19 faktů o struktuře a vlastnostech isoleucinu

by

Isoleucin je esenciální nepolární a neutrální α-aminokyselina s molekulovou hmotností 131.175 g/mol. Pojďme diskutovat o struktuře isoleucinu podrobně.

Struktura isoleucinu obsahuje ve své poloze α aminoskupinu, která se za biologických podmínek protonuje. Centrální atom je sp3 hybridizované s neplanární strukturou. Tato alifatická aminokyselina může být syntetizována vícestupňovým postupem mezi reakcí 2-brombutanu a diethylmalonátu.

Zaměřme se na následující témata o isoleucinu, jako je polarita, množství izomerů, rozpustnost s náležitým vysvětlením.

Jak nakreslit strukturu isoleucinu Lewise?

Lewisova struktura ukazuje nevazebné elektrony jako tečku elektronů kolem příslušných atomů molekuly. Lewisova struktura jakékoli molekuly lze nakreslit podle následujících kroků.

  1. Určení valenčních elektronů: Základními atomy isoleucinu jsou uhlík, vodík, dusík a kyslík. Uhlík, dusík, kyslík a vodík obsahují ve svém valenčním obalu čtyři, pět, šest a jeden elektron.
  2. Zjištění vazebných elektronů: Pět atomů uhlíku tvoří hlavní uhlovodíkový řetězec a jsou navzájem spojeny jednoduchými vazbami. 2 a 3 očíslované atomy uhlíku jsou připojeny k aminoskupině (NH2) a methyl (CH3) skupina resp. 1 žádný uhlík není uhlík karboxylové kyseliny a je vázán s jedním atomem kyslíku dvojnou vazbou a dalším atomem kyslíku (OH) jednoduchou vazbou.
  3. Zjištění nevazebných elektronů: Ze všech atomů tvořících pouze dusík a kyslík nesou nevazebné elektrony. Dusík má dva a kyslík čtyři nevazebné elektrony.
isoleucinová struktura
Isoleucin Lewisova struktura

Isoleucin Lewis Structure Shape

Abychom poznali tvar isoleucinu, měla by být nejprve stanovena hybridizace centrálního atomu, jak je uvedeno níže.

Tvar isoleucinu struktura obsahuje atomy uhlíku, které jsou sp3hybridizované a mají tetraedrickou geometrii. 2 žádný uhlík není připojen k aminoskupině a 3 žádný uhlík není připojen k methylové skupině.

Pokud mají centrální atomy nějaký osamocený pár, pak každý z atomů uhlíku nemůže mít tetraedrickou geometrii místo sp3hybridizace. Aminoskupina je zobrazena jako vazba směrem nahoru a methylová skupina (připojená ke 3 atomům uhlíku) je zobrazena jako vazba směrem dolů vzhledem k rovině papíru.

Isoleucinový tvar jpeg
Tvar isoleucinu.
Kredit: Wikimedia Commons.

Isoleucin Lewis Structure Formal Charge

Formální náboj, který je popsán níže, je individuální náboj nesoucí jednotlivé atomy. Nejstabilnější Lewisova struktura lze rozhodnout z formálního výpočtu poplatku.

Vzorec z ο formální náboj isoleucinu je = Celkový počet valenčních elektronů – počet elektronů zůstává nevázaných – (počet elektronů zapojených do tvorby vazby/2)

  • Formální náboj nesoucí každý z atomů uhlíku = 4 – 0 – (8/2) = 0
  • Formální náboj každého ze dvou atomů kyslíku = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Formální náboj každého atomu vodíku = 1 – 0 – (2/2) = 0
  • Formální náboj dusíku = 5 – 2 – (6/2) = 0

Isoleucin Lewis Strukturní úhel

Vazebný úhel, který lze předpovědět z hybridizace centrálního atomu v nepřítomnosti osamoceného páru v centrálním atomu, pojďme zjistit zde.

Projekt úhel isoleucinové struktury obsahuje šest atomů uhlíkus a všechny mají sp3hybridizace a každý z atomů uhlíku má tetraedrickou geometrii se čtyřmi různými substituenty. Proto by měl být úhel vazby téměř roven 109.50.

Pokud má atom uhlíku nějaké nevazebné elektrony nebo osamocený pár, pak se vazebný úhel odchýlí od 109.50 (skutečný úhel vazby jakéhokoli sp2 hybridizovaný atom) kvůli přítomnosti osamoceného páru-osamoceného páru, osamělého páru pár-vazba a odpuzování páru vazba-pár-vazba.

Isoleucin Lewis Structure Octet Rule

 Oktetové pravidlo má elektronovou konfiguraci ve valenčním obalu libovolného atomu jako jeho nejbližší vnější obal vzácného plynu podle periodické tabulky. Pojďme to podrobně prozkoumat v následujících slokách.

V oktetovém pravidle isoleucinu Lewisova struktura, skládá se z uhlíku, dusíku, kyslíku a vodíku jako zúčastněných atomů. Všechny jsou prvkem skupiny 2 kromě vodíku. Takže nejbližší vzácný plyn ze všech je neon s elektronovou konfigurací ve svém valenčním obalu 2s2 2p6.

Uhlík tvoří čtyři vazby se čtyřmi substitučními atomy nebo skupinami. Po navázání se čtyřmi skupinami získá ve svém valenčním obalu další čtyři elektrony. Nyní je celkový počet valenčních elektronů osm, což odpovídá neonu. Kyslík může vázat libovolné dva další atomy nebo skupiny a po vytvoření vazby jeho valenční obal získá další dva elektrony.

Dusík může vytvořit vazbu se třemi dalšími atomy a také dosáhnout ušlechtilého plynu, jako je elektronová konfigurace a výplňový oktet. Oktetové pravidlo neplatí pro vodík, ale řídí se dupletem (má dva elektrony v 1s orbitálu jako helium).Oktetové pravidlo je tedy dodrženo v případě všech atomů, protože všechny také získávají osm elektronů ve svém valenčním obalu.

 Isoleucin Lewis Structure Lone Pairs

Osamělé páry jsou v podstatě valenční elektrony, které se nepodílejí na vazbě a jsou znázorněny jako elektronové tečky Lewisova struktura. Pojďme si o tom promluvit.

Vzorec pro výpočet isoleucin Lewisova struktura osamocené páry je = Celkový počet valenčních elektronů – počet vázaných elektronů.

  • Nevazebné elektrony atomu uhlíku = 4 – 4 = 0
  • Nevazebné elektrony vodíku = 1 – 1 = 0
  • Nevazebné elektrony kyslíku = 6 – 2 = 4
  • Nevazebné elektrony dusíku = 5 – 3 = 2

Celkový počet nevazebných elektronů v isoleucinu je tedy = (2×4) + (2×1) = 10

Isoleucinové valenční elektrony

Valenční elektrony jsou elektrony nejvíce vnějších obalových elektronů. Vzhledem k větší reaktivitě těchto elektronů se podílejí na vazbě s jinými atomy v molekule. Pojďme si to podrobně vysvětlit.

Elektronová konfigurace valenčního obalu uhlíku, dusíku a vodíku je 2s2 2p2, 2 s2 2p3 a 2s2 2p4resp. Proto uhlík, dusík a kyslík mají čtyři, pět, a šest valenčních elektronů uvnitř jejich příslušný valenční obal. Vodík je prvek první skupiny a má pouze jeden elektron.

Je isoleucin iontový nebo molekulární?

Kovalence v jakékoli sloučenině je generována sdílením elektronů, ale iontová sloučenina je tvořena úplným přenosem elektronů, což je podrobně uvedeno níže.

Předpokládá se, že isoleucin je molekulární nebo kovalentní sloučenina, protože kladně a záporně nabitý iont nemůže vzniknout po disociaci isoleucinu jako jakákoli iontová sloučenina.

Proč a jak je isoleucin molekulární nebo kovalentní sloučenina?

Vazby mezi atomy v isoleucinu jsou tvořeny vzájemným sdílením valenčních elektronů každého z atomů tvořících vazbu. Pojďme si o tom stručně popovídat.

Isoleucin je molekulární, protože elektrony mezi atomy jsou sdíleny prostřednictvím kovalentních vazeb. Iontové vazby mohou být vytvořeny pouze tehdy, jsou-li elektrony trvale přeneseny z méně elektronegativního atomu na více elektronegativní atom a jsou připojeny koloumbickou přitažlivou silou.

Ty v isoleucinu chybí. Nemůže se tedy jednat o iontovou sloučeninu, ale spíše o kovalentní nebo molekulární sloučeninu.

Je isoleucin aromatický?

Sloučenina může být aromatická, pokud je sp2 hybridizované s planární a cyklickou strukturou mající (4n+2) pí elektrony. Pojďme si to podrobně probrat.

Isoleucin není aromatická sloučenina díky neplanární acyklické struktuře a sp3 hybridizace centrálního atomu (uhlík).

Proč a jak isoleucin není aromatická sloučenina?

Existují některé charakteristiky nebo pravidlo aromaticity, jako je rovinnost, sp2 hybridizace, přítomnost (4n+2) pí elektronů s cyklickou strukturou. Pojďme pochopit bod podrobně.

Ani isoleucin není planární ani cyklický. Má dlouhý uhlovodíkový řetězec. Neobsahuje (4n+2) počet pí elektronů a atomy uhlíku jsou sp3 hybridizované.

Je isoleucin zwitterový iont?

Zwitter iont je definován jako přítomnost kladně a záporně nabitých iontů. Pojďme se o tom podrobně dozvědět.

Isoleucin je zwitterový iont díky přítomnosti dvou opačně nabitých (kladných a záporných) iontů, NH3+ a COO- iontů.

Proč je isoleucin zwitterový iont?

Ve většině případů mohou být aminokyseliny přítomny ve zwitter iontové formě. Isoleucin také není výjimkou. Tvoří zwitterový ion při pH =7.3. Pojďme si vysvětlit více o zwitter iontu podrobně.

Zwitter iont je iont obsahující jak kladný, tak záporný ion ve stejném množství. Čistý elektrický náboj jakéhokoli zwitterového iontu je tedy vždy nulový. Tento iont lze získat převedením jednoho protonu z COOH skupiny na NH2 skupina.

Jak je isoleucin zwitterovým iontem?

V následující dráze se tvoří zwitterový ion isoleucinu, který je stručně vysvětlen v následující sloce.

Atom vodíku ze skupiny COOH se přenese na NH2 skupinu a udělejte z ní NH3+ a skupina COOH se změní na COO-.

Je isoleucin hydrofobní nebo hydrofilní?

Hydrofobnost je definována jako odpuzování vody molekula zda hydrofilita je přitažlivost k molekulám vody. Pojďme o tom podrobně diskutovat.

Isoleucin bude vždy hydrofobní a ne hydrofilní povahy kvůli odpudivé tendenci k molekule vody.

Proč je isoleucin hydrofobní povahy?

Hydrofobnost je tendence vyhýbat se molekule vody. Důvod hydrofobnosti je diskutován níže.

Hydrofobní a hydrofilní povaha závisí na přítomnosti hydrofobní alkylové a hydrofilní polární skupiny. V závislosti na struktuře je isoleucin hydrofobní povahy, protože alkylová skupina je velká a nemůže být rozpustná ve vodě.

Jak je isoleucin hydrofobní povahy?

To lze vysvětlit níže pomocí charakteristiky alkylové skupiny přítomné ve struktuře isoleucinu.

Tato alkylová skupina nemůže tvořit žádné vodíkové vazby s polárním rozpouštědlem, a proto zůstává nerozpustná a vykazuje hydrofobnost.

Je isoleucin ketogenní nebo glukogenní?

Prekurzor glukózy se tvoří glukogenní a prekurzor ketonu se tvoří z ketogenních aminokyselin, které jsou podrobně uvedeny níže.

Isoleucin je glukogenní i ketogenní aminokyselina jak prekurzor ketonu a glukózy se tvoří z isoleucinu.

Proč a jak je isoleucin ketogenní stejně jako glukogenní aminokyselina?

Některé z aminokyselin mohou být glukogenní i ketogenní jako isoleucin, fenylalanin, threonin, tryptofan a tyrosin. Pojďme zjistit tyto dva termíny pro isoleucin.

Mohou tvořit jak glukózu, tak ketonový prekurzor. Glukogenní aminokyseliny mohou být přeměněny na glukózu procesem glukogeneze a ketogenní aminokyseliny jsou ty, které mohou být degradovány přímo na acetyl-CoA, prekurzor ketonu.

Je isoleucin kyselý nebo zásaditý?

Kyselost a zásaditost jakékoli aminokyseliny závisí na počtu amino a karboxylové skupiny. V závislosti na struktuře je níže popsáno, zda je isoleucin bazický nebo kyselý nebo neutrální.

Protože obsahuje stejný počet COOH a NH2 skupina ve své struktuře. Jedná se tedy o neutrální aminokyselinu. Izoelektrické pH isoleucinu je 7.3 (neutrální pH).

Proč a jak je isoleucin neutrální?

Neutrální povaha jakékoli aminokyseliny je pozorována díky přítomnosti stejného počtu skupin amino a karboxylové kyseliny. Pojďme zjistit, jak je to neutrální.

Isoleucin je neutrální, protože má stejný počet COOH a NH2 skupina. Pokud je počet aminoskupin větší než počet skupin COOH, pak se aminokyselina považuje za bazickou a pokud počet skupin COOH převyšuje NH2 skupina, pak bude aminokyselina nazývána jako kyselá aminokyselina.

K dispozici jsou tři aminokyseliny, např.

  1. Kyselá aminokyselina
  2. Základní aminokyselina
  3. Neutrální aminokyselina

Je isoleucin polární?

Polarita může být určena velikostí alkylové skupiny přítomné v jakékoli molekule. Pojďme zjistit, proč je isoleucin polární nebo nepolární.

Isoleucin je nepolární a nerozpustný ve vodě kvůli přítomnosti velké objemné alkylové skupiny.

Proč a jak je isoleucin nepolární?

Alkylová skupina isoleucinu je hlavním důvodem, proč je nepolární a je popsána níže.

Isoleucin je nepolární, protože má objemnou alkylovou skupinu. Polarita aminokyseliny závisí na velikosti alkylové skupiny, protože alkylové skupiny jsou obecně hydrofobní povahy.

U velké objemné alkylové skupiny nemůže dovolit, aby byla celá molekula rozpustná ve vodě. Pouze polární sloučeniny mohou být rozpustné ve vodě, protože mají stejnou povahu (polární-polární).

Je isoleucin chirální?

Chiralitu lze určit ze struktury stejně jako z přítomnosti substitučních atomů nebo skupin. Pak se můžeme vyjádřit k chiralitě isoleucinu. Pojďme o tom diskutovat.

Isoleucin je rozhodně chirální sloučenina mající čtyři různé substituenty se dvěma chirálními centry.

Proč a jak je isoleucin chirální?

Atom uhlíku může být chirální, pokud se čtyři substituční skupiny kolem něj budou lišit. Pojďme prozkoumat, proč je isoleucin chirální.

Isoleucin je chirální, protože obsahuje čtyři různé substituční atomy kolem centrálního atomu. V isoleucinu je druhý uhlík chirální, protože má čtyři různé atomy nebo skupiny, NH2, COOH, alkylová skupina, vodík kolem ní.

Kromě toho je třetí uhlík také chirální, protože také obsahuje kolem sebe čtyři různé skupiny.

Je isoleucin esenciální aminokyselina?

Základní koncept esenciální aminokyseliny je objasněn níže.

Isoleucin je rozhodně esenciální aminokyselina protože v našem těle není možné syntetizovat isoleucin.

Proč a jak je isoleucin esenciální aminokyselinou?

Esenciální aminokyseliny, které jsou uvedeny níže, jsou definovány jako aminokyseliny, které si živé tělo nedokáže syntetizovat a měly by být přijímány zvenčí prostřednictvím různých potravin.

Existuje devět esenciálních aminokyselin a isoleucin je jednou z nich. Je velmi důležitý pro budování svalové tkáně. Potřebné množství isoleucinu pro dospělý živý organismus je 20 mg denně.

Je isoleucin polymer?

Polymery vznikají přidáním stejných nebo různých monomerních jednotek. Pojďme diskutovat o tom, zda je isoleucin polymer nebo ne.

V určitém okamžiku isoleucin není polymer, je přítomen jako molekula monomeru.

Proč a jak isoleucin není polymer?

To popisuje o isoleucinu, zda je polymer nebo ne, což je podrobně objasněno.

Je přítomen jako monomer. Aminokyseliny mohou být přítomny jako monomer. Velké množství aminokyselin tvoří makromolekulární protein procesem kondenzace (eliminace molekuly vody).

Má isoleucin izomery?

Izomery mají stejný molekulový vzorec, ale s odlišným molekulárním uspořádáním. Následující sloka vypráví o tom, zda isoleucin má nějaké izomery nebo ne.

Rozhodně existují čtyři izomery, které jsou k dispozici pro strukturu isoleucinu díky tomu, že má dvě chirální centra.

Proč a jak má isoleucin izomery?

Počet izomerů závisí na počtu chirálních atomů uhlíku přítomných v molekule. Pojďme si to podrobně vysvětlit.

Isoleucin obsahuje čtyři izomery, protože má celkem dva atomy uhlíku (2 a 3 očíslované uhlíky). Pro stanovení počtu izomerů se používá vzorec. Počet izomerů = 2n [n = počet chirálních atomů uhlíku]. Celkový počet izomerů isoleucinu je tedy 22 = 4.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Z výše uvedeného článku lze vyvodit závěr, že isoleucin je esenciální aminokyselina, která je hydrofobní a nepolární povahy. Může být přítomen ve dvou izomerech (d a l), které mohou otáčet rovinně polarizované světlo.