s
Sesiya.ru

Химические свойства - аминокислот

Информация о работе

Тема
Химические свойства - аминокислот
Тип Статьи
Предмет Биотехнология
Количество страниц 21
Язык работы Русский язык
Дата загрузки 2015-03-31 16:25:10
Размер файла 378.56 кб
Количество скачиваний 15
Скидка 15%

Поможем подготовить работу любой сложности

Заполнение заявки не обязывает Вас к заказу


Скачать файл с работой

Помогла работа? Поделись ссылкой

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - АМИНОКИСЛОТ

Аминокислоты как гетерофункциональные соединения вступают в реакции, характерные как для карбоксильной группы так и для

аминогруппы. Некоторые химические свойства -аминокислот обусловлены наличием функциональных групп в радикале.

Комплексообразующие свойства. Аминокислоты как полидентатные лиганды, кроме обычных солей, способны образовывать хелатные комплексы с катионами d-металлов. При этом донорами электронных пар выступают как аминогруппа, так и ионизованная карбоксильная группа аминокислот. Например, все -аминокислоты со свежеприготовленным раствором Cu(OH)2 образуют растворимый электронейтральный комплекс, окрашенный в ярко-синий цвет:

Эту реакцию можно использовать также в качестве неспецифического метода обнаружения -аминокислот.

2 H3N-CH-COO + Cu(OH)2

R





37

R NH2 O O
Cu + 2 H2O
O

R
O H2N



Кислотные и основные -аминокислоты, содержащие дополнительные протонодонорные или протоноакцепторные группы, являются более активными лигандами, по сравнению с нейтральными аминокислотами. Особую активность с позиции комплексообразования с катионами биометаллов и в соответствии с теорией жестких и мягких реагентов проявляют цистеин и гистидин, так как они содержат легкополяризуемые («мягкие») группы, соответственно тиольную и имидазольную. Эти группы образуют достаточно прочные связи с «мягкими» катионами биометаллов. Высокая комплексообразующая способность этих аминокислот за счет активных групп заместителя сохраняется в пептидах и белках их содержащих.

Реакции комплексообразования аминокислот играют чрезвычайно важную роль в поддержании металло-лигандного гомеостаза, а также хелатотерапии. Знание комплексообразующих свойств аминокислот позволяет понять соответствующие свойства пептидов и белков.

Образование N-ацильных производных. При ацилировании аминокислот галогенангидридами или ангидридами карбоновых кислот получаются соединения, которые можно рассматривать либо как N-
ацильные производные, либо как N-замещенные амиды.
CH -COOH + C H C O NaOH,H2O CH2-COOH


2 6 5 Cl -NaCl O

H2N
NH-C
глицин C6H5
N-бензоилглицин
При гидролизе N-ацилпроизводных образуются исходные -амино-кислоты. Поэтому реакция ацилирования широко используется для защиты аминогруппы.

CH -COOH + (CH CO) O 25 oC CH2-COOH

2 3 2 -CH3COOH O
NH2
NH-C CH3
глицин
N-ацетилглицин




38


O
Защита аминогруппы -аминокислот имеет важное значение в синтезе пептидов. Однако общепринятый способ удаления защитной группы с помощью гидролиза в кислой среде неприемлем из-за опасности одновременного расщепления пептидной связи в молекуле синтезируемого пептида. Это вызывает необходимость использования специальных методов. Широко распространен прием карбобензоксизащиты, где ацилирующим реагентом служит бензилхлорформиат (карбобензоксихлорид или бензиловый эфир
хлормуравьиной кислоты).
O ~20 oC H CH -O-C O
C
C H CH OH + Cl-C-Cl

6 5 2 -HCl 6 5 2 Cl
бензиловый фосген
спирт бензилхлорформиат






C6H5CH2-O-C Cl + CH2-COOH -HCl
бензилхлорформиат NH2 глицин

CH-COOH

NH-C-OCH2C6H5

O N-бензилоксикарбонилглицин
(N-защищенный глицин)

В качестве защитной группы используют также трет-бутоксикарбонильную (Вос) группу. В этом случае в качестве
ацилирующего реагента служит трет-бутоксикарбоксазид.
O
(CH ) C-O-C +
CH -COOH CH2-COOH

3 3 2 -HN3 O
N3
NH2
NH-C
трет-бутокси- глицин
карбоксазид O-C(CH )
(Boc-N3) 3 3
N-трет-бутоксикарбонил-

глицин
(N-защищенный глицин)

Защитная карбобензоксигруппа (бензилоксикарбонильная группа) удаляется без нарушения пептидных связей при каталитическом гидрогенолизе, т.е. при действии водорода в присутствии палладиевого


39

катализатора при обычной температуре. Кроме того, удаление этой защитной группы можно провести смесью бромоводородной и трифторуксусной кислот без нагревания.

H2, Pd/CaCO3 + CH3



CH2CHOO
O -CO2
NH3
C6H5CH2-O-C CH2Br

NH HBr/CF3COOH
CH2COOH +
CH2

-CO2


COOH NH3 Br


Легкость расщепления связей при гидрогенолизе обусловлена термодинамической устойчивостью образующейся промежуточной частицы – бензильного катиона. Этот же принцип, т.е. легкость отщепления защитной группы за счет образования термодинамически устойчивой промежуточной частицы, использован и в случае трет-бутоксикарбоксазида.

Защитная трет-бутоксикарбонильная группа (Вос-группа) легко отщепляется без нагревания при действии 1н. раствора хлороводорода в безводном метаноле или трифторуксусной кислоты. В качестве промежуточной частицы образуется относительно устойчивый трет - бутилкатион, который затем превращается в 2-метилпропен (изобутилен).

CH -COOH HCl, CH3OH CH COOH +CH -C=CH
2 O -CO2 2 3 2

NH3 Cl CH3
NH-C
O-C(CH3)3


Образование эфиров. При этерификации -аминокислот спиртами в присутствии кислотного катализатора (газообразный хлороводород) с хорошим выходом получаются сложные эфиры в виде гидрохлоридов. Для выделения свободных эфиров реакционную смесь обрабатывают газообразным аммиаком или триэтиламином (все реактивы должны быть безводными во избежание гидролиза эфиров).





40

CH2-COOH C2H5OH CH2COOC2H5
HCl (сухой), 25 оС

NH 2 NH Cl
3
глицин

(C2H5)3.N CH2-COOC2H5 -(C2H5)3N HCl NH2

этиловый эфир глицина

Для получения бензиловых эфиров аминокислот в качестве катализатора используют бензолсульфоновую кислоту. Выделяющуюся воду отгоняют в ходе реакции.
C H SO H

H3N-CH2COO + C6H5CH2OH 6-H52O 3
глицин бензиловый
спирт
H3N-CH2COOCH2C6H5 C6H5SO3

О-бензилглицинбензолсульфонат

Сложные эфиры -аминокислот не имеют диполярного строения, поэтому, в отличие от исходных кислот, они растворяются в органических растворителях и обладают летучестью. Так, глицин – кристаллическое вещество с высокой температурой плавления (292 оС), а его метиловый эфир – жидкость с температурой кипения 130 оС. Впервые перегонка

метиловых -аминокислот была произведена Э.Фишером (1901). С этого момента эфирный метод вошел в практику разделения -аминокислот, что открыло путь к анализу белковых гидролизатов. Анализ эфиров - аминокислот проводят с помощью газожидкостной хроматографии.

Образование галогенангидридов. При действии на -
аминокислоты с защищенной аминогруппой тионилхлоридом (SOCl2) или хлорокись фосфора (POCl3) образуютcя хлорангидриды -аминокислот:

C6H5CH2-O-C-NH-CH2-COOH + SOCl2

O

N-бензилоксикарбонилглицин







41


42
O
C6H5CH2-O-C-NH-CH2-C + SO2 + HCl
O Cl

хлорангидрид N-бензилоксикарбонилглицина

Перевод в галогенангидриды использовался в синтезе пептидов как

способ активации карбоксильной группы -аминокислот. Однако из-за большой реакционной способности галогенангидридов селективность реакции ацилирования с их участием была невысокой (образовывалось много побочных продуктов), поэтому более подходящим способом активации явилось превращение кислоты в ангидрид. Ангидриды по сравнению с галогенангидридами обладают несколько меньшей ацилирующей способностью, но большей избирательностью.

В синтезе пептидов используют смешанный ангидрид -аминокислоты

и этилхлорформиата, образующийся при взаимодействии защищенной по

аминогруппе -аминокислоты с этилхлороформиатом. O
C6H5CH2-O-C-NH-CH2-COOH + C2H5-O-C

O Cl N-бензилоксикарбонилглицин этилхлоркарбонат

C6H5CH2-O-C-NH-CH2-C-O-C-O-C2H5

O O O

смешанный ангидрид N-бензилоксикарбонилглицина и этилкарбоната

Образование N-алкилзамещенных -аминокислот.

Моноалкилирование аминогруппы не всегда протекает избирательно. Избирательность этой реакции зависит от характера алкилирующего агента. Как правило, в реакции образуется смесь моно- и диалкилзамещенных аминокислот. Более того, при использовании избытка галогеналкана диалкилзамещенная аминокислота алкилируется дальше до получения триалкилзамещенной аимнокислоты. Протеканию реакции алкилирования по атому азота аминокислот способствует
щелочная среда.
H2N-CH2COOK CH3I, KOH CH3NH-CH2COOK -KI, -H2O


CH3I, KOH (CH3)2N-CH2COOK CH3I, KOH
-KI, -H2O
-KI, -H O
2

(CH3)3N-CH2COOK

Образующееся в итоге соединение имеет фиксированную биполярно-ионную структуру и называется бетаином аминокислоты, а в случае глицина – просто бетаином. В бетаине атом азота имеет положительный заряд и поэтому бетаин может быть источником метильной группы для нуклеофильного центра другого соединения, т.е. метилирующим реагентом. В организме с помощью бетаина протекает реакция трансметилирования, например алкилирование гомоцистеина с образованием метионина:

(CH3)3N-CH2COOK + H3N-CH-COO

бетаин CH2CH2SH гомоцистеин


(CH3)2N-CH2COOK + H3N-CH-COO
CH2CH2SCH3

Калиевая соль метионин N,N-диметилглицина

Образование оснований Шиффа. При взаимодействии -

аминокислот с альдегидами образуются замещенные имины (основания
Шиффа) через стадию образования карбиноламинов. OH
NH-
CH-R
H2N- CH-COOH + R-CH=O R-
CH-COOH
-H2O



R карбиноламин

-аминокислота альдегид
N=CH-R

R-CH-COOH

замещенный имин (основание Шиффа)




43

Формальдегиды в слабощелочной среде (рН 7) легко вступает в реакцию нуклеофильного присоединения с -аминокислотами, содержащими свободную аминогруппу. В результате образуются относительно устойчивые карбиноламины – N-метилольные производные. При избытке формальдегида образуется N,N-диметилольное производное аминокислоты:

H2N- CH-COOK + H2C=O KOH HOCH2HN -CH-COOK


R
R
N-метилольное производное аминокислоты

HOCH2
H2C=O N-CH-COOK
KOH HOCH2 R
N,N-диметилольное производное аминокислоты

В таких производных аминокислот основность атома азота сильно

уменьшается из -за электроноакцепторных заместителей. Реакцию - аминокислот с формальдегидом используют для количественного

определения -аминокислот методом формольного титрования (метод Серенсена), где в качестве титранта используется щелочь (индикатор фенолфталеин). Большая склонность аминогрупп в аминокислотах или белках реагировать с формальдегидом приводит к необратимой денатурации белков в его присутствии. Этим объясняются высокая токсичность формальдегида и его стерилизующая способность.

Окислительно-восстановительные реакции. -Аминокислоты вступают в разнообразные окислительно-восстановительные реакции, сопровождаемые изменением степеней окисления углеродных атомов. Эти реакции происходят как внутримолекулярно, так и межмолекулярно.

Среди всех природных -аминокислот особенно чувствителен к действию окислителей цистеин, легко окисляемый за счет атома серы тиольной группы (-SH) в цистин, содержащий дисульфидную (-S-S-) группировку.

-2e, -2H
NH -CH-COO S-CH2CH(NH3)COO

3
+2e, +H
CH2-SH
S-CH2CH(NH3)COO

цистеин цистин
(восстановитель) (сопряженный окислитель)


44


Цистеин и цистин составляют сопряженную восстановительно-окислительную пару, для которой характерно тиол-дисульфидное равновесие. Поэтому цистеин является эффективным антиоксидантом, выполняя защитные функции при воздействии на организм сильных окислителей благодаря восстановительным свойствам тиольной группы. Цистеин был первым препаратом, проявившим противолучевое действие, который уменьшал степень лучевого поражения и повышал выживаемость больных.

Биологически важные химические реакции. Ряд важных

химических превращений -аминокислот, осуществляемых в организме под действием различных ферментов, имеют общий механизм, обусловленный участием одного и того кофермента – пиридоксальфосфата, прочно связанного с ферментом ковалентной связью.

Пиридоксальфосфат и -аминокислота образуют альдимин I путем взаимодействия альдегидной группы и аминогруппы -аминокислоты.
В альдимине I электронная плотность сопряженной системы смещена к протонированному пиридиновому атому азота, за счет чего возникает
сильная поляризация связей -углеродного атома аминокислоты. В зависимости от того, какая из этих трех связей будет принимать участие в дальнейшей реакции (что определяется природой фермента), в конечном счете, могут осуществляться процессы трансаминирования, декарбоксилирования, элиминирования, рацемизации, альдольного расщепления и др. Общность этих существенно различающихся по конечному результату процессов заключается в том, что каждый из них реализуется через стадию образования альдимина I.

O CH=O
O-POCH2 OH
NH2-CH-COO + O
R N CH3
H
пиридоксальфосфат









45

R-CH-COOH
O
HC N H
O-POCH2
O
O
N CH3 H

альдимин I

Декарбоксилирование. Процесс декарбоксилирования - аминокислот ведет к образованию биогенных аминов.



декарбоксилаза +
NH -CH-COO +пиридоксальфосфат R-CH -NH + CO


3 2 2 2

R амин
-аминокислота
-Аминокислоты содержат в -положении к карбоксильной группе электроноакцепторную аминогруппу (точнее, протонированную аминогруппу [-NH3]+), что объясняет их способность к декарбоксилированию.

В лабораторных условиях эта реакция протекает при нагревании - аминокислот в присутствии поглотителей диоксида углерода, например гидроксида бария Ba(OH)2.
NH2-C-COOH + Ba(OH)2 t oC R-CH2-NH2 + BaCO3
-H2O
R

Декарбоксилирование в организме. Декарбоксилирование аминокислот происходит сравнительно легко в тканях животных и растений, но особенно оно характерно для микроорганизмов. Процесс происходит с участием ферментов декарбоксилаз и кофермента пиридоксаль-фосфата. Эта реакция осуществляется за счет разрыва в

альдимине I полярной связи между -углеродным атомом и карбоксилатной группой. Промежуточная «хиноидная» форма за счет присоединения протона превращается в альдимин Iа, в результате гидролиза которого получаются пиридоксальфосфат и биогенный амин.







46

R-CH--COO CH-R

H C N H H C N H
P OCH2 O P OCH2 O
+H
N -CO2 .. CH3
CH3 N
H H
альдимин I "хиноидная" форма

Биогенные амины в организме выполняют важные биологические

функции. Например, -аминомасляная кислота (ГАМК), образующаяся при декарбоксилировании глутаминовой кислоты, является нейромедиатором, принимает участие в обменных процессах, происходящих в головном мозге. В медицинской практике эта кислота под названием гамалон, или аминалон, применяется при лечении нервно-психических заболеваний. Большое биологическое значение имеет декарбоксилирование многих природных -аминокислот – серина, цистеина, лизина, триптофана, аспаргиновой кислоты и др.

R-CH2
H C N H C O
H OH
P OCH2 O P OCH
2
H2O +
N CH3
N CH3
H H
альдимин Ia пиридоксальфосфат
+ R-CH2-NH2

биогенный амин

Трансаминирование. Это основной путь биосинтеза -аминокислот

из -оксокислот. Донором аминогруппы служит -аминокислота, имеющаяся в клетках в достаточном количестве или избытке, а ее
акцептором - -оксокислота. -Аминокислота при этом превращается в -



47

оксокислоту, а -оксокислота – в -аминокислоту с соответствующим строением радикалов. В итоге трансаминирование представляет собой обратимый процесс взаимообмена амино- и оксогрупп. Пример такой реакции – получение L-глутаминовой кислоты из -оксоглутаровой кислоты. Донорной -аминокислотой может служить, например, L-аспарагиновая кислота.

донорная -аминокислота акцепторная -оксокислота

HOOCCH2 CHCOOH + HOOCCH2CH2CCOOH

O
NH2
L-аспарагиновая 2-оксоглутаровая кислота
кислота



трансамилаза + акцепторная -оксокислота
+ пиридоксальфосфат HOOCCH2 CCOOH +


О
2-оксоянтарная кислота

донорная -аминокислота
+ HOOCCH2CH2CHCOOH
NH2

L-глутаминовая кислота

Реакция трансаминирования является межмолекулярным окислительно-восстановительным процессом, которая сводится к взаимопревращению аминогрупп и карбонильных групп под действием кофермента пиридоксальфосфата и ферментов трансаминаз, называемых также аминотрансферазами. Эта реакция служит не только для разрушения аминокислот, но и для их биосинтеза, т.е с ее помощью регулируется

содержание -аминокислот в клетках.
Кофермент пиридоксальфосфат выполняет функцию переносчика аминогруппы от донорной -аминокислоты к акцепторной -оксокислоте с промежуточным переходом в форму пиридоксаминфосфата, т.е. пиридоксальфосфат ведет себя как акцептор, а пиридоксаминфосфат – как донор аминогрупп. Процесс трансаминирования происходит путем последующего превращения альдимина I c участием полярной связи между -углеродным атомом и атомом водорода. Наличие СН-кислотного



48

центра и соответственно подвижного атома водорода создает условия для протекания ряда прототропных таутомерных превращений.

Альдимин I, отщепляя протон Н+, переходит в промежуточную «хиноидную» форму, в которой за счет присоединения протона восстанавливается ароматичность и образуется кетимин. При гидролизе кетимина получается пиридоксаминфосфат и -оксокислота.

Пиридоксаминфосфат способен взаимодействовать в обратном направлении с акцепторной -оксокислотой, в результате чего получается -аминокислота и «возвращается» пиридоксальфосфат.

R-CH-COOH R-C-CHOOH
HC N H HC N H
P -OCH2 O -H P -OCH2 O +H
N ..
CH3 N CH3
H H
альдимин I "хиноидная" форма
R-C-CHOOH
H2C N H H2C NH2
P -OCH O P -OCH2 OH
2 H2O +
N
N CH3 CH3
H H
кетимин пиридоксаминфосфат

+ R-C-COO

O
-оксокислота

P - остаток фосфорной кислоты PO32-

Реакция трансаминирования является связующим звеном между

процессами метаболизма белков ( -аминокислоты) и углеводов ( - оксокислоты). С помощью этой реакции устраняется избыток отдельных



49

-аминокислот, и таким образом регулируется содержание -аминокислот в клетках.

Элиминирование. Данный процесс характерен для -аминокислот, у

которых в -положении к карбоксильной группе содержатся электроноакцепторные функциональные группы, например гидроксильная или тиольная. При их отщеплении под действием пиридоксальфосфата и соответствующего фермента образуются промежуточные

реакционноспособные -енаминокислоты. Последние легко переходят в таутомерные -иминокислоты, которые в результате реакции гидратации по иминной группе превращаются в -оксокислоты.

X NH2 NH2
R-CH-CH-COOH R-CH=C-COOH таутомерия
-HX

-замещенная
-аминокислота
(X=OH,SH; R=H,CH3

NH H2O NH2
R-CH-C-COOH R-CH2-C-COOH
-NH3

-иминокислота
OH

R-CH2-C-COOH
O

-оксокислота

Альдольное расщепление. Этот процесс имеет место в случае -

аминокислот, у которых в -положении содержится гидроксильная группа. Например серин расщепляется с образованием глицина и формальдегида (последний не выделяется в свободном виде, а сразу связывается с другим коферментом – тетрагидрофолевой кислотой). Эта реакция имеет большое значение как источник одноуглеродного фрагмента (в виде гидроксиметильной группы), включающегося далее в синтез многих соединений, в том числе метионина и пуриновых нуклеотидов.

HO-CH2-CH-COO H3N-CH2-COO + H2C=O
NH4
глицин формальдегид
серин
В основе этой реакции лежит расщепление в альдимине I связи между -

и -углеродными атомами в радикале аминокислотного остатка.



50

-Аминокислоты являются активными участниками разнообразных метаболических реакций, протекающих с участием многих коферментов.

Например они могут превращаться в -оксокислоты не только через трансаминирование, но и путем окислительного дезаминирования.

Окислительное дезаминирование. Процесс может осуществляться с участием ферментов дегидрогеназ и кофермента НАД+ или НАДФ+. Например, при окислительном дезаминировании L-глутаминовой

кислоты образуется -оксоглутаровая кислота. На первой стадии реакции

осуществляется дегидрирование (окисление) глутаминовой кислоты до - иминоглутаровой кислоты.

RO OH CONH2
N O O O



N CH2O- P-O- P-OCH2 O N

OH
N N OH


HO OH

NH2 R=H НАД+

R=PO3H2 НАДФ+

На второй стадии происходит гидролиз, в результате которого получаются -оксоглутаровая кислота и аммиак. Стадия гидролиза протекает без участия фермента. Образующийся аммиак включается в цикл мочевины.
В обратном направлении протекает реакция восстановительного

аминирования -оксокислот. Например, всегда содержащаяся в клетках - оксоглутаровая кислота (как продукт метаболизма углеводов)
превращается этим путем в L-глутаминовую кислоту.
NH2 НАД+
HOOCCH2CH2CHCOOH
L-глутаминовая кислота НАДH,H+
NH
HOOCCH2CH2CCOOH H2O

-иминоглутаровая кислота






51

O
HOOCCH2CH2CCOOH + NH3

-оксоглутаровая кислота
В лабораторных условиях дезаминирование осуществляется азотистой

кислотой. При этом образуется соответствующая -гидроксикислота и выделяется газообразный азот, по объему которого судят о количестве

вступившей в реакцию -аминокислоты (метод Ван-Слайка). Поэтому эта реакция используется для количественного определения аминогрупп в аминокислотах, а также в белках и продуктах их распада.

R- CH-COOH + NaNO2, HCl R-CH-COOH + N +H O
HNO2 HO 2 2
NH2
-аминокислота -гидроксикислота
В последнее время открыт новый фермент NO-синтетаза, под действием которого при окислении аргинина и кофермента НАДФ(Н) молекулярным кислородом образуется диоксид азота (II) и циктулин.

Полученный оксид азота (II) быстро используется в имунной системе организма для устранения ксенобиотиков, а также для регуляции кровяного давления за счет расслабления мышц кровеносных сосудов.

NH=CNH(CH2)3CHCOOH + НАДФ(Н) + 3O2 + H+
NH2 NH2

аргинин

NO-синтетаза O=CNH(CH ) CHCOOH + НАДФ+
-2H2O, -2NO 2 3

NH2 NH2
цитрулин

Наряду с общими для всех или подавляющего большинства - аминокислот химическими превращениями в организме протекает

множество реакций, связанных с участием отдельных -аминокислот, например гидроксилирование фенилаланина, процесс трансметилирования с участием метионина.

В ходе метаболизма аспарагиновая кислота под действием аспартат-аммиак-лиазы легко вступает в реакцию внутримолекулярного дезаминирования, в результате которой образуется фумарат аммония.






52

H3N- CH-COO аспартат-аммиак-лиаза H-C-COO



H-

CH-COO H-CH-COO NH4
аспартат фумарат аммония

Реакция носит обратимый характер и используется для регулирования содержания аспаргиновой кислоты в организме. В микробиологической промышленности из фумарата аммония с помощью клеток кишечной палочки, содержащих аспартат-аммиак-лиазу, синтезируют L-аспаргиновую кислоту.

Отношение к нагреванию. При нагревании -аминокислоты превращаются в циклические амиды, называемые дикетопиперазинами. Например, аланин циклизуется до 3,6-диметил-2,5-дикетопиперазина.

NH-CH-C O CH3 O
to 1 6
H OH HN 5
H 2 NH
HO

C-CH-NH O 3 4
O CH3
аланин 3,6-диметил-2,5-дикето-
пиперазин

Гидролизом одной из пептидных связей в 3,6-диметил-2,5-дикетопиперазине легко получить соответствующий дипептид.

Качественные реакции. Особенность химии аминокислот и белков заключается в использовании многочисленных качественных (как правило, цветных) реакций . В настоящее время, когда исследование проводится с помощью физико-химических методов, многие качественные реакции продолжают применяться для обнаружения - аминокислот в хроматографическом анализе.

Общая качественная реакция -аминокислот – реакция с нингидрином. Эта реакция окисления -аминокислот нингидрином, сопровождаемая их дезаминированием и декарбоксилированием, а также образованием красителя из нингидрина с участием растворенного в воде кислорода.

Продукт нингидринной реакции имеет сине-фиолетовый цвет, что используется для визуального обнаружения аминокислот на хроматограммах (на бумаге, в тонком слое), а также спектрофотометрического определения с помощью аминокислотных анализаторов (продукт поглощает свет в области 550-570 нм).


53

O OH O
C C
+ H2N-CH-COOH -CO2 OH
C OH R C
-NH3 O
O -R-CH=O
нингидрин
дикетооксигидринден
(гидратная форма
1,2,3-индантриона)
O HO O
C C
C OH + NH3 + C -3H2O
из аминокислоты HO

O O
O O OH O
C N= C C N=CC
C C
C C C
O O O O

O NH4 O
NH3 C C
C N=C
C C
O O

Для обнаружения ароматических и гетероциклических -аминокислот используется ксантопротеиновая реакция (реакция на фенилаланин, тирозин, гистидин, триптофан). Например, при действии концентрированной азотной кислотой на тирозин образуется нитросоединение, окрашенное в желтый цвет. При добавлении к нему щелочи окраска становится оранжевой в связи с ионизацией фенольной гидроксильной группы и увеличением вклада аниона в сопряжение.
CH-COOH HNO3 O2N
HO HO CH-COOH

NH2 NH2



тиразин (желтая окраска)



54

O2N

NaOH O CH-COONa
NH2

(оранжевая окраска)
Цистеин обнаруживается с помощью нескольких качественных реакций, основанных на реакционной способности содержащейся в нем меркаптогруппы. Например, при нагревании раствора белка с ацетатом свинца в щелочной среде образуется черный осадок тиолята свинца, что
указывает на присутствие в белках цистеина.
SH
(HOOCCHCH2S)2Pb
2CH CHCOOH + (CH COO) Pb

2 3 2 -2CH COOH
3 NH2
NH2
Триптофан обнаруживают при помощи реакции с пара-диметиламинобензальдегидом в среде серной кислоты по появляющемуся красно-фиолетовому окрашиванию (реакция Эрлиха). Эта реакция используется для количественного анализа триптофана в продуктах расщепления белков.

© Copyright 2012-2020, Все права защищены.