Aminokwasy i czynniki wpływające na działanie leków

Aminokwasy to kolejna grupa wielofunkcyjnych pochodnych węglowodorów. Są to pochodne kwasów karboksylowych, które oprócz grupy karboksylowej $-COOH$ posiadają również grupę aminową $-NH2$. Ogólny wzór aminokwasów można zapisać jako R-CH$NH2$-COOH, gdzie R oznacza atom wodoru lub podstawnik.

Właściwości aminokwasów obejmują:

• Bezbarwność i brak zapachu
• Stały stan skupienia
• Często słodki smak
• Charakter amfoteryczny $mogą reagować zarówno z kwasami, jak i z zasadami$

Zastosowania aminokwasów są różnorodne:

• W przemyśle kosmetycznym $np. w kremach przeciwzmarszczkowych$
• W rolnictwie $jako nawozy zwiększające plony i odporność roślin$
• W przemyśle spożywczym $jako dodatki, np. kwas glutaminowy$
• W medycynie $np. tryptofan w preparatach poprawiających jakość snu$
• W kryminalistyce $analiza aminokwasów w odciskach palców do identyfikacji płci$

Dokument omawia również czynniki wpływające na działanie substancji leczniczych, takie jak struktura chemiczna, stopień rozdrobnienia, rozpuszczalność w wodzie, droga przenikania do organizmu i odczyn środowiska.

Highlight: Białka są definiowane jako polipeptydy zawierające 100 lub więcej reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Są to polimery kondensacyjne aminokwasów, które mogą powstać z 20 różnych aminokwasów białkowych w wyniku kondensacji.

Vocabulary: Polimery kondensacyjne to związki chemiczne powstające w wyniku reakcji kondensacji, w której dwie lub więcej cząsteczek łączy się ze sobą, wydzielając przy tym małą cząsteczkę, najczęściej wodę.

Struktura i właściwości białek

Białka można podzielić na dwie główne kategorie:

1. Ze względu na skład: a) Białka proste b) Białka złożone
2. Ze względu na budowę: a) Białka fibrylarne b) Białka globularne

Struktura białek jest złożona i można w niej wyróżnić cztery poziomy organizacji:

1. Struktura pierwszorzędowa - określa sekwencję aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym.
2. Struktura drugorzędowa - opisuje ułożenie łańcucha polipeptydowego w przestrzeni.
3. Struktura trzeciorzędowa - przedstawia ułożenie poszczególnych odcinków łańcucha polipeptydowego względem siebie w przestrzeni.
4. Struktura czwartorzędowa - powstaje w wyniku wzajemnego oddziaływania ze sobą skręconych łańcuchów polipeptydowych.

Białka zbudowane są głównie z atomów węgla, tlenu, wodoru, azotu i siarki. W niektórych przypadkach mogą zawierać również jony żelaza, magnezu lub cynku.

Dokument omawia również kilka ważnych procesów związanych z białkami:

• Koagulacja - proces przemiany zolu w żel
• Peptyzacja - proces przemiany żelu w zol
• Wysalanie białek - odwracalny proces koagulacji białek
• Denaturacja - nieodwracalny proces ścinania białka

Definicja: Efekt Tyndalla to zjawisko rozpraszania światła przez cząsteczki koloidalne, które świadczy o tym, że białko zmieszane z wodą tworzy koloid.

Zastosowania białek są szerokie i obejmują:

• Przemysł chemiczny $np. żelatyna w amunicji do paintballa, kazeina w klejach do tapet$
• Przemysł spożywczy $np. gluten jako mieszanina białek roślinnych, żelatyna jako środek żelujący$
• Przemysł kosmetyczny $np. keratyna w szamponach i odżywkach$

Example: Hemoglobina jest przykładem białka złożonego, które zawiera grupę hemową z jonem żelaza, odpowiedzialną za transport tlenu w organizmie.

Metody konserwacji żywności

Dokument przedstawia różne metody konserwacji żywności, które mają na celu przedłużenie trwałości produktów spożywczych:

1. Suszenie - polega na usuwaniu wody z produktów, co hamuje rozwój mikroorganizmów.
2. Solenie i dodawanie cukru - zwiększa ciśnienie osmotyczne, co utrudnia rozwój bakterii.
3. Marynowanie - wykorzystuje zalewę zawierającą głównie 10-procentowy roztwór kwasu octowego, co tworzy niekorzystne środowisko dla mikroorganizmów.
4. Pakowanie próżniowe - polega na usunięciu powietrza z opakowania, co ogranicza dostęp tlenu i hamuje rozwój bakterii tlenowych.
5. Pasteryzacja - proces niszczenia mikroorganizmów poprzez ogrzewanie żywności w szczelnie zamkniętych opakowaniach.
6. Mrożenie - wykorzystuje niskie temperatury, często z użyciem ciekłego azotu, do zahamowania procesów biologicznych.
7. Liofilizacja - metoda polegająca na zamrażaniu, a następnie eliminacji wody przez sublimację.
8. Wędzenie - proces obsuszania żywności dymem, który ma właściwości konserwujące i nadaje charakterystyczny smak.
9. Peklowanie - nasycanie mięsa mieszanką peklującą, składającą się z chlorku sodu $NaCl$ i soli kwasów azotowego$III$ i azotowego$V$.
10. Kiszenie - wykorzystuje proces fermentacji mlekowej do konserwacji żywności.
11. Gotowanie - obróbka termiczna żywności w gorącej wodzie, która niszczy mikroorganizmy i denaturuje białka.

Highlight: Kwasy owocowe, takie jak kwasy AHA $alfa-hydroksykwasy$ i kwasy BHA $beta-hydroksykwasy$, są często stosowane w kosmetyce ze względu na ich właściwości złuszczające i odmładzające skórę. Przykładami kwasów AHA są kwas glikolowy i kwas mlekowy.

Example: Mioglobina jest przykładem białka prostego, które pełni funkcję magazynowania tlenu w mięśniach. Jest to białko globularne, co oznacza, że ma kulistą strukturę.

Wielofunkcyjne pochodne węglowodorów

Wielofunkcyjne pochodne węglowodorów to związki chemiczne, w których cząsteczkach występują co najmniej dwie różne grupy funkcyjne. Dokument skupia się na trzech głównych typach tych związków: hydroksykwasach, aminokwasach i białkach.

Hydroksykwasy są pochodnymi kwasów karboksylowych, które w swojej strukturze zawierają dwie różne grupy funkcyjne: grupę karboksylową $-COOH$ i grupę hydroksylową $-OH$. Ich ogólny wzór można zapisać jako $HO$m-R-$COOH$n, gdzie R oznacza grupę węglowodorową. Hydroksykwasy charakteryzują się dobrą rozpuszczalnością w wodzie, niską lotnością oraz wysokimi temperaturami topnienia i wrzenia.

Zastosowania hydroksykwasów są szerokie i obejmują:

• Przemysł farmaceutyczny $np. kwas salicylowy używany do dezynfekcji$
• Przemysł spożywczy $np. kwas jabłkowy i mlekowy jako konserwanty$
• Przemysł kosmetyczny $np. kwasy mlekowy, salicylowy i cytrynowy w maseczkach do twarzy$

Warto zauważyć, że kwas acetylosalicylowy jest składnikiem popularnych leków przeciwbólowych, takich jak aspiryna czy polopiryna.

Cytat: "Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka czyni, że dana substancja nie jest trucizną" - Paracelsus

Ta słynna maksyma Paracelsusa podkreśla znaczenie dawkowania w farmakologii. W dokumencie omówiono różne rodzaje dawek, w tym dawkę minimalną $DM$, leczniczą $DC$, toksyczną $DT$ i śmiertelną $LDx$.

Definicja: Dawka minimalna $DM$ to ilość substancji wywołująca pierwsze dostrzegalne zmiany w organizmie.