Ogolne


HYDROKSYKWASY

  • związki zawierające w cząsteczkach grupy karboksylowe i hydroksylowe.

0x01 graphic

przykłady:

0x01 graphic

Kwas mlekowy
Kwas mlekowy ma dwa enancjomery:

  • prawoskrętny (kwas(+)mlekowy) tworzy się w mięśniach podczas pracy fizycznej powodując uczucie bólu mięśni.

  • lewoskrętny (kwas(-)mlekowy) jest produktem fermentacji niektórych cukrów pod wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie. (znajduje się w zsiadłym mleku, ogórkach kiszonych, kapuście)

0x01 graphic

  • hydroksykwasy   związki w których cząsteczkach grupy OH i COOH są związane z tym samym atomem węgla

  • hydroksykwasy związki w których cząsteczkach grupy OH i COOH są przy sąsiednich atomach węgla

  • hydroksykwasy γ gdy rozdzielają je dwa atomy węgla; hydroksykwasy δ gdy rozdzielają je trzy atomy węgla

reakcje charakterystyczne:

1. Tworzenie poliestrów w reakcji estryfikacji

  • Obecność grup: hydroksylowej i karboksylowej w cząsteczce powoduje że związki te mogą reagować same ze sobą.
    Grupa karboksylowa jednej cząsteczki reaguje z grupą hydroksylową innej cząsteczki tworząc
    wiązanie estrowe.
    Reakcja ta przebiega dalej aż do utworzenia
    poliestru - związku o długim łańcuchu z rozmieszczonymi w nim regularnie grupami estrowymi.

0x01 graphic

0x01 graphic

  • 2. Wewnątrzcząsteczkowa reakcja estryfikacji. Reakcja zachodzi w obrębie tej samej cząsteczki (γ i δ hydroksykwasu) dając ester cykliczny zwany laktonem.

0x01 graphic

Otrzymywanie:

  • Kwas mlekowy otrzymuje się syntetycznie przez chlorowanie kwasu propanowego a następnie podstawienie atomu chloru grupą hydroksylową. Produktem jest racemat kwasu mlekowego.

0x01 graphic

zastosowanie:

0x01 graphic

  • kwas salicylowy - stosowany do odkażania (ma działanie bakteriobójcze).

0x01 graphic

  • salicylan metylu - składnik maści przeciwreumatycznych.

0x01 graphic

  • kwas acetylosalicylowy - główny składnik aspiryny.

0x01 graphic

    • kwas winowy i kwas cytrynowy 
      - występują w owocach i są stosowane w przemyśle spożywczym

  • Wiele hydroksykwasów występuje w przyrodzie będąc produktami reakcji przebiegających w organizmach żywych głównie komórkowego utleniania węglowodanów.

Kwas salicylowy

kwas
o-hydroksybenzoesowy

0x01 graphic

  • Kwas salicylowy wykazuje właściwości kwasu karboksylowego:

  • odczyn kwasowy; wypiera słabsze kwasy z ich soli (np. kwas węglowy)

  • Fioletowe zabarwienie roztworu po dodaniu chlorku żelaza świadczy o obecności grupy fenylowej.

  • ma działanie bakteriobójcze. (jego 70% roztwór w alkoholu etylowym - to spirytus salicylowy)

  • otrzymywany w reakcji fenolanu sodu z CO­2 w podwyższonej temperaturze i przy zwiększonym ciśnieniu oraz zakwaszenie rozcieńczonym kwasem siarkowym.

Kwas acetylosalicylowy

0x01 graphic

  • powstaje w reakcji kwasu salicylowego z bezwodnikiem kwasu octowego

0x01 graphic

AMINOKWASY

  • związki dwufunkcyjne zawierające w swych cząsteczkach grupy karboksylowe i aminowe.

0x01 graphic

przykłady:

0x01 graphic

Właściwości fizyczne aminokwasów:

  • są związkami krystalicznymi

  • rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych (woda, alkohol etylowy), nie rozp się w rozpuszczalnikach niepolarnych (benzen, eter, heksan)

  • mają wysokie temp topnienia

Właściwości glicyny:

  • roztwór wodny glicyny jest obojętny ponieważ obecne w cząsteczce grupy: karboksylowa
    i aminowa ulegają wewnętrznemu zobojętnieniu.

  • tworzy się sól wewnętrzna w rezultacie przeniesienia jonu H­+ od grupy karboksylowej do aminowej.

0x01 graphic

a) Sól taka może reagować zarówno z kwasami jak I z zasadami.

0x01 graphic

0x01 graphic

b) Reakcja kondensacji - zachodzi pomiędzy grupą aminową I karboksylową dwóch aminokwasów.

0x01 graphic

0x01 graphic

Powstały produkt nadal ma grupę aminową i karboksylową i może reagować dalej w reakcji kondensacji. Związki powstałe w wyniku kondensacji aminokwasów, noszą nazwę peptydów.

Reakcją odwrotną do redakcji kondensacji jest reakcja hydrolizy

0x01 graphic

Za pomocą tej reakcji można ustalić, z jakich aminokwasów składał się peptyd.

c) Ogrzewanie i δaminokwasów prowadzi do powstania cyklicznych laktamów.
Reakcja kondensacji zachodzi pomiędzy grupą aminową i karboksylową tego samego aminokwasu. - wewnątrzcząsteczkowa reakcja kondensacji.

0x01 graphic

Pierścienie laktamowe są elementami składowymi penicyliny.

Penicylina - antybiotyk odkryty przez Fleminga w 1929 r. z produktów przemiany materii pleśniaka Penicillium notatum. Najczęściej stosowana jest penicylina G (benzylopenicylina).

0x01 graphic

Otrzymywanie:

1. Reakcja fluorowcopochodnych kwasów karboksylowych z amoniakiem.

0x01 graphic

2. Hydroliza białek i peptydów.

0x01 graphic

Podział aminokwasów:

a) ze względu na ilość grup karboksylowych i aminowych:

  • obojętne (1 grupa -NH2 1 grupa -COOH)

  • kwaśne (1 grupa -NH2 2 grupy -COOH)

  • zasadowe (2 grupy -NH2 1 grupa -COOH)

  • obojętne z układem cyklicznym

b) ze względu na polarność grup R w sąsiedztwie węgla .

0x01 graphic

Aminokwasy białkowe

  • Białka zbudowane są z reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Ze wszystkich znanych białek wyodrębniono tylko 25 aminokwasów tzw. białkowych.

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

  • W aminokwasach białkowych jedna grupa aminowa jest związana z tym samym atomem węgla, z którym związana jest grupa karboksylowa oraz atom wodoru. Ten atom węgla określa się jako atom węgla .

  • Wszystkie aminokwasy białkowe są -aminokwasami. Z atomem węgla  związane są cztery różne podstawniki a więc są to cząsteczki chiralne i mogą występować w dwóch odmianach czynnych optycznie (enancjomerach).

  • Konfiguracja grup związanych z atomem węgla  jest dla wszystkich aminokwasów białkowych taka sama i oznacza się ją jako L. Wszystkie aminokwasy białkowe są więc L--aminokwasami.

0x01 graphic

0x01 graphic

Peptydy - związki zbudowane z kilku (conajmniej dwóch) reszt aminokwasowych. Peptydy zbudowane z dwóch reszt aminokwasowych to dwupeptydy, z trzech - tripeptydy, z czterech - tetrapeptydy itd.
(Do 10 reszt mają oligopeptydy).
Polipeptydy zawierające więcej niż 100 reszt aminokwasowych noszą nazwę białek.
Naturalne peptydy I białka są zbudowane z reszt aminokwasów białkowych powiązanych wiązaniami peptydowymi.

Glutation - tripeptyd zbudowany z reszt trzech aminokwasów: kwasu glutaminowego, cysteiny I glicyny.

Glutation występuje w komórkach wielu tkanek roślinnych i zwierzęcych, gdzie odgrywa zasadniczą rolę w procesach redoks, ponieważ może stabilizować wolne grupy -SH. Biosynteza zachodzi w wątrobie. W komórce występuje w dwóch formach: zredukowanej (GSH) lub utlenionej (GSSG), którą stanowią dwie cząsteczki glutationu połączone mostkiem disulfidowym.

0x01 graphic

  • Skrócone nazwy polipeptydów zapisuje się w taki sposób, że z lewej strony umieszcza się symbol aminokwasu zawierającego wolną grupę aminową, a z prawej karboksylową.
    Więc peptyd Glu-Cys-Gly oznacza inny peptyd niż Gly-Cys-Glu.

  • Sekwencja (kolejność) reszt aminokwasowych w łańcuchach peptydowych nosi nazwę struktury pierwszorzędowej peptydów (białek). (Jest utrzymywana za pomocą wiązań peptydowych)

  • Strukturą drugorzędową nazywa się układ przestrzenny łańcuchów peptydowych, wynikający z występowania wiązań wodorowych i mostków disulfidowych. Wiązania wodorowe występują między grupami:
    0x01 graphic

    dwóch różnych wiązań peptydowych:
    0x01 graphic

  • Istnieją dwa modele drugorzędowej struktury białka:

  • struktura - heliksa - (prawoskrętna linia śrubowa), wiązania wodorowe między grupami należącymi do sąsiednich zwojów heliksy

  • struktura - wiązaniami wodorowymi połączone są dwa wyprostowane łańcuchy położone równolegle obok siebie.

  • Struktura trzeciorzędowa opisuje układ przestrzenny zwiniętego w heliksę łańcucha peptydowego.
    (Stabilizują mostki disulfidowe, wiązania wodorowe, siły Van der Waalsa)

  • Struktura czwartorzędowa opisuje wzajemny układ przestrzenny poszczególnych łańcuchów polipeptydowych w cząsteczkach białek. (Wykazują białka o innym rodzaju wiązań (niesulfidowe i niepeptydowe)

BIAŁKA

  • substancje o dużej masie cząsteczkowej (>10000 m) składające się z reszt aminokwasowych (ponad 100 reszt aminokwasów) połączonych wiązaniami peptydowymi

  • białka stanowią 50% suchej masy komórki;

  • wiążą wodę niezbędną do procesów życiowych;

  • biorą udział w regulacji ciśnienia koloidoosmotycznego;

  • uczestniczą w utrzymaniu stałego pH;

  • transportują różnego rodzaju związki i jony;

  • mają udział w procesie krzepnięcia krwi;

  • decydują o właściwościach odpornościowych organizmu.

Podział białek:

  1. ze względu na pochodzenie

    • roślinne

    • zwierzęce

    • wirusowe

    • bakteryjne

  • ze względu na ich funkcje biologiczne

    • enzymy

    • transportowe (hemoglobina, albumina osocza, lipoproteiny)

    • strukturalne (kolagen, elastyna, keratyna, glikoproteiny)

    • odpornościowe i ochraniające (g-globulina, fibrynogen)

    • biorące udział w skurczu (miozyna)

    • białka błon komórkowych

    • hormony (insulina, glukagon, ACTH, ADH)

    • toksyny (jad węża)

    1. ze względu na rozpuszczalność i kształt cząsteczki

      • fibrylarne - nierozpuszczalne w wodzie; o strukturach włóknistych; odporne na działanie kwasów, zasad i proteaz

      • globularne - rozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych roztworach soli o kształtach kulistych lub elipsoidalnych

  • ze względu na skład chemiczny (Hoppe - Seyler 1875)

    • proste (czyste) - w wyniku hydrolizy powstają tylko aminokwasy

    • skoniugowane (złożone) - w wyniku hydrolizy powstają aminokwasy i inne składniki.

    Właściwości białek:

    1. Mają charakter wielkocząsteczkowy, ich roztwory wykazują cechy koloidów

    2. Mają zdolność wiązania jonów
      Koagulacja - zlepianie się cząstek koloidu w większe skupienia, co może spowodować wytrącenie się osadu substancji tworzącej koloid. Jest to spowodowane wprowadzeniem do roztworu jonów naładowanych przeciwnie niż cząstki koloidu, umożliwiające zbliżenie się tych cząstek do siebie. Koagulacji zapobiega obecność emulgatorów.

    3. Wędrują w polu elektrycznym dzięki posiadaniu ładunku elektrycznego (elektroforeza)

    4. Ulegają wysalaniu pod wpływem soli ((NH4)2SO4, Na2SO4, NaCl)
      Wysalanie - wydzielanie się substancji z roztworu wodnego pod postacią osadu na skutek dodania rozpuszczalnej w wodzie soli. Sól ta nie wchodzi w reakcję chemiczna a jedynie zmniejsza rozpuszczalność przez odciągnięcie molekuł wody solwatujących cząsteczki tej substancji i utworzenie powłok solwatacyjnych wokół swych jonów.

    5. Są optycznie czynne (skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego w lewo) z wyjątkiem glicyny,
      -alaniny.

    6. Ścinają się pod wpływem wysokiej temperatury.

    7. Mają duży współczynnik załamania światła (który zależy liniowo od stężenia)

    8. Pochłaniają światło UV przy 280 nm.

    9. Ulegają denaturacji pod wpływem: wysokiej temperatury; mocznika; stężonych kwasów; soli metali ciężkich; stężonych alkoholi; detergentów

    denaturacja - zniszczenie struktury cząsteczki białka przez rozerwanie wiązań wodorowych i
    mostków disulfidowych.

    Reakcje barwne stosowane do oznaczania białka

    0x01 graphic

    3



    Wyszukiwarka