Получение аминокислот
Аминокислоты используют в медицине, сельском хозяйстве, прикладной микробиологии и во многих отраслях науки. Они необходимы как компонент питания при недостаточности какой-либо из природных (особенно незаменимых) аминокислот, как составная часть внутривенного питания больных людей, для создания лекарственных и биохимических соединений и т. д. Все аминокислоты усваиваются только в L-форме (за исключением метионина), а попадание в организм D-формы крайне нежелательно.
Напомним, что L – и D-формы – это так называемые энантиомеры, разновидность изомеров, являющихся зеркальными отражениями друг друга. Смесь L – и D-форм в равных количествах называют рацемической4. Ей присущи все свойства чистого вещества, ибо L – и D-изомеры во всех отношениях идентичны, кроме тех случаев, когда они вступают во взаимодействие с другим асимметрическим (т. е. обладающим L – и D-формами) объектом. Таковы белки, в частности ферменты, живых организмов, так как они образованы только одной L-формой аминокислот. Именно поэтому живые организмы «узнают» энантиомеры аминокислот.
Химический синтез всех аминокислот – давно решенная и, в общем, не очень сложная задача. Однако химические методы дают всегда рацемическую смесь аминокислот, и, следовательно, необходима дополнительная стадия разделения энантиомеров. Чисто химически это сделать очень трудно. В то же время ферменты способны «узнавать», а значит, и по-разному реагировать на L – и D-формы аминокислот или их производные. Преимущественное расщепление одного из энантиомеров под действием ферментов настолько предпочтительно, что, как правило, они быстро реагируют с L-изомером, совершенно не затрагивая D-изомер. Это обстоятельство т. е. энантиоселективность, и было положено в основу ферментативного разделения рацемических смесей аминокислот.