Γιατί τα αμινοξέα υπάρχουν ως ιόν zwiter;

Τα αμινοξέα υπάρχουν ως zwitterions λόγω της παρουσίας τόσο μιας όξινης καρβοξυλικής ομάδας (-COOH) όσο και μιας βασικής ομάδας αμινο (-ΝΗ2) εντός του ίδιου μορίου. Εδώ είναι μια κατανομή:

Τι είναι το zwitterion;

Ένα zwitterion είναι ένα μόριο που έχει τόσο θετικό όσο και αρνητικό φορτίο, αλλά συνολικά, είναι ηλεκτρικά ουδέτερο.

Πώς συμβαίνει στα αμινοξέα:

1. Ομάδα καρβοξυλίου (COOH): Η καρβοξυλική ομάδα είναι όξινη και μπορεί να δώσει ένα πρωτόνιο (Η+). Αυτό δημιουργεί μια αρνητικά φορτισμένη ομάδα καρβοξυλικού (-coo-).

2. Ομάδα αμινο (NH2): Η ομάδα αμινοί είναι βασική και μπορεί να δεχτεί ένα πρωτόνιο (Η+). Αυτό δημιουργεί μια θετικά φορτισμένη ομάδα αμμωνίου (-NH3+).

3. Εσωτερική μεταφορά: Σε ένα υδατικό διάλυμα, η όξινη καρβοξυλική ομάδα δίνει ένα πρωτόνιο στη βασική αμινομάδα, οδηγώντας στο σχηματισμό ενός zwitterion.

Δομή ενός zwitterion:

Η δομή ενός zwitterion σε ένα αμινοξύ μοιάζει με αυτό:

* r-ch (NH3+)-COO-

Οπου:

* r: Αντιπροσωπεύει την πλευρική αλυσίδα, η οποία είναι μοναδική για κάθε αμινοξύ.

* -ch: Αντιπροσωπεύει το κεντρικό άτομο άνθρακα.

* -nh3+: Αντιπροσωπεύει την θετικά φορτισμένη ομάδα αμμωνίου.

* -coo-: Αντιπροσωπεύει την αρνητική φορτισμένη ομάδα καρβοξυλικού.

Γιατί τα zwitterions είναι σημαντικά:

* Διαλυτότητα: Η μορφή Zwitterion καθιστά τα αμινοξέα πιο διαλυτά στο νερό. Οι φορτίσεις στο μόριο του επιτρέπουν να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού.

* Χωρητικότητα buffering: Τα αμινοξέα μπορούν να δράσουν ως ρυθμιστικά, επειδή μπορούν να δεχτούν ή να δώσουν πρωτόνια ανάλογα με το ρΗ του διαλύματος. Αυτό είναι σημαντικό για τη διατήρηση της ισορροπίας PH των κυττάρων και των σωματικών υγρών.

* Δομή πρωτεΐνης: Η μορφή Zwitterion είναι απαραίτητη για το σχηματισμό πρωτεϊνών. Τα αμινοξέα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω ιοντικών δεσμών, δεσμών υδρογόνου και άλλων αλληλεπιδράσεων και αυτές οι αλληλεπιδράσεις επηρεάζονται από την παρουσία της μορφής zwitterion.

Συνοπτικά:

Η μορφή Zwitterion είναι η κυρίαρχη μορφή αμινοξέων σε διάλυμα, λόγω της εσωτερικής μεταφοράς ενός πρωτονίου από την όξινη καρβοξυλική ομάδα στη βασική ομάδα αμινο. Αυτή η μορφή είναι ζωτικής σημασίας για τη διαλυτότητα, τη δυναμικότητα αποβολής και τον ρόλο του σχηματισμού πρωτεϊνών.