aminoacizi de sinteza

7/26/2019 Aminoacizi de Sinteza

1/8

Aminoacizi de sinteza

Aminoacizii constituie unitatea structurala fundamentala a moleculelor de proteina si au rolimportant in organism. Reprezinta caramizile de baza din care se formeaza proteinele. Acestia sepot transforma in organism in alte substante (cetoacizi, hidroxiacizi, alcaloizi, amine, hormoni,

amide etc.), contribuind astfel la stabilirea unor legaturi metabolice intre diferiti compusi chimici. Inprezent se cunosc aproximativ 400 de aminoacizi, dar dintre acestia doar 0 ! 4 se gasescfrecvent in proteinele naturale, vegetale si animale, si se numesc proteinogeni sau aminoaciziordinari" restul se gasesc in unele peptide si in substante cu caracter neproteic si se numescaminoacizi neproteinogeni sau ocazionali

Aminoacizii esentiali sunt sintetizati numai de plante, animalele nu ii pot sintetiza si iiprocura din hrana. Acestia au un rol insemnat in cresterea si dezvoltarea organismului animal inlipsa lor apar boli carentiale.

VALINA (acidul #$aminoizovalerianic) a fost descoperita in %&' de catre von orup$*esanez, in extractele de pancreas. Acest aminoacid nu poate + sintetizat de catre organism si esteeliberat din proteine numai dupa scindarea hidrolitica a acestora. In natura, exista in structuraantibioticului gramicidina si in actinomicine.

IZOLEUCINA (acidul #$metil$$aminovalerianic) a fost izolata din melasa de sfecla dezahar de catre -rlich in %04, iar mai tarziu din hidrolizatele de +brina, din cleiul de amidon obtinutdin grau, din albusul de ou si din carne. In proteine izoleucina se gaseste in cantitati relativ mici.

LEUCINA (acidul #$aminoizocapronic) este mai raspandita decat izoleucina si in uneleproteine, de exemplu, in globina din hemoglobina formeaza aproximativ o treime din totalulaminoacizilor. A fost izolata din hidrolizatele alcaline ale tesutului muscular in %&/.

METIONINA (acidul #$amino$$metiltiobutiric) a fost descoperita de catre 12ller inhidrolizatele de cazeina in %. Acest aminoacid 3oaca in organism un rol foarte important,deoarece poate ceda usor gruparea $56 $ labila care este utilizata de tesuturi pentru metilareadiferitelor produse ale metabolismului intermediar celular.

TREONINA (acidul #$amino$$hidroxibutiric) a fost izolata din hidrolizatele de fibrina, decatre Rose in %/'. 7rganismul animal nu sintetizeaza treonina. 8escoperirea treoninei a facilitatexperientele prin care s$a demonstrat ca sobolanii pot creste normal si la o dieta constituita numaidin aminoacizi puri. arter reuseste sa obtina treonina pe cale sintetica (%/').

LIZINA (acidul #,9$diaminocapronic) separata din hidrolizatele de cazeina de catre 8rechselin %&& si obtinuta prin sinteza de catre -. :ischer in %0. ;e intalneste in proteinele animale, insapoate + prezenta si in proteinele vegetale dar in cantitati neinsemnate, de exemplu in zeina sigliadina.


2/8

Rolul biologic al aminoacizilor

Importanta fundamentala a aminoacizilor consta in participarea lor la edi+carea moleculelorde proteine. Aminoacizii exista in stare libera dizolvati in mediul citoplasmatic al oricarei celule, saulegati covalent intre ei cu formare de peptide si proteine. 8iferiti aminoacizi existenti sub formalibera in citoplasma indeplinesc anumite roluri metabolice. 8e exemplu@ acidul glutamic si acidulaspartic stabilesc corelatii metabolice intre glucide si protide, metionina functioneaza ca donator degrupari metil, glicocolul este un precursor al biosintezei hemului din hemoglobina.

*iosinteza proteinelor proprii, speci+ce organismului animal, este direct corelata cu aportulde aminoacizi exogeni, proveniti pe cale alimentara. 7rganismul animal nu poate sintetiza tot setulde aminoacizi necesari pentru biosinteza proteinelor proprii. ;e sintetizeaza aproximativ 3umatatedin setul de aminoacizi" restul, pe care organismul animal nu ii poate sintetiza ii procura prin hrana(proveniti din proteine de natura vegetala, care prin digestie, sunt hidrolizate cu punerea inlibertate a aminoacizilor constituenti). Aminoacizii care pot + sintetizati de catre organismul animalse numesc aminoacizi neesentiali care pot lipsi din hrana, iar cei absolut necesari pentru crestereasi dezvoltarea normala a organismului animal care nu pot + sintetizati se numesc aminoaciziesentiali.

arenta in anumiti aminoacizi prin aportul alimentar se manifesta diferit. arenta in lizina

determina incetinirea cresterii si tulburari de reproductie" carenta in triptofan determina tulburarivasculare" carenta in tirozina si fenilalanina provoaca atro+a tiroidei, hipo+zei, gonadelor siprostatei" carenta in tioaminoacizi provoaca atro+a testiculelor, degenerarea ovarelor, sterilitate.Insu+cienta unui singur aminoacid esential afecteaza biosinteza proteinelor proprii organismului.-chilibrarea ratiei proteice in aminoacizi cu asigurarea unui nivel optim al acestora se realizeazaprin suplimentarea proteinelor de natura animala cu aminoacizi de sinteza sau cu aminoacizi denatura animala.

oti aminoacizii prezinta ca trasatura comuna existenta unei functii amina primara($B5) si

a unei functii carboxil ($775), ambele grefate la acelasi atom de carbon, denumit $.

Aminoacizi sunt substante amfotere, in solutie comportandu$se ca am+ioni, datorita

disocierii gruparilor functionale carboxil si amina. 8atorita caracterului lor amfoter, aminoacizii secomporta in mediu acid ca baze, disociind sub forma de cationi, iar in mediu bazic ca acizi, disociind

sub forma de anioni.

1a3oritatea microorganismelor Ci plantelor pot sintetiza toDi cei 0 aminoacizi standard, En

timp ce organismele animale obDin anumiDi aminoacizi din dietF (aminoacizii esenDiali). -nzime

cheie, cum ar + de exemplu aspartat >inaza, enzimF care catalizeazF prima etapF En sinteza

aminoacizilor lisinF, metioninF Ci treoninF din acidul aspartic, nu sunt prezente En organismele de tip

animal.


3/8

R$5$775 B5/ R$5$775 B54J

J B5

1etoda se aplica la toti a$bromacizii accesibili prin bromurarea acizilor, folosind metoda 5ell$

Kolhard$Lelins>i.;e utilizeaza un exces mare de amoniac, pentru evitarea formarii de amine

secundare si tertiare.u 51A se formeaza un aduct care se descompune prin incalzire cu 5l,

dand aminoacidul cu randament mare.

. Aminarea reductiva

Hrin reducerea catalitica (cu Hd si 5) a unui a$cetoacid in prezenta amoniacului se obtine

aminoacidul corespunzator@

R$$775 B5/ R$$775 5 R$5$775

7 $5o B5 B5

a$cetoacidul sau esterul acetilacetic substituit pot + transformati in oxime, hidrazone sau

fenilhidrazone, care formeaza aminoacidul respectiv, prin reducere chimica sau catalitica@

R$7$775 HhB5B5 5'$B5$B$R$775 5 5B$5R$

775

5/$7$5R$77-t 57BMR$77-t 5B$5R$

775

Reducerea se poate efectua cu ;n si 5l sau Ln si 5/$775, cu amalgam de sodiu sau de

Al, catalitic (cu Bi RaneN) sau electrolitic.

Importanta preparativa a metodei reductive este mult marita prin obtinerea compusilor

azotati intermediari pe cai mai simple decat cele de la acizii a$cetonici.7 astfel de cale este

cuplarea esterilor b$cetonici a$substituiti cu saruri de diazoniu aromatice (:eo+la>tov, %/&).

R$5$77-t 5'$BMBOl$ R$$77-t R$5(B5)$

775

75/ B$B55'

5B$5'

/.Aminarea prin transpozitie intramoleculara

Aceasta metoda implica transformarea unui derivat al acidului cianoacetic intr$o azida sau

amida si apoi in aminoacidul dorit, folosind transpozitiile (degradarile) ;chmidt, urtius sau

5ofmann@

B B B B 775


4/8

R$5 R$5 R$5 R$

5 R$5

77-t 7B5B5 7B/ B577-t B5

B 7B5 B5

R$5 R$5 R$5

775 775 775

4.Reactia cianhidrina (sinteza ;trec>er, %&'&)

Aceasta metoda implica interactiunea unei aldehide cu ionul cianura, in prezenta

amoniacului sau a carbonatului de amoniu.;e formeaza aminonitrilul,respectiv hidantoina

substituita, care prin hidroliza cu acizi sau baze, se transforma in aminoacidul respectiv@

R$5M7 5B R$5$B R$5$

B R$5$775

75 B5 B5

(B54)7/

R$5$7$B5 57

B5$7 $B5/, $7

'.ondensarea cu esteri B$acilati ai acidului aminomalonic

-sterul aminomalonic se obtine prin reducerea esterului izonitrozomalonic.8erivatii B$acilati

formeaza combinatii sodate, care reactioneaza in acelasi mod ca esterul malonic sodat.;e utilizeaza

de obicei derivatul B$acetilat sau B$formilat.

-t77 -t77 -t77

5 7B75 MB75 5,

$57 5$B5 Ac7

-t77 -t77 -t77


5/8

-t77

5$B5$75/

-t77

;e pot folosi si esteri aminocianoacetici B$acilati@

-t77$5$B5$75/

B

8erivatii esterilor acidului aminomalonic se transforma in combinatii sodate (cu etoxid de

sodiu) care, prin condensare cu halogenuri de alchil sau acil si hidroliza ulterioara, formeaza

aminoacizii corespunzatori.

-t77 R$

J -t77 57 577$5$R

$Ba $BaJ R $7 B5

-t77 B5Ac -t77 B5Ac $Ac75

B B

$Ba RJ $

BaJ R 57

-t77 B5Ac -t77 B5Ac $7,$B5/,$Ac75

.ondensarea unei aldehide cu un compus avand o grupa metilen activ

Aceasta metoda se foloseste pentru obtinerea aminoacizilor aromatici sau heterociclici si se

realizeaza pornind de la o aldehida aromatica, care se condenseaza cu o azlactona (de exemplu ,'

dicetopiperazina, hidantoina, rodanina sau $mercaptotiazolin$'$ona).8upa reducere cu amalgam

de sodiu sau zinc si acid acetic si hidroliza se obtine aminoacidul corespunzator.Aceasta metoda

este o aplicare a condensarii Her>in.

B5

7M 5$7 5$7 5$7


6/8

M 7 B5 B

5 ;

B5 5B$7 ;$; 5B$;

,' dicetopiperazina hidantoina rodanina $mercaptotiazolin$'$ona

5$7 Ar$5M M7

Ar$

5M7 B 7 57 B 7 5

Hh Hh

azlactona

Ar$5 M7 57 Ar$5$5$

775

B 7 $Hh775 B5

Hh

=.7xidarea aminoalcoolilor

1etoda este limitata la aminoalcoolii accesibili.

Ac5B$5R$575 P7O Ac5B$5R$775 57

&.;e cunosc o serie de metode chimice de sinteza speci+ce unor aminoacizi, deci cu

aplicabilitate limitata" de exemplu, aditia amoniacului la dubla legatura a acizilor nesaturati@

577$5M5$775 B5/ 577$5$5$775

acid fumaric B5 acid asparagic

Obtinerea formelor optic active

1etodele chimice de sinteza conduc de obicei la aminoacizi racemici.8edublarea formelor

racemice ale aminoacizilor se poate realiza, in principiu, prin urmatoarele metode @

a.) ristalizarea selectiva a unuia din enantiomeri din solutia saturata a acestuia.

b.) :ormarea de saruri diastereoizomere cu baze sau acizi chirali.;e folosesc de obicei


7/8

aminoacizi B$acilati, pentru a le intensi+ca caracterul acid si a forma saruri cu baze optic active.

;e pot utiliza si esteri ai aminoacizilor, care au caracter bazic mai pronuntat decat aminoacizii si

formeaza saruri cu acizi optic activi.Aminoacizii bazici reactioneaza ca atare cu acizii optic activi

(acid 8$camforic).;arurile diastereoizomere se separa prin diferenta de solubilitate.8upa separare,

prin hidroliza se obtin aminoacizi liberi.

c.)ratarea racemicului cu preparate enzimatice.Aceasta metoda este inalt selectiva datorita

marii speci+citati a enzimelor si poseda avanta3ul ca permite obtinerea unor izomeri cu cou+guratie

cunoscuta.Hrocedeele constau in@

$ introducerea amestecului racemic, prin ingerare (fura3) sau prin in3ectare, intr$un animal,

ale carui enzime metabolizeaza numai forma


8/8

IK.1etode mixte

Aceste metode se folosesc de avata3ele metodelor chimice si biochimice,deopotriva.Astfel,

se produc in cantitati mari intermediari prin sinteza chimica si apoi sunt supusi transformarilor

stereospeci+ce, cu obtinerea directa a

aminoacizi de sinteza

Documents