Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Химические свойства аминокислот




Читайте также:
  1. II.4. Классификация нефтей и газов по их химическим и физическим свойствам
  2. IX.3.1.3. Основные химические вещества
  3. L-аминокислота D-аминокислота
  4. V. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ДЕЙСТВИЯ ВРЕМЕНИ
  5. А. Свойства и виды рецепторов. Взаимодействие рецепторов с ферментами и ионными каналами
  6. Алгоритм. Свойства алгоритма. Способы описания алгоритма. Примеры.
  7. Алгоритмы, их свойства и средства описания
  8. Аминокислота глицин — основной ингибирующий нейромедиатор спинного мозга. В тканях мозга его немного, но это небольшое количество совершенно необходимо.
  9. Аминокислоты
  10. Аминокислоты

Так как аминокислоты имеют в своем составе как кислотную, так и основную группы, они способны реагировать и с кислотами, и с основаниями, т. е., можно сказать, что аминокислоты являются амфотерными органическими соединениями.

Химические свойства аминокислот определяются их радикалами:

реакции солеобразования протекают по аминной и карбоксильной группам;

реакции окисления-восстановления – по –SH- и -S-S-группам;

реакции алкилирования (взаимодействия с гидроксильными группами спиртов) и ацилирования по NH2-, OH- и COOH-группам;

реакция фофорилирования - по OH-группам.

 

Пептидная связь. Структура пептидной связи

В определенных условиях (например, при воздействии определенных ферментов), аминокислоты способны реагировать друг с другом. В результате взаимодействия α-аминогруппы (—NH2) одной аминокислоты с α-карбоксильной группой (—СООН) другой аминокислотывозникаетпептидная связь.

Образование пептидной связи можно представить себе, как отщепление молекулы воды от присоединяющихся к друг другу карбоксильной и аминогрупп (Рис. 1.9):

 

Рис. 1.9 Образование пептидной с вязи

Пептидная связь, характерная для первичной структуры белков, не является полностью одинарной. Её длина составляет 0.132 нм, что является средним значением между истинной одинарной связью C-N (0.149 нм) и истинной двойной связью C=N (0,127 нм). По некоторым данным, пептидная связь является частично двойной и частично одинарной:

 

Рис 1.10. Пептидная связь

Пептидная связь имеет плоскую структуру(планарная связь), т. е. все четыре атома (C, N, O, H) лежат в одной плоскости, и характеризуется определённой жёсткостью, т. е..

Эти свойства пептидной связи обеспечиваются так называемой sp2-гибридизацией электронов N и С' атомов,отсутствием вращения вокруг C´-N связи

Давайте более подробно остановимся на тонкой (электронной) структуре пептидной связи.

Электронные формулы C, N и O:

Углерод, азот и кислород относятся ко 2-му периоду, т. е. имеют два энергетических уровня. На втором (внешнем) энергетическом уровне локализованы два энергетических подуровня: s и p.Электронные формулы этих элементов имеют следующий вид:



Углерод C 1s2 2s2 2p2

Азот N 1s2 2s2 2p3

Кислород O 1s2 2s2 2p4

 

Рис. 1.11 Энергетические уровни атома углерода

Образованию ковалентной пептидной связи предшествует sp2-гибридизация атомных орбит атомов углерода и азота.

Рис. 1.12 sp2 гибридизация

sp2-гибридизация преобразует одну сферическую s- и две вытянутые p-орбиты электронов атома в три sp2-орбиты. Эти три орбиты вовлекают атом в три ковалентные связи, лежащие в одной плоскости.

Вовлеченные в sp2-гибридизацию электроны ковалентно связанных C' и N атомов создают "делокализованное" электронное облако, охватывающее оба эти атома, и распространяющиеся также — через связь С-О — на атом О (именно поэтому связи C'=N и C=O рисуются как равноправные "полуторные").

 

Рис. 1.13 Делокализация ковалентной связи при образовании пептидной связи

Ковалентная связь считается локализованной, если ее электронная пара находится в поле двух ядер и связывает только два атома.

Делокализованная связь – связь, электронная пара которой рассредоточена между несколькими (более 2) ядрами атомов. Такая делокализация (рассредоточение) электронов характерна для сопряженных π-связей, т.е. кратных связей, чередующихся с одинарными.



Рассредоточение электронов – энергетически выгодный процесс, т.к. приводит к снижению энергии молекулы. Необходимым условием делокализации р-электронов является π-перекрывание р-атомных орбиталей соседних sp2-атомов.

Однако у C и N атомов есть еще p-электроны кроме тех, что уже задействованных в sp2 орбитах. И так как эти p-орбиты имеют форму "восьмерок", перпендикулярных всем трем sp2-орбитам, то дополнительная связь этих p-электронов — связь, требующая сближения "восьмерочных" орбит и "обобществления" (т.е. переходов с атома на атом) находящихся на них электронов, - это обобществление p-электронов препятствует вращению вокруг С'-N связи.

Атом кислорода карбоксильной группы и атом водорода аминогруппы могут находятся в цис- или транс-положении относительно связи –C-N-.

Рис. 1.14 Цис- и транс-форма пептидной связи

Экспериментально доказана большая устойчивость транс-формы.

 


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 50; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты