Aminokwasy są ważne w biologii, biochemii i medycynie. Są uważane za elementy składowe polipeptydów i białka.
Dowiedz się o ich składzie chemicznym, funkcjach, skrótach i właściwościach.
Aminokwasy
- Aminokwas jest związkiem organicznym charakteryzującym się tym, że grupa karboksylowa, grupa aminowa i łańcuch boczny są przyłączone do centralnego atomu węgla.
- Aminokwasy są stosowane jako prekursory innych cząsteczek w organizmie. Połączenie aminokwasów razem tworzy polipeptydy, które mogą stać się białkami.
- Aminokwasy są wytwarzane z kodu genetycznego w rybosomach komórek eukariotycznych.
- Kod genetyczny to kod białek wytwarzanych w komórkach. DNA ulega translacji do RNA. Trzy zasady (kombinacje adeniny, uracylu, guaniny i cytozyny) kodują aminokwas. Istnieje więcej niż jeden kod dla większości aminokwasów.
- Niektóre aminokwasy mogą nie być wytwarzane przez organizm. Te „niezbędne” aminokwasy muszą być obecne w diecie organizmu.
- Ponadto inne procesy metaboliczne przekształcają cząsteczki w aminokwasy.
Definicja aminokwasu
Aminokwas jest rodzajem organiczny kwas zawierający karboksylową grupę funkcyjną (-COOH) i aminową grupę funkcyjną (-NH2), a także łańcuch boczny (oznaczony jako R), który jest specyficzny dla poszczególnych aminokwasów. Pierwiastkami znajdującymi się we wszystkich aminokwasach są węgiel, wodór, tlen i azot, ale ich łańcuchy boczne mogą również zawierać inne pierwiastki.
Skrócona notacja dla aminokwasów może być albo trzyliterowym skrótem, albo pojedynczą literą. Na przykład walina może być oznaczona przez V lub val; histydyna to H lub jego.
Aminokwasy mogą same działać, ale częściej działają jako monomery, tworząc większe cząsteczki. Połączenie kilku aminokwasów razem tworzy peptydy, a łańcuch wielu aminokwasów nazywa się polipeptydem. Polipeptydy można modyfikować i łączyć w białka.
Tworzenie białek
Proces wytwarzania białek na podstawie matrycy RNA nazywa się tłumaczeniem. Występuje w rybosomach komórek. W produkcję białka zaangażowanych jest 22 aminokwasów. Te aminokwasy są uważane za proteinogenne. Oprócz aminokwasów proteinogennych istnieje kilka aminokwasów, których nie ma w żadnym białku. Przykładem jest neuroprzekaźnik kwas gamma-aminomasłowy. Zazwyczaj nieproteinogenne aminokwasy działają w metabolizmie aminokwasów.
Tłumaczenie kodu genetycznego obejmuje 20 aminokwasów, które nazywane są aminokwasami kanonicznymi lub standardowymi aminokwasami. Dla każdego aminokwasu seria trzech reszt mRNA działa jak kodon podczas translacji (kod genetyczny). Pozostałe dwa aminokwasy znajdujące się w białkach to pirolizyna i selenocysteina. Są one specjalnie kodowane, zwykle przez kodon mRNA, który w przeciwnym razie funkcjonuje jako kodon stop.
Typowe błędy ortograficzne: kwas aminowy
Przykłady aminokwasów: lizyna, glicyna, tryptofan
Funkcje aminokwasów
Ponieważ aminokwasy są wykorzystywane do budowy białek, większość ludzkiego ciała składa się z nich. Ich obfitość ustępuje tylko wodzie. Aminokwasy są wykorzystywane do budowy różnych cząsteczek i są stosowane neuroprzekaźnik i transport lipidów.
Chiralność aminokwasowa
Aminokwasy są w stanie chiralność, gdzie grupy funkcyjne mogą znajdować się po obu stronach wiązania C-C. W świecie przyrody większość aminokwasów to L-izomery. Istnieje kilka przykładów izomerów D. Przykładem jest polipeptyd gramicydyna, który składa się z mieszaniny izomerów D i L.
Skróty jedno- i trzyliterowe
Aminokwasy najczęściej zapamiętane i spotykane w biochemii są:
- Glicyna, Gly, G
- Valine, Val, V
- Leucyna, Leu, L.
- Izoucyna, Leu, L.
- Proline, Pro, P
- Treonina, Thr, T
- Cysteina, Cys, C.
- Metionina, Met, M
- Fenyloalanina, Phe, F.
- Tyrozyna, Tyr, Y
- Tryptophan, Trp, W.
- Arginina, Arg, R.
- Asparaginian, Asp, D
- Glutaminian, Glu, E.
- Aparagine, Asn, N.
- Glutamina, Gln, Q
- Aparagine, Asn, N.
Właściwości aminokwasów
Charakterystyka aminokwasów zależy od składu ich łańcucha bocznego R. Używając jednoliterowych skrótów:
- Polarny lub hydrofilowy: N, Q, S, T, K, R, H, D, E
- Niepolarne lub hydrofobowe: A, V, L, I, P, Y, F, M, C
- Zawiera siarkę: C, M
- Wiązanie wodoru: C, W, N, Q, S, T, Y, K, R, H, D, E
- Jonizowalny: D, E, H, C, Y, K, R.
- Cykliczny: P
- Aromatyczny: F, W, Y (również H, ale nie wykazuje dużej absorpcji UV)
- Aliphatic: G, A, V, L, I, P
- Tworzy wiązanie dwusiarczkowe: C
- Kwasowy (dodatnio naładowany przy neutralnym pH): D, E
- Zasadowy (ujemnie naładowany przy neutralnym pH): K, R