1) Реакция ацилирование – взаимодействие со спиртами:
NаОН
NH3+– CRH – COO- + СН3ОН + НС1 → Н2О + [NH3+– CRH – COOСН3]С1 →
→ NH2–CRH – COOСН3 + NаСl + Н2О
Метиловый эфир аминокислоты.
В организме аспарагиновая и глутаминовая кислоты под действием соответствующих ферментов и АТФ легко ацилируют аммиак с образованием аспарагина и глутамина соответственно:
аспарагинсинтетеза
NH3+– CH – COO- + NH3 NH3+– CH – COO- + Н2О
| АТФ |
СН2СООН СН2СОNH2
Аспарагиновая кислота аспарагин
При взаимодействии двух аминокислот со свободной аминогруппой и с активированной карбоксильной группой образуются дипептиды:
О Н
|| |
NH3+– CRH – COO- + NH2 –CRH – COOН → NH3+– CRH – C – N– CRH – COOН
2) Реакции алкилирования
СН3I СН3I
NH2 – CRH – COOН СН3NН – CRH – COOН
NаОН NаОН
СН3I
(СН3)2 N– CRH – COOН (СН3)3 N+ – CRH – COO-
NаОН Беатин аминокислоты
Окислительно-восстановительные свойства.Тиол-дисульфидное равновесие. Цистеин как все тиолы, выступая восстановителем, легко окисляется, образуя цистин, являющийся дисульфидом цистеина.
NH3+– CH – COO- -2е,- 2Н+ S – СН2 – СН(NH3+)COO-
2 | |
СН2 –SН +2е,+ 2Н+ S – СН2– СН(NH3+)COO-
Цистеин (восстановитель) Цистин (сопряженный окислитель)
При радиационном воздействии в водных средах организма возникают сильные окислители ·ОН, ·НО2, Н2О2 , ·О2, а также и другие токсиканты – короткоживущие сильные восстановители: гидратированный электрон, и атомарный водород. Сопряженный окислитель-восстановитель цистеин-цистин активно взаимодействует и с теми и с другими, нейтрализуя их.
При полном окислении цистеина образуется цистеиновая кислота, которая потом в результате реакции декарбоксилирования образует таурин. Таурин, взаимодействуя с холевой кислотой, образует таурохолевую кислоту, которая участвует в дальнейшем в эмульгировании жиров.
NH3+–CH – COO- [О] NH3+– CH – COO- (- СО2)
| | NH3+– СН2– СН2 –SН
СН2SО3- СН2 –SО3-
Цистеин цистеиновая кислота таурин
Декарбоксилирование.В лабораторных условиях протекает при участии Ва(ОН)2
+NH3– C0RH – C+3OO- + Ва(ОН)2 → NH2–C-1H2R + ВаС+4О3 + Н2О
Окис-ль Вос-ль
При декарбоксилировании α-аминокислот в организме синтезируются биогенные амины, выполняющие важные биологические функции:
Таблица 2. Биогенные амины
Исходная аминокислота | Биогенный амин | Формула амина |
Серин | 2-аминоэтанол (коламин) | NH2CH2CН2OН |
Цистеин | 2-аминоэтантиол | NH2CH2CН2SН |
Лизин | Пентаметилендиамин | NH2 (CH2)5NН2 |
Аспарагиновая кислота | Β-Аланин | NH3+CH2СН2– COO- |
Глутаминовая кислота | Γ-Аминомасляная кислота | NH2CH2CH2CН2COOН |
Гистидин | Гистамин | NH2CH2СН2 NН |
Триптофан | Триптамин | NH2 CH2СН2 N N |
Прямое дезаминирование. Этот процесс характерен для аминокислот у которых в β-положении содержится гидроксильная или тиольная группа.
Вос-ль СОО-
NH3+- C0H – COO- пиридоксальфосфат /
| С-2Н2 = С+1
С-1Н2 –SН - Н2S \
вос-ль ок-ль N+H3
Ок -ль Цистин енаминокислота
СОО-
/ Н2О
С-3Н3 – С+2 СН3 – С – СООН
\\ - NН3 ||
N+Н2 О
α-иминокислота пировиноградная кислота
Трансаминирование. Этот процесс в организме протекает при участии кофермента пиридоксальфосфата и соответствующей трансаминазы. Кофермент пиридоксальфосфат играет роль переносчика аминогруппы.
R - C0H – COO- + R' – C+2 – COOН пиридоксальфосфат
| || трансаминаза
Вос-ль NH3+ ок-ль О
R – C+2 – COOН + R' - C0H – COO-
|| |
О +NH3
Окислительное дезаминирование.а) Взаимодействие с азотистой кислотой. Используется для количественного определения аминных групп в аминокислоте., а также в белках и продуктах распада.
N+3H3– RCH – COO- + НN+3О2 НО – RCH – COOН + N20 + Н2О
Вос-ль Ок-ль
б) Частичное взаимодействие аргинина молекулой кислорода, в результате которого образуется цитруллин, один из продуктов цикла мочевины.
NH2– CH – COO-
| NО-синтетаза
2 (CH2)3NH – C – NH2 + НАДФ(Н) + 3О2 + Н+
||
NH2+
Н СОО-
\ /
С О + НАДФ+ + 2 NО + 2 Н2О
+ / \ ||
Н3N (СН2)3NН – С – NН2
цитруллин
Образующийся оксид азота (II) быстро используется в иммунной системе для устранения ксенобиотиков, а также для регуляции кровяного давления за счет расслабления мышц кровеносных сосудов.
Взаимодействие с нингидрином. Общая качественная реакция α-аминокислот заключается во взаимодействии с нингидрином в водных растворах при нагревании и появлением сине-фиолетовой окраски, интенсивность которой зависит от концентрации α-аминокислот.
Взаимодействие с дегидрогеназой. В организме аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислота подвергаются окислительному дезаминированию под действием соответствующих дегидрогеназ с коферментом НАД+ или НАДФ+.
1 стадия.
NH3+–C0H – COO-
| + НАД+ дегидрогеназа NH2+ = C+2 – COO-+ НАД(Н) + Н+
в-ль СН2 –СН2 – СОО- |
Ок-ль СН2 –СН2 – СОО-
Глутамат α- иминоглутарат
2 стадия
NH2+ = C – COO-
| + Н2О -ООССН2СН2 – С – СОО- + NH4+
СН2 –СН2 – СОО- ||
α- иминоглутарат О 2-оксалоглутарат
2-оксалоглутарат является одним из субстратов цикла Кребса.