Amminoacidi (1) Acido 2-ammino propanoico (acido α-ammino propionico) α * NH 2 CH 3 COOH

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1 Amminoacidi (1) Presentano un gruppo amminico ( N 2 ) ed un gruppo carbossilico ( OO) nella stessa molecola 3 N 2 α * OO Acido 2-ammino propanoico (acido α-ammino propionico) STPA-himica Organica 1

2 Amminoacidi (2) Sono composti organici molto diffusi in natura. ostituenti delle proteine Intermedi del metabolismo azotato Neurotrasmettitori Nelle proteine si ritrovano esclusivamente α- amminoacidi (i più comuni sono 20) mentre per le altre funzioni si possono avere anche β- e γ- amminoacidi STPA-himica Organica 2

3 Serie stereochimiche (1) L appartenenza di un composto chirale ad una serie stereochimica viene verificata per omologia tra la struttura dell atomo di carbonio in esame e quello presente nell aldeide glicerica (2-idrossi propanale). O O 2 O O O 2 O L-gliceraldeide D-gliceraldeide Gli α-amminoacidi che troviamo nelle proteine appartengono tutti (tranne la glicina) alla serie stereochimica L. STPA-himica Organica 3

4 lassificazione degli α-amminoacidi Gli α-amminoacidi che si trovano nelle proteine si differenziano per le diverse catene laterali (-R) legate all atomo di carbonio asimmetrico. Questa distinzione permette la loro classificazione. Apolari (alifatici, aromatici) Polari non carichi Polari carichi (positivamente o negativamente) STPA-himica Organica 4

5 Equilibrio acido-base negli α-amminoacidi + 3 N OO R Forma cationica OO + 3 N R 2 N Ione dipolare o anfoione OO R Forma anionica p < pi p = pi p > pi Punto isoelettrico (pi): valore di p al quale l amminoacido non migra in un campo elettrico STPA-himica Organica 5

6 Valori di pk per i venti amminoacidi principali Amminoacido pk1 pk2 pk R Amminoacido pk1 pk2 pk R Alanina Leucina Arginina Lisina Asparagina Metionina Acido aspartico Fenilalanina isteina Prolina Acido glutammico Serina Glutammica Treonina Glicina Tirosina Istidina Triptofano Isoleucina Valina STPA-himica Organica 6

7 atene laterali (1): residui acidi La catena laterale contiene un gruppo acido. A p fisiologico, la catena laterale è completamente dissociata ed ha carica negativa. Aspartato e glutammato sono efficaci chelanti di ioni metallici divalenti come a 2+ e Zn 2+. Il gruppo carbossilico sulla catena laterale si comporta da acido organico, e dunque può subire reazioni tipiche del gruppo OO, come ad esempio esterificazione con alcoli. Acido aspartico Acido glutammico STPA-himica Organica 7

8 atene laterali (2): residui basici La catena laterale contiene un gruppo basico. A p fisiologico, la catena laterale è completamente protonata ed ha carica positiva. Il gruppo guanidinico (arginina) è il più basico tra le catene laterali (la forma protonata è stabilizzata per risonanza). Il gruppo amminico primario della lisina è un buon nucleofilo. Nella cellula può dare reazioni con aldeidi e chetoni per formare basi di Schiff. Lisina Arginina STPA-himica Organica 8

9 atene laterali (3): residui contenenti ammidi La catena laterale contiene un gruppo ammidico. A p fisiologico, la catena laterale non è dissociata, è generalmente poco reattiva e rappresenta un gruppo polare che può essere coinvolto in legami a idrogeno. Il gruppo ammidico è instabile ad elevati valori i p. Asparagina Glutammina STPA-himica Organica 9

10 atene laterali (4): cisteina La catena laterale contiene un ottimo nucleofilo (S). La catena laterale è facilmente ossidata, dando origine a ponti disolfuro (-S-S-) che rappresentano uno delle forze principali coinvolte nel mantenimento della struttura tridimensionale da parte delle proteine. A p superiore a 8.5, la forma prevalente è quella con la catena laterale ionizzata (vedi valori di pk R ). Il tiolato (-S - ) è un nucleofilo ancora più forte, e può essere coinvolto in varie reazioni di sostituzione nucleofila. isteina STPA-himica Organica 10

11 atene laterali (5): metionina La catena laterale contiene un tioetere. Residuo apolare, generalmente poco reattivo. Può essere ossidato a solfossido, e sucessivamente a solfone. Questa degradazione ossidativa avviene anche nelle metionine presenti nelle proteine. Può essere metilata dallo ioduro di metile. Metionina STPA-himica Organica 11

12 atene laterali (6): triptofano atena laterale indolica. L indolo è il principale responsabile del picco di assorbimento UV a 280 nm, osservabile nelle proteine. La misura dell assorbanza a 280 nm può essere un modo semplice per stimare la quantità di proteina presente in una soluzione. Triptofano STPA-himica Organica 12

13 Legame peptidico (1) I gruppi -OO e -N 2 di due diversi α-ammino-acidi possono reagire e attraverso l eliminazione di una molecola di acqua formando il legame peptidico responsabile della struttura primaria delle proteine O O 2 N R N OO R 2 O + 2 N O OO N R R STPA-himica Organica 13

14 Legame peptidico (2) E un legame molto forte perché stabilizzato per risonanza O.. N O + N, O e N sono sullo stesso piano STPA-himica Organica 14

15 Sequenziamento di peptidi e proteine: metodo di Edman Reagente di Edman Gli amminoacidi vengono idrolizzati all N-terminale ad uno ad uno, ed inviati singolarmente ad uno strumento (PL) che ne determina l identita calcolandone la polarita. STPA-himica Organica 15