Х.-Д. Якубке, Х. Ешкайт - Аминокислоты, пептиды, белки (1128686), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Измерение количества выделяющегося азота служит для количественного определения аминокислот по ван Спайку (1910 г.):I^N—CHR —COOH+HNO 2 — НО—CHR—COOH + Н 2 О + N 2Из Ы-алкил(или арил)-аминокислот и HNO 2 получаются сидноны. Сначала получается нитрозамин, при дегидратации которого с помощью ацетангидрида происходит замыкание кольца.CcHg-N-cm-соонNOАминокислоты69Фенилзамещенные сидноны и сиднонимины представляют фармакологический интерес благодаря их противоопухолевому, бактериостатическомуи жаропонижающему действию [204]. Эфиры аминокислот при реакции сHNO 2 переходят в относительно устойчивые диазоэфиры. Известным примером является диазоуксусный эфир, получающийся из эфира глицина, который находит применение в органическом синтезе для расширения циклови реакций присоединения:H 2 N — С Н 2 — C O O R ' + H N O 2 — N • N — С Н — C O O R ' + 2Н 2 О1.8.3.Окислительное дезаминированиеЭлиминирование аминогруппы аминокислоты происходит при окислении собразованием карбонильного соединения и аммиака.
Впервые оно наблюдалось Штрекером (1862 г.) при взаимодействии аланина с аллоксаном. В качестве окислителей применяются ди- и трикетоны, N-бромсукиинимид, оксид серебра(П) и др. Конечными продуктами реакции, протекающей с одновременным декарбоксилированием, являются альдегид, цепь которого наодин С-атом короче, и аммиак:H 2 N — CHR—СООН ~ 2 " ' ~С°2R—СН = N H ^ RСНО + NH 3Окислительное дезаминирование аминокислот нингидрином имеет аналитическое значение (разд. 1.7.1).При биохимическом дезаминировании аминокислот аминогруппа на первой стадии реакции под влиянием D- И ь-аминокислотных оксидаз дегидрируется в иминогруппу, затем полученная иминокислота гидролизуется в кетокислоту:HjN-CHR-COOHNAD(, F * P / F M N ) . R - C - C O O H J 1 £ » R _ C - C O O H • NH,NH«При этом в роли акцепторов водорода выступают никотинамидадениндинуклеотид, флавинадениндинуклеотид или флавинмононуклеотид.
Образующийся аммиак токсичен для организмов и выделяется у человека и другихмлекопитающих в виде мочевины, у птиц и рептилий в виде мочевой кислоты.1.8.4.ПереаминированиеАминогруппа аминокислоты может переноситься в обратимой реакции накетокислоту, и при этом получаются новая аминокислота и новая кетокислота:H 2 N—CHR—СООН + R, СО СООН**^ H 2 N—CHR,СООН + RСО—СООН70Специфические реакции аминокислотБиохимическое переаминирование — важнейшая реакция переноса группы в аминокислотном обмене. Она катализируется аминотрансферазами(трансаминазами), коферментом является пиридоксальфосфат, которыйпринимает участие в обмене аминогрупп, образуя шиффовы основания вкачестве промежуточной ступени.Путем переаминирования большинство аминокислот может превращаться одна в другую или заменяться соответствующей кетокислотой.
Поэтому реакции переаминирования — одни из важнейших при биосинтезе заменимых аминокислот. Особенно легко переаминируются глутаминовая и ас-.парагиновая кислоты. Соответствующие им трансаминазы (глутаматоксалацетаттрансаминаза и глутаматпируваттрансаминаза) имеют очень высокую активность. Кетокислоты, получающиеся из этих аминодикарбоновыхкислот (а-кетоглутаровая и щавелевоуксусная кислоты), осуществляютсвязь углеводного и белкового обмена.1.8.5.N-АлкилированиеПо числу соединенных с азотом алкильных групп различают моно-, ди- итриалкиламинокислоты. Проще всего полное алкилирование аминогруппы(пералкилирование) проходит с диазоалканами или диалкилсульфатами,причем оно идет ступенчато через моно- и диалкилированные продукты.Моно- и диметиламинокислоты принимают участие в образовании пептидов микробного происхождения.Некоторые перметилированные аминокислоты обнаружены в природе,например Herzynin как бетаин гистидина в шампиньонах, Hypaphorin какбетаин триптофана в семенах Erythrina hypaphorus, Stachydrin как бетаинпролина в Stachys и других растениях и гомобетаин /3-аланина в мясномэкстракте.
Название «бетаины» произошло от латинского (Beta Vulgaris —сахарная свекла, в которой имеется простейший представитель этого ряда+бетаин (СН3)зМ -СН2-СОО~). Они всегда находятся в цвиттер-ионнойформе.При биохимическом N-метилировании роль донора метильной группыисполняет аденозилметионин, получающийся из метионина и аденозинтрифосфата:- S- CH a - CH 2 - CH- COOHICH,]NH 2HаденозипметионинВ качестве активного сульфониевого соединения S-аденозилметионин переносит связанную с ним метильную группу в виде CHj" к свободной элек-71Аминокислотытронной паре азота, а сам он при этом переходит в аденозилгомоцистеин.Из коламина H2N-CH2-CH2OH получается при этом, например, холин+(CH 3 ) 3 N -CH 2 -CH 2 OH, из гуанидоуксусной кислоты H2N-C(NH)-NH-CH2-СООН — креатин H2N-C(NH)-N(CH3)-CH2-COOH.1.8.6.N-АцилированиеПри взаимодействии ацилирующих реагентов (хлоралгидриды, ангидридыи др.) с аминокислотами получаются по реакции Шоттена — БауманаN-ациламинокислоты:+ H 2 N — CHR— COOH -на R,CO—NH—CHR COOH(R,CO)2O + H2N—CHR—COOH-*-R,CO —NH—CHR—COOH + RjCOOHПолученные N-ацилсоединения обычно хорошо кристаллизуются и подходят дляхарактеристики и идентификации аминокислот.
Часто N-ацильные остатки можнолегко и быстро отщепить снова, так что они могут служить временной зашитойаминогруппы (разд. 2.2.4.1.1). Фторзамещенные N-ациламинокислоты служат дляприготовления легколетучих производных для газовой хроматографии, N-ацетил- иN-хлорацетиламинокислоты для ферментативного расщепления DL-соединений.
Аминокислоты, ацилированные остатками природных жирных кислот, как, например,N-лауроил- и N-стеарилглутаминовая кислоты, приобретают большое значение в качестве поверхностно-активных веществ, не загрязняющих окружающую среду.1.8.7.Д екарбоксил ированиеИз реакций карбоксильной группы аминокислот особое значение имеет декарбоксилирование. При постепенном нагревании до температур > 2 0 0 ° Саминокислоты начинают отщеплять СО 2 и переходить в первичные амины:H 2 N—CHR—COOH —^-H 2 N—CH 2 R + CO2Реакции катализируются ионами металлов.
Например, аспарагиновая кислота легко декарбоксилируется в присутствии Cu(II) с образованием аланина.Декарбоксилирование аминокислот в живых системах катализируетсядекарбоксилазами. В них принимает участие пиридоксальфосфат, кофермент метаболизма аминокислот.HC-N-CHR-C009нHC-N=CHRсо,HC-N'CHR.ОННСН,HC=N-SHRСпецифические реакции аминокислот72HC=N-CHaRнс=оHjO• HaN-CHaRNн®=РО,Н аПродукты декарбоксилирования аминокислот, за исключением простых алифатических аминокислот, таких, как' Gly, Ala, Val, Leu и Не, обладают выраженным биологическим действием (биогенные амины). Некоторые из них имеют сильное фармакологическое действие, другие являются составными частями коферментов, гормонов и витаминов. Производные триптамина широко известны как вещества, вызывающие галлюцинации.
Так, N.N-диметил- и N, N-диэтилтриптамин содержатся внюхательном табаке, употребляемом некоторыми южноамериканскими индейцами,псилоцин и псилоцибин, активные составные части Psilocybe mexicana с вызывающим галлюцинации действием, являются соответственно 4-гидрокси-Ы, N-диметилтриптамином и его эфиром с ортофосфорной кислотой. Обзор биогенных аминовприведен в табл. 1-12.Таблица 1-12.
Важнейшие биогенные аминыАминокислотыПродукт декарбоксилированияГистидинГистаминЛизинОрнитинКадаверинПутресцинАргининАгматинАспарагиноваякислотаГлутаминоваякислотаСерииТреонинЦистеинТирозинДОФАТриптофан5-ГидрокситриптофанЫ-Ацетил-5-гидрокситриптофан/З-Аланин•у-Аминомасляная кислотаКоламинПропаноламинЦистеаминТираминДофаминТриптаминСеротонинМелатонинМестонахождение и действиеТканевый гормон, действующий накровяное давлениеКомпонент рибосомПродукт бактериального метаболизмаПродукт метаболизма кишечныхбактерийКомпонент кофермента АПродукт метаболизма головногомозга; препарат, снижающий кровяноедавлениеКомпонент холила и фосфатидовКомпонент витамина В | 2Компонент кофермента АТканевый гормон, вызывающийсокращение маткиНейромедиатор (центральнаянервная система); промежуточное вещество в синтезе адреналинаТканевый гормонТо жеГормон эпифизаАминокислоты1.8.8.73ЭтерификацияНаиболее распространенный метод этерификации аминокислот — взаимодействие с безводным спиртом в присутствии катализаторов (хлороводород, сильнокислые катионообменники):H-н o -*[ i'^-CMRce- OO*i I ci ~НС1»HjN-CHR-COOR,Сначала получается гидрохлорид эфира, при добавлении основания эфираминокислоты освобождается, извлекается органическим растворителем иперегоняется в вакууме.
Свободные эфиры имеют характерный аминныйзапах. При хранении и особенно при нагревании они переходят в 2,5-диоксопиперазины, отщепляя спирт. По этой же причине часть продукта теряется при перегонке эфиров аминокислот. Относительно термически устойчивы изопропиловые эфиры, и благодаря этому свойству они были предложены для осторожного разделения смесей аминокислот перегонкой их эфиров.Метиловые эфиры чаще всего готовят, используя тионилхлорид и метанол, при этом, вероятно, в качестве активированного промежуточного продукта образуется эфир хлорсульфиновой кислоты [206].Эфиры аминокислот и пептидов получают в очень мягких условиях изих цезиевых солей реакцией с алкилгалогенидами [207]. Одностадийный метод этерификации аминокислот первичными, вторичными и третичнымиспиртами в присутствии имидхлорида, полученного из диметилформамида,описал Штадлер [208].Эфиры аминокислот при действии восстановителей переходят в аминоальдегиды или аминоспирты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
