21. Wstęp do chemii a-aminokwasów „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 godzina wykładu: 46 i 47 1 21.1. Budowa ogólna a-aminokwasów i klasyfikacja peptydów H2N O OH kwas 2-aminooctowy (glicyna) H2N R O OH Klasyfikacja peptydów na przykładzie a-monopodstawionych a-aminokwasów „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 2 21.2. Proteinowe a-aminokwasy i wybrane funkcje protein szkieletowe (np. kolagen, keratyna) składniki np. kości, mięśni, włosów ochronne np. jad węża, toksyny roślinne - ochrona organizmu przed drapieżnikami; przeciwciała i peptydowe antybiotyki – ochrona przed chorobami enzymy – katalizatory procesów komórkowych hormony – regulowanie procesów życiowych funkcjonalne – transport i magazynowanie tlenu w mięśniach „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 3 łańcuch boczny R R R R R H2N R (S) O OH 21.3. Najważniejsze proteinowe a-aminokwasy H CH3 glicyna, Gly alanina, Ala seryna, Ser HO treonina, Thr walina, Val HS cysteina, Cys H2N kw. asparaginowy, Asp lizyna, Lys fenyloalanina, Phe kw. glutaminowy, Glu HN H2N O izoleucyna, Ile leucyna, Leu metionina, Met asparagina, Asn glutamina, Gln histydyna, His tryptofan, Trp NH arginina, Arg tyrozyna, Tyr „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 4 21.3. Właściwości kwasowo-zasadowe a-aminokwasów gr. funkcyjnej w łańcuchu bocznym węglowy łańcuch boczny pKa1 = 2.16-2.63 pKa2 = 9.10-9.69 „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 5 21.4. Punkt izoelektryczny (pI) przeważa przy pH silnie zasadowym przeważa przy pH silnie kwaśnym pI = pH, przy którym stężenie jonu obojnaczego jest największe, a stężenie formy kationowej jest równe stężeniu formy anionowej a-aminokwasy z niejonizującym łańcuchem bocznym pKa = 2.32 O pKa = 9.62 NH2 równanie Hendersona-Hasselbalcha OH pK a pH log [HA] [A ] kiedy [HA] [A - ] „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 to log [HA] [A ] - 0 więc pH pK a 6 21.5. Punkt izoelektryczny (pI), cd. a-aminokwasy z jonizującym łańcuchem bocznym „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 7 21.6. Otrzymywanie syntetycznych a-aminokwasów (racemicznych) z kwasów a-halokarboksylowych z kwasów a-ketokarboksylowych (aminowanie redukcyjne) „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 8 21.6. Otrzymywanie syntetycznych a-aminokwasów (racemicznych), cd. z a-halomalonianu dietylu/dimetylu (wykorzystanie syntezy Gabriela) O N K RO2C O Br OR O RO2C O N O H O OR RO RO2C O N O O CO2H CO2H „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 R' X OR HO2C O N O R' O OR HCl/H2O + CO2 + R' O NH3 O 9 21.6. Otrzymywanie syntetycznych a-aminokwasów (racemicznych), cd. z aldehydów (synteza Streckera) „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 10 21.7. Wiązanie peptydowe N-terminaly aminokwas N-terminaly aminokwas wiązanie peptydowe C-terminaly aminokwas C-terminaly aminokwas zahamowanie rotacji wokół wiązania peptydowego „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 11 21.8. Otrzymywanie dipeptydów – plan działania wzór potrzebne aminokwasy otrzymać Plan działania (1) zabezpieczyć (2) zaktywować (3) przeprowadzić reakcję z waliną „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 (4) odbezpieczyć gr. NH2 12 H2N O Ph O O OH Cbz środowisko zasadowe H N 21.8.1. Otrzymywanie dipeptydów – synteza O Ph O O Cl (1) N-zabezpieczenie N-terminalnego aminokwasu O H+/H2O H Cbz N O OH NEt3 H Cbz N O O O (3) reakcja zabezpieczonych aminokwasów O O Cl (2) aktywacja N-terminalnego aminokwasu (in situ) OEt (4) odbezpieczenie grupy NH2 „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 13 21.9. Otrzymywanie oligo- i polipeptydów N–zabezpieczony dipeptyd tripeptyd tetrapeptyd „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 14 21.10. Sekwencjonowanie peptydów przez kolejne ustalanie N-terminalnego aminokwasu, test Edmana izotiocyjanian fenylu – reagent Edmana „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 15 21.11. Budowa, a funkcja fizjologiczna naturalnych peptydów „Chemia Organiczna”, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, WChem PW; 2016/2017 16