრუქტურის მიხედვით
ალიფატური ამინომჟავები, ამინო და კარბოქსილის ჯგუფების პოზიციიდან გამომდინარე, იყოფა შემდეგ ტიპებად:
- ალფა იზომერები. ეს მოიცავს მცენარეებში, მიკროორგანიზმებსა და ცხოველებში ნაპოვნი ბუნებრივი ნაერთების დიდ ნაწილს. ისინი ასევე გვხვდება მეტეორიტებში და ამ ნივთიერებების აგებულება იგივეა, რაც ხმელეთის ცოცხალ არსებებს.
- ბეტა-ამინომჟავები. ამის მაგალითია β-ალანინი, რომელიც არის კოენზიმის A ნაწილი. ეს უკანასკნელი მონაწილეობს ცხიმოვანი მჟავების სინთეზსა და დაჟანგვაში.
- გამა იზომერები. ამ ჯგუფის ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი წარმომადგენელია ɣ-ამინობუტერინის მჟავა (GABA), ნერვული სისტემის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნეიროტრანსმიტერი, რომელიც პასუხისმგებელია ნერვული პროცესების დათრგუნვაზე, აგზნების შესუსტებაზე და ჩახშობაზე.
ყველა ალფა ტიპის ამინომჟავას, გლიცინის გარდა, აქვს ასიმეტრიული სტრუქტურა, არსებობს ორი სარკის ანარეკლების სახით, რომლებიც არ ერწყმის სივრცეში (L- და D-ამინომჟავები) და აქვთ ბუნებრივი ოპტიკური აქტივობა. ყველაზე მნიშვნელოვანი L-ამინომჟავებია გლიცინი, ალანინი, სერინი, ცისტეინი, ასპარტინის მჟავა, ტიროზინი, ლეიცინი, გლუტამინი, იზოლეიცინი, არგინინი, ლიზინი, პროლინი.
ალიფატური ამინომჟავების მაგალითები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.
ნივთიერებების ტიპები სხვა კრიტერიუმების მიხედვით
ასევე არსებობს კლასიფიკაცია ცილის სინთეზში ალიფატური ამინომჟავების მონაწილეობის ბუნების მიხედვით.
- პროტეინოგენური ნაერთები L-სერიიდან, რომლებიც მიმაგრებულია რნმ-ის კონტროლის ქვეშ მყოფი რიბოზომების ცილებს. მათთანმიმდევრობა გენეტიკურად არის კოდირებული. არსებობს მხოლოდ ოცი ასეთი ამინომჟავა.
- არაპროტეინოგენური (არაკოდიციური), არ არის ცილების ნაწილი, მაგრამ ასრულებს მნიშვნელოვან ფუნქციებს (ძირითადად მონაწილეობს მეტაბოლურ პროცესებში). ზოგიერთი მათგანი ტოქსინები და შხამიანია ადამიანისთვის.
მჟავა-ტუტოვანი თვისებების მიხედვით, ალიფატური ამინომჟავები იყოფა 3 ტიპად:
- მჟავე (ასპარტინის და გლუტამინის მჟავები);
- ნეიტრალური, შეიცავს იგივე რაოდენობის ძირითად და მჟავე ჯგუფებს;
- ძირითადი (ჰისტიდინი, არგინინი, ლიზინი და სხვა).
ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებლები
შემდეგი თვისებები დამახასიათებელია ალიფატური ამინომჟავებისთვის:
- სტრუქტურა ბიპოლარული იონების სახით კრისტალურ მდგომარეობაში;
- მაღალი დნობის წერტილი (α-ამინომჟავებს არ აქვთ მკაფიო მნიშვნელობა);
- კარგი ხსნადობა წყალში და ტუტეების, მჟავების წყალხსნარებში;
- ამფოტერული;
- ძირითადი თვისებები მჟავე გარემოში და პირიქით;
- თუ გარემოს pH მეტია იზოელექტრიკულ წერტილზე, მაშინ ალიფატური ამინომჟავები ქმნიან მარილებს ტუტეებთან ერთად, რომლებიც კარგად იხსნება წყალში.
ამ ნივთიერებების ნარევები ნატრიუმის ან კალიუმის მარილებთან ერთად გამოიყენება ბუფერული ხსნარების დასამზადებლად, რომლებიც გამოიყენება ქიმიური ანალიზისთვის.
სინთეზი
Bლაბორატორიულ პირობებში ამ ნაერთების გამომუშავება რთული ამოცანაა, ვინაიდან ისინი ოპტიკურად აქტიურია და ბუნებრივ პირობებში მათი წარმოება ხდება ფერმენტების მონაწილეობით. მაშასადამე, ქიმიურად მიიღება მხოლოდ რაკემული ამინომჟავები, რომლებიც ოპტიკური იზომერების ნარევია.
საწყის მასალად გამოიყენება α-ჰალოკარბოქსილის მჟავები, რომლებიც ამიაკთან ურთიერთქმედებისას წარმოქმნიან ალიფატურ ამინომჟავებს. მიღების სხვა გზებიც არსებობს - კეტომჟავებიდან და მათი წარმოებულებიდან რედუქციური ამინაციის პროცესში, მალონის ეთერიდან, ამინოძმარმჟავა (გლიცინი). სამრეწველო მასშტაბით ამინომჟავების სინთეზისთვის გამოიყენება მიკრობიოლოგიური ტექნოლოგიები. გენეტიკური ინჟინერიის დახმარებით, ეს ნივთიერებები იზოლირებულია ცილის მოლეკულებიდან, რომლებიც წარმოიქმნება სპეციალურად კულტივირებული მიკროორგანიზმების მიერ.
როლი ბუნებაში
მხოლოდ მცენარეებსა და მიკროორგანიზმებში გამოვლენილია 200-ზე მეტი ალიფატური ამინომჟავა და დღესდღეობით მათგან სულ ხუთასზე მეტია. ისინი იმ ანტიბაქტერიული ნივთიერებების ნაწილია (როგორიცაა პენიცილინი), რომლებსაც მიკროორგანიზმები აწარმოებენ და ასევე ქმნიან ბაქტერიების უმეტესობის უჯრედულ კედლებს.
ცხოველთა ორგანიზმში ეს ნივთიერებები ასრულებენ შემდეგ ძირითად ფუნქციებს:
- ცილების, ფერმენტების, ჰორმონების, კოენზიმების და სხვა მნიშვნელოვანი ორგანული ნაერთების სინთეზი;
- ბიოლოგიურად აქტიური ამინების წარმოქმნა (დოფამინი, ნორეპინეფრინი, ეპინეფრინი, სეროტონინი და სხვა);
- მონაწილეობა ნერვული იმპულსების გადაცემაში და მეტაბოლურ პროცესებში.
ადამიანის ტვინის უჯრედებში მიმდინარეობს აქტიური მეტაბოლიზმი ამინომჟავების მონაწილეობით, რომლის კონცენტრაცია 7-ჯერ აღემატება სისხლის პლაზმაში.
სამედიცინო აპლიკაციები
ამ ნაერთების გამოყენება სამკურნალო მიზნებისთვის ეფუძნება მათ უნარს მონაწილეობა მიიღონ აზოტოვანი ელემენტების გაცვლაში და ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების სინთეზში. არსებობს მრავალი პრეპარატი, რომელიც შეიცავს ალიფატურ ამინომჟავებს. ქვემოთ ჩამოთვლილია ზოგიერთი მათგანი და მათი გამოყენება თერაპიულ პრაქტიკაში.
- გლუტამინის მჟავა - ცნს-ის პათოლოგია, ეპილეფსია, ფსიქოზი, გონებრივი ჩამორჩენილობა ბავშვებში, ცერებრალური დამბლა, დაუნის დაავადება.
- მეთიონინი - ღვიძლის ტოქსიკური დაზიანება (ციროზი, მოწამვლა დარიშხანით, ქლოროფორმით და სხვა ტოქსინებით), ასევე ამ ორგანოს დაავადებები ქრონიკული ალკოჰოლიზმის, შაქრიანი დიაბეტის დროს.
- ამინალონი არის ნეიროტროპული აგენტი.
- ცისტეინი - კატარაქტისთვის.
- აცეტილცისტეინი - სასუნთქი სისტემის დაავადებებში, როგორც მუკოლიზური.
