background image

Biochemistry lectures

By

Assistant.Prof Dr. Ban Mahmood Al-joda

Clinical Biochemistry

College of Medicine University of Babylon


background image

Reaction of amino acids and 

properties


background image

objectives

1- Amino  acids  properties.

2- View the reactions  due to carboxyl  group, 
reactions  due to amino group and reactions  of SH 
group.

3- Define transamination.

4- The clinical  value of transamination.

5- The clinical  applications  of amino acids.


background image

Properties of amino acids

:

A -Physical properties

:

1- Solubility:

Most of the amino  acids are

soluble in water  and alcohol (polar solvents)  ,but 
insoluble in nonpolar solvents  (benzene
).

2- Melting points :

Amino  acids generally 

melt at higher temperatures  ,often above 200ºC.


background image

3-Taste 

:

Glycine,  alanine,  valine , serine, tryptophan,  histidine
and proline are sweet in taste; leucine is tasteless; 
while isoleucine  and arginine  are bitter.  Sodium 
glutamate  is a flavoring  agent. Aspartame,  an artificial 
sweetener contains  aspartic  acid and phenyl  alanine.


background image

4- Optical properties :

I-

Amino  acids  having an asymmetric  carbon atom 

exhibit  optical  activity.  Asymmetry  arises  when 4 
different  groups are attached to the same carbon 
atom .

II-

Glycine  is the simplest  amino acid and has no

asymmetric  carbon atom and therefore  shows

no optical  activity.  All  others are optically  active.


background image

5- Ampholyte and Iso-electric Point

Amino acids can exist as ampholytes or zwitterions
in solution, depending on the pH of the medium. The
pH at which the molecule carries no net charge is
known as iso-electric point or isoelectric pH (pI).
In acidic solution they are cationic in form and in
alkaline solution they behave as anions

Ionic forms of amino acids


background image

B- Chemical properties:

The general  reactions  of amino acids   are mostly  due

to the presence  of two functional  groups  namely

carboxylic  (-COOH)  and amino (-NH2) group.


background image

General reactions of amino acids

I- Reactions due to –COOH group

1- Decarboxylation: 

The amino acids will 

undergo alpha decarboxylation  to form the 
corresponding amine. Thus some important 
amines  are produced from amino acids. For 
example,

Histidine

Histamine  + CO

2

Tyrosine                 Tyramine + CO

2

Tryptophan            Tryptamine + CO

2

Lysine                     Cadaverine + CO

2


background image

Decarboxylation of amino acid


background image

2- Amide Formation:

The -COOH group of dicarboxylic amino acids 
(other than alphacarboxyl)  can combine  with 
ammonia to form the corresponding  amide.  For 
example  ,

Aspartic acid + NH

3                                                              

Asparagine

Glutamic  acid + NH

3                                                             

Glutamine


background image

Formation of glutamine


background image

II- Reactions Due to Amino Group

1- Transamination: 

The alpha amino group of amino  acid can 

be transferred  to alpha keto acid to form the corresponding  new 
amino  acid and alpha keto acid . This  is an important reaction in 
the body for the inter-conversion  of amino  acids and for 
synthesis of non-essential amino acids.

amino acid 1 + keto acid 2                 amino acid 2 + keto acid 1


background image

Transamination reaction


background image

2- Oxidative Deamination:

The alpha amino group is removed  from the amino acid 

to form the corresponding  keto acid  and ammonia

In the body,  Glutamic acid is the most common amino 
acid to undergo oxidative  deamination.


background image

Transamination + deamination = transdeamination


background image

Clinical Significance of Transamination

Aspartate amino transferase (AST) and Alanine  amino 
transferase (ALT) are induced by glucocorticoids  which favor 
gluconeogenesis.  AST and ALT  are markers  of liver injury .

Diagnostic value:

Transaminases  are normally  intracellular enzymes.              

They  are elevated in the blood

when damage  to the cells 

producing  these enzymes  occurs.

** 

Increase level of both ALT & AST

indicates                 

possible  damage  to the liver cells.

** 

Increase level of AST alone

suggest  damage  to  heart 

muscle  ,skeletal muscle  or kidney

.


background image

3- Formation of carbamino compound:

Carbon dioxide adds to the alpha amino group of amino 

acids to form  carbamino compounds.  The reaction occurs at 
alkaline pH and serves  as a mechanism  for the transport of 
carbon dioxide from tissues  to the lungs  by hemoglobin  .

Hb—NH

+ CO

2                                 

Hb—NH—COOH (Carbamino-Hb)


background image

III- Reactions Due to Side Chains

1-Transmethylation

2- Ester formation by the OH group

3- Reaction of the amide group

4- Reactions of SH group


background image

Reactions of SH group:

Cysteine has a sulfhydryl (SH)

group and it can form a disulphide (S-S) bond with
another cysteine residue. The two cysteine residues can
connect two polypeptide chains by the formation of

interchain disulphide bonds

or links . The dimer

formed by two cysteine residues is sometimes called

Cystine

or

Dicysteine

.


background image

Formation  of disulphide bridges


background image

Clinical applications for some amino acids 

1- Glycine  is used for heme, purine  and creatin
synthesis.

Creatine synthesis  from   = (Glycine, Argenine ,Methionine)  .

2-

Glutathione can be produced  using enzymatic 

methods in the presence of ATP and its three precursor 
amino acids  (

L-glutamic  acid, L-cysteine,  glycine

). 

Function 

in detoxification,  antioxidant  defense .


background image

3- Catecholamine  (CA) is a monoamine  compound, that 
has a catechol  (benzene with two -OH side groups)  and 
a side-chain  amine. 

CA

are derivatives  of Tyrosine 

including 

dopamine

norepinephrine

, and 

epinephrine

.

CA

are require for the body  to adapt to a great variety  of 

acute and chronic stress.

4- Tryptophan  serves  as the precursor  for the synthesis 
of 

serotonin 

and 

melatoninby.

5- Histamine is derived  from the decarboxylation  of the 
amino acid 

histidine

.


background image

REFERENCES

1- DM Vasudevan, Sreekumari S, Kannan Vaidyanathan , 

Textbook of Biochemistry 

for Medical Students , 6

th

ed.  2011 .

2- Lippincott’s Reviews of Biochemistry, 3

rd

ed. , 2018.




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 92 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل