C3181
Biochemie I
01c-Aminokyseliny
FRVŠ 1647/2012
2/1/2013
1
Petr Zbořil

Obsah
•Aminokyseliny jako stavební kameny bílkovin
•Obecná struktura, popis
•Významné vlastnosti
oChiralita
oAcidobazicita
oPolarita
oReaktivita
o
o
o
2/1/2013
Petr Zbořil
2

Obecná struktura aminokyselin
•a-aminokyseliny
•(2-aminokyseliny)
•
•R – specifický zbytek
•jednotlivých AK
•
•L-aminokyseliny
•typické pro většinu
•biomolekul (D-vzácně)
2/1/2013
Petr Zbořil
3

Chiralita aminokyselin
•Nejméně 1 asymetrický C (mimo Gly)
2/1/2013
Petr Zbořil
4

Chiralita aminokyselin
•
•Absolutní konfigurace
oGly (G) není chirální
oCys (C) je v absolutní
okonfiguraci R
oIle (I) a Thr (T) mají dvě
ochirální centra.
oL-Ile (2S,3S) a L-Thr (2S,3R)
omají dva enantiomery
odiastereoizomerní
ok alloisoleucinu (2R,3S)
oresp. k allothreoninu (2R,3R).
oVšechny ostatní L-aminokyseliny jsou S !!
2/1/2013
Petr Zbořil
5

Acidobazické vlastnosti
•Obojetné ionty x zjednodušené vzorce
•Rozpustnost = f(Q), soli x neutrální
2/1/2013
Petr Zbořil
6

Acidobazické vlastnosti
•Disociace AK
•Jednoduchá struktura
•Více disociabilních
•skupin – složitější křivka
•Pojem pI
•
•
•
2/1/2013
Petr Zbořil
7

Acidobazické vlastnosti
2/1/2013
Petr Zbořil
8
Více disociabilních
skupin
 pI = (pKm + pKn)/2
kde pKm a pKn ohraničují neutrální formu
Výpočet je informativní (vliv molekuly na disociaci)
Platí i pro jiné amfoionty

Polarita
•Asymetrie elektronových
•hustot – nábojů
•Závisí na R
•Hydropatický index
oDG transportu z o do i fáze
oOktanol – voda
oJiná vyjádření
o
•
2/1/2013
Petr Zbořil
9

Přehled aminokyselin
•20 + 1 + v bílkovinách, proteinogenní, kódované
oDerivatizované – posttranslační modifikace
•Volné AK a deriváty, složky jiných biomolekul
•Dělení podle struktury – významných vlastností
oNepolární – neutrální – alifatické
oPolární nedisociované (zbytky R)
oDisociované (zbytky R)
•Kyselé
•Bazické
•Jiné dělení, prolínání skupin
•Aromatické
•Sirné
•Heterocyklické apod.
•
2/1/2013
Petr Zbořil
10

Nepolární
•Alifatické
2/1/2013
Footer Text
11

Nepolární
•Alifatické
•větvené
•Met sirná
2/1/2013
Footer Text
12

Nepolární
•Aromatické
2/1/2013
Footer Text
13

Nepolární
•Výjimečná struktura
oZvláštní dopad na strukturu polymeru – bílkoviny
•Heterocyklická
2/1/2013
Footer Text
14

Polární nedisociované
•Hydroxy AK
•Sirná – Cys
•(sl. kyselá)
•
•
•
2/1/2013
Footer Text
15

Polární nedisociované
•Hydroxy AK
•
•
•
2/1/2013
Footer Text
16

Disociované - bazické
2/1/2013
Footer Text
17

Disociované - kyselé
•Asn a Gln
•nedisociované,
•nejsou aminy!
2/1/2013
Footer Text
18

Speciální
•
•Výskyt omezen na několik bílkovin či mikroorganizmů
•Selenocytein
oGSH peroxidáza aj.
oAntioxidační
•
•Pyrolyzin
oArchea
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2/1/2013
Footer Text
19

Názvy a zkratky
•Troj- a jednopísmenkové
•
•
•
•
•
•
•
•
•Se-Cys = U
•
2/1/2013
Footer Text
20
AMK
Symboly
AMK
Symboly
glycin
Gly
G
methionin
Met
M
alanin
Ala
A
glutamová k.
Glu
E
valin
Val
V
asparagin
Asn
N
leucin
Leu
L
glutamin
Gln
Q
izoleucin
Ile
I
lysin
Lys
K
serin
Ser
S
arginin
Arg
R
threonin
Thr
T
tyrosin
Tyr
Y
cystein
Cys
C
fenylalanin
Phe
F
histidin
His
H
tryptofan
Trp
W
prolin
Pro
P
asparagová k.
Asp
D

Názvy a zkratky
•Troj- a jednopísmenkové
•
•
•
•
•
•
•
•
•Se-Cys = U
•
2/1/2013
Footer Text
21

Chemická reaktivita
•Reakce karboxylu
oTvorba solí (disociace – viz výše)
oTvorba esterů
oTvorba anhydridů
oTvorba amidů – vazba –CO-NH-
•Reakce aminoskupin
oTvorba solí (disociace – viz výše)
oAcylace – vazba –CO-NH-
oDiazotace – R-CH(NH2).COOH + HNO2 = R-CH(OH).COOH + N2 – van Slyke
•Reakce skupin bočního řetězce
oSpeciální, podle druhu AK
oVýznam metabolický – struktura, funkce (oxidace –SH aj.)
oAnalytické využití
•
2/1/2013
Footer Text
22

Volné aminokyseliny a deriváty
•Součásti jiných biomolekul – b-alanin
•Funkce v metabolizmu
•– výše uvedené + další
oornitin a citrulin + Asp a Arg
•Nervové mediátory a hormony
og aminomáselná
oDOPA, dopamin, adrenalin
othyroxin, trijodthyronin
• Antibiotika
oazaserin, cykloserin, chloramfenikol
•
2/1/2013
Footer Text
23

Volné aminokyseliny a deriváty
2/1/2013
Footer Text
24