Como funciona a quiralidade de aminoácidos

Aminoácidos (exceto para glicina) têm um átomo de carbono quiral adjacente ao grupo carboxila (CO2-). este centro quiral permite estereoisomerismo. Os aminoácidos formam dois estereoisômeros que são imagens espelhadas um do outro. As estruturas não são sobrepostas umas às outras, como as mãos esquerda e direita. Essas imagens espelhadas são denominadas enantiómeros.

Existem dois importantes sistemas de nomenclatura para enantiômeros. O sistema D / L é baseado na atividade óptica e refere-se às palavras latinas Dexter por certo e laevus para a esquerda, refletindo a mão esquerda e a mão direita das estruturas químicas. Um aminoácido com a configuração dexter (dextrorotário) seria nomeado com um prefixo (+) ou D, como (+) - serina ou D-serina. Um aminoácido com a configuração de laevus (levorotário) seria precedido de um (-) ou L, tal como (-) - serina ou L-serina.

Aqui estão as etapas para determinar se um aminoácido é o enantiômero D ou L:

1. Desenhe a molécula como uma projeção de Fischer com o grupo ácido carboxílico na cadeia superior e lateral na parte inferior. (O grupo amina não estará na parte superior ou inferior.)
2. Se o grupo amina estiver localizado no lado direito da cadeia de carbono, o composto é D. Se o grupo amina estiver no lado esquerdo, a molécula é L.
3. Se você deseja desenhar o enantiômero de um determinado aminoácido, basta desenhar sua imagem no espelho.

A notação R / S é semelhante, onde R significa Latin reto (direita, correta ou reta) e S significa Latim sinistro (esquerda). A nomeação de R / S segue as regras de Cahn-Ingold-Prelog:

1. Localize o centro quiral ou estereogênico.
2. Atribua prioridade a cada grupo com base no número atômico do átomo conectado ao centro, onde 1 = alto e 4 = baixo.
3. Determine a direção da prioridade para os outros três grupos, em ordem de alta a baixa prioridade (1 a 3).
4. Se o pedido for no sentido horário, o centro será R. Se o pedido for no sentido anti-horário, o centro será S.

Embora a maior parte da química tenha mudado para os designadores (S) e (R) para estereoquímica absoluta de enantiômeros, os aminoácidos são mais comumente nomeados usando o sistema (L) e (D).

Todos os aminoácidos encontrados nas proteínas ocorrem na configuração L do átomo de carbono quiral. A exceção é a glicina, porque possui dois átomos de hidrogênio no carbono alfa, que não podem ser distinguidos um do outro, exceto por marcação com radioisótopos.

Os aminoácidos D não são naturalmente encontrados nas proteínas e não estão envolvidos nas vias metabólicas dos organismos eucarióticos, embora sejam importantes na estrutura e no metabolismo das bactérias. Por exemplo, o ácido D-glutâmico e a D-alanina são componentes estruturais de certas paredes celulares bacterianas. Acredita-se que a D-serina possa atuar como um neurotransmissor cerebral. Os aminoácidos D, onde existem na natureza, são produzidos através de modificações pós-traducionais da proteína.

Em relação à nomenclatura (S) e (R), quase todos os aminoácidos nas proteínas são (S) no carbono alfa. A cisteína é (R) e a glicina não é quiral. A razão pela qual a cisteína é diferente é que ela possui um átomo de enxofre na segunda posição da cadeia lateral, que tem um número atômico maior que o dos grupos do primeiro carbono. Após a convenção de nomenclatura, isso cria a molécula (R) em vez de (S).