Основы биохимии
Определите тип аминокислоты согласно физико-химической, физиологической и структурной классификации, охарактеризуйте химические и кислотно-основные свойства. Приведите реакции с HCl, NaOH, HNO2, CH3OH. Напишите формулу аминокислоты в изоэлектрической точке, а также ее катионную и анионную формы в растворе. В какой из указанных форм данная аминокислота будет находиться при физических значениях рН в организме (рН = 7)?
Ответ: Метионин – мобильный одноуглеродный фрагмент, который используется для метилирования большого числа разных соединений. Незаменимая протеиногенная серосодержащая моноаминокарбоновая аминокислота с неполярным радикалом (α – амино – γ – метилтиомасляная кислота).
CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH
│
NH2
Сокращенное название: «Мет».
Физические свойства – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворяется в воде.
Химические свойства – все аминокислоты содержат карбоксильную группу, обладающую кислотными свойствами и аминогруппу, от которой зависят основные свойства.
Изоэлектрическая точка – 5,74.
1) CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + HCl →
│
NH2
→ CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH Cl -
│
+ NH2
2) CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + NaOH →
│
NH2
→ CH3 – S – (CH2)2 – CH – COONa + H2O (натриевая соль
│ аминокислокислоты).
NH2
3) CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + НО – N = O →
│ (HNO2)
NH2
→ CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + N2 + H2O
│
OH
4) CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + CH3OH →
│
NH2
CH3
→ CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + C = O →
│ CH3
NH2
→ CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH + H2O
│
N = C (CH3)2
Одновременное присутствие в молекуле аминокислоты и кислотного и основного центра приводит к возможности внутримолекулярного взаимодействия с образованием биполярных ионов, или цвиттер – ионов:
CH3 – S – (CH2)2 – CH – COO- + Н+ →
│
NH3
→ CH3 – S – (CH2)2 – CH – COO-
│
+ NH3
В водном растворе α – аминокислоты существуют в виде равновесной смеси биполярного иона, катионной и анионной формы:
+ - H+ + -H+
NH3 – CH – COOH → NH3 – CH – COO- → NH2 – CH – COO-
│ +H+ │ +H+ │
CH3 CH3 CH2
│ │ │
S S S
│ │ │
CH2 CH2 CH2
│ │ │
CH2 CH2 CH2
│ │ │
CH – NH2 CH – NH2 CH – NH2
│ │ │
COOH COOH COOH
Катионная форма Анионная форма
В среде рН = 7 существует в виде диполя.
№2
Напишите формулы дипептидов и трипептидов, построенных из остатков приведенных ниже аминокислот. Сделайте предположение о значении изоэлектрической точки. Приведите их полные названия, сокращенные названия.
1) Глутаминовая кислота, серин;
2) Серин, аланин, метионин.
1) Глутаминовая кислота
HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH
│
NH2
Серин
HOCH2 – CH – COOH
│
NH2
H2O
HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH + HOCH2 – CH – COOH →
│ │
NH2 NH2
H2O
→ HOOC – CH2 – CH2 – CH – C + HOCH – CH – C – OH
│ ║ │ ║
NH2 O NH2 O
Глутамилариновая кислота.
Глу – Сер
рНi = (3,22 + 5,68) / 2 = 4,45
2) Серин
HOCH2 – CH – COOH
│
NH2
Аланин
CH3 – CH – COOH
│
NH2
Метионин
CH3 – S – (CH2)2 – CH – COOH
│
NH2
HOCH2 – CH – COOH + CH2 – CH – COOH +
│ │ │
NH2 H NH2
- 2H2O
+ CH2 – S – (CH2)2 – CH – COOH →
│ │
H NH2
→ HOCH2 – CH – C + CH2 – CH – C +
│ ║ │ ║
NH2 O NH2 O
+ CH2 – S – CH2 – CH2 – CH – COOH
│
NH2
Серилаланилметионин Сер – Ала – Мет
рНi = (5,68 + 6 + 5,74) / 3 = 5,81
№3
Составьте формулу соответствующего триглицерида, назовите его. Приведите реакции со следующими реагентами:
1) I2;
2) H2;
3) HBr.
Рассчитайте йодное число и количество водорода в граммах и литрах, необходимое для полной гидрогенизации 1 килограмма этого жира (условия нормальные).
Остаток линолевой и два остатка линоленовой кислот.
CH – OH C17H31COOH
│
CH2 – OH C17H29COOH
│
CH2 - OH C17H29COOH
CH – OH HO – C – H31C17
│ ║
O - 3 H2O
CH2 – OH + HO – C – H29C17 →
│ ║
O
CH2 – OH HO – C – H29C17
║
O
1 CH – O – C – C17H31
║
O
2 CH2 – O – C – C17H29
║
O
3 CH2 – O – C – C17H29
║
O
1 – линолеоил – 2 - линолеонил – 3 – линолеонилглицерин
H2 – гидрогенизация.
O
║
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)2 – (CH2)4 – CH3
│ O
║
CH2 – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)3 – (CH2)4 – CH3 + 5H2 →
│ O
║
CH2 – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)3 – (CH2)4 – CH3
O
║
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)2 – (CH2)4 – CH3
│ O H H
║ │ │
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH - CH2)3 – (CH2)4 – CH3
│ O H H
║ │ │
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH - CH2)3 – (CH2)4 – CH3
М (С57Н95О6) = 12*5 + 95*1 + 16*6 = 875
875 г триглицерида присоединяет 10 г Н2
1000 г Х
Ответ: Х = 11,43 г Н2
V моль любого газа = 22,4 л, то
875 г/моль требует 5*22,4 л Н2
1000 г Х1
Ответ: Х1 = 128 л Н2
Йодное число
O
║
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)2 – (CH2)4 – CH3
│ O
║
CH2 – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)3 – (CH2)4 – CH3 + 5I2 →
│ O
║
CH2 – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)3 – (CH2)4 – CH3
O
║
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH = CH2)2 – (CH2)4 – CH3
│ O I I
║ │ │
→ CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH – CH2)3 – (CH2)4 – CH3
│ O I I
║ │ │
CH – C – (CH2)6 – (CH2 – CH – CH2)3 – (CH2)4 – CH3
5 моль I = 1270 (М (I2) = 254 г / моль)
875 г жира присоединяет 5*254 г I
10 г Х2
Ответ: Х2 = 145,14
Реакция с HBr.
O
||
CH - C - (CH2)6 - (CH2 - CH = CH2)2 - (CH2)4 - CH3
O
| ||
CH2 - C - (CH2)6 - (CH2 - CH = CH2)3 - (CH2)4 - CH3 + 5HBr →
O
| ||
CH2 - C - (CH2)6 - (CH2 - CH = CH2)3 - (CH2)4 - CH3
O
||
CH - C - (CH2)6 - (CH2 - CH = CH2)2 - (CH2)4 - CH3
O HBr HBr
| || | |
→ CH2 - C - (CH2)6 - (CH2 - CH - CH2)3 - (CH2)4 - CH3
O HBr HBr
| || | |
CH2 - C - (CH2)6 - (CH2 - CH - CH2)3 - (CH2)4 - CH3
№4
Назовите следующие триглицериды и продукты их гидролиза в щелочной и нейтральной среде. Приведите уравнения соответствующих реакций.
