Пептиды и белки построены из 20 a-аминокислот, информация о положении которых в белковой молекуле записана цифровым трёхбуквенным кодом в ДНК и РНК. a-Аминокислоты - гетерофункциональные соединения - производные карбоновых кислот, у которых один атом водорода у a-углеродного звена замещен на аминогруппу.
I. По строению углеводородного радикалаα-аминокислоты делят на 7 групп:
I. Моноаминомонокарбоновые
II. Моноаминодикарбоновые
III. Диаминомонокарбоновые
IV. Серосодержащие аминокислоты
V. Гидроксиаминокислоты
VI. Ароматические
VII. Гетероциклические
II. По способности синтезироваться в организме аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. К незаменимым аминокислотам относят: валин, изолейцин, лейцин, триптофан, фенилаланин, метионин, лизин, треонин.
В твердом состоянии и водных растворах при нейтральных значениях pH a-аминокислоты существуют преимущественно в виде внутренних солей – цвиттер-ионов:
Цвиттер-ион (биполярный ион)
В сильнокислой среде преобладает катионная форма, в сильнощелочной - анионная.
Катионная форма Цвиттер-ион Анионная форма
Сильнокислая среда Почти нейтральная Сильнощелочная среда
Значение pH, при котором концентрация диполярных ионов максимальна, а минимальные концентрации катионных и анионных форм a-аминокислоты равны, называется изоэлектрической точкой (pI). В изоэлектрической точке суммарный заряд молекулы кислоты равен 0.
· Для моноаминомонокарбоновых кислот pI ≈ 5-6,
· pI моноаминодикарбоновых кислот (Asp, Glu) ≈ 3,
· pI диаминомонокарбоновых кислот (His, Lys, Arg) ≈ 8-11.
Если pH меньше pI, AK имеет заряд + и движется к катоду. Если pH больше pI, AK имеет заряд — и движется к аноду. Диполярные ионы не перемещаются в электрическом поле. На этом основано разделение a-аминокислот методом электрофореза. In vivo при физиологических значения рН=7,34-7,36 α-аминокислоты ибелки находятся в анионной форме, отрицательный заряд которой уравновешивается катионами натрия и калия.