Aminoskābes

Aminoskābes un olbaltumvielas ir starpprodukti pārejai no minerālu pasaules uz dzīvo vielu.
Kā norāda nosaukums, aminoskābes ir bifunkcionālas organiskas vielas: sastāv no aminofunkcijas (-NH2) un karboksilfunkcijas (-COOH); tie var būt α, β, γ utt., atkarībā no aminogrupas ieņemtās pozīcijas attiecībā pret karboksigrupu:

Visas bioloģiski svarīgās aminoskābes ir visas α-aminoskābes.
Olbaltumvielu struktūras sastāv no divdesmit aminoskābēm.
Kā redzams no iepriekš parādītajām vispārīgajām struktūrām, visām aminoskābēm ir kopīga daļa un cita daļa, kas tās raksturo (parasti apzīmē ar R).

No divdesmit aminoskābēm deviņpadsmit ir optiski aktīvas (tās novirza polarizētās gaismas plakni).
Lielākajai daļai aminoskābju ir tikai viena aminogrupa un viena karboksilgrupa, tāpēc tās sauc neitrālās aminoskābes; tos, kuriem ir papildu karboksilgrupa, sauc skābes aminoskābes savukārt tie, kuriem ir papildu aminogrupa, ir pamata aminoskābes.
Aminoskābes ir kristāliskas cietas vielas un tām ir laba šķīdība ūdenī.

Dažu aminoskābju trūkums uzturā izraisa nopietnas izmaiņas attīstībā; patiesībā cilvēka organisms nespēj sintezēt dažas aminoskābes, kuras precīzi sauc par neaizstājamām (tās jāievada kopā ar uzturu), bet pats par sevi var ražot tikai dažas aminoskābes (nebūtiskās).

Viena no slimībām, kas rodas neaizvietojamo aminoskābju trūkuma dēļ, ir tā, kas pazīstama ar nosaukumu kwashiorkor (vārds, kas cēlies no Āfrikas dialekta un tulkojumā nozīmē "pirmais un otrais"); šī slimība skar pirmdzimto, bet pēc otrā bērna piedzimšanas, jo pirmajam bērnam trūkst mātes piena, kas satur pareizu olbaltumvielu piegādi. Tāpēc šī slimība ir plaši izplatīta populācijās ar nepietiekamu uzturu un ietver caureju, apetītes trūkumu, kas noved pie pakāpeniskas organisma vājināšanās.

Kā jau minēts, dabiskajām aminoskābēm, izņemot glicīnu (tā ir a-aminoskābe ar ūdeņradi, nevis R grupu, un tā ir mazākā no divdesmit), piemīt optiskā aktivitāte vismaz vienas asimetriskas klātbūtnes dēļ ogleklis. Dabiskajās aminoskābēs asimetriskā oglekļa absolūtā konfigurācija, pie kuras ir saistītas tikai aminogrupas un karboksigrupas, pieder pie L sērijas;

D-aminoskābes nekad nekļūst par olbaltumvielu struktūras sastāvdaļu.
Mēs atceramies, ka:

DNS ---- transkripcija → m-RNS ---- tulkošana → proteīns

Transkripciju var kodēt kā L-aminoskābes; D-aminoskābes var saturēt struktūras, kas nav olbaltumvielas (piemēram, baktēriju gļotādas sienā: baktērijās nav "ģenētiskas informācijas par D-aminoskābju aizsardzību", tomēr ir "ģenētiskā informācija par fermentiem" kas nodarbojas ar baktēriju oderes sienu).
Atgriezīsimies pie aminoskābēm: atšķirīgā R grupas struktūra nosaka katras aminoskābes individuālās īpašības un sniedz īpašu ieguldījumu olbaltumvielu īpašībās.
Tāpēc tika uzskatīts, ka aminoskābes tiek sadalītas, pamatojoties uz R grupas raksturu:

Polāras, bet neuzlādētas aminoskābes:

Glicīns (R = H-)
Serīns (R = HO-CH2-)
Treonīns

būtiski

Treonīnam ir divi simetrijas centri: dabā eksistē tikai 2S, 3R treonīns.
Treonīns ir neaizstājama aminoskābe (nejaukt ar neaizstājamu: visas aminoskābes ir neaizstājamas), tāpēc tas jālieto kopā ar uzturu, ti, ēdot pārtiku, kas to satur, jo, kā jau minēts, ģenētiskais mantojums nav cilvēka šūnas. spēj ražot šo aminoskābi (šis mantojums ir sastopams daudzos augos un labākajos).

Serīna un treonīna hidroksilgrupu var esterificēt ar fosforilgrupu (iegūstot fosfoserīnu un fosfotreonīnu), šo procesu sauc fosforilēšana; fosforilēšanu dabā izmanto signālu tulkošanai starp šūnas iekšpusi un ārpusi.

Cisteīns (R = HS-CH2-)

Cisteīna sulfhidrils ir vieglāk protonējams nekā serīna hidroksilgrupa: sērs un skābeklis ir sestā grupa, bet sērs ir vieglāk oksidējams, jo tam ir lielāki izmēri.

Tirozīns [R = HO- (C6H4) -CH2-]

N.B.
(C6H4) = di-aizvietots benzola gredzens
Tāpat kā serīnu un treonīnu, hidroksilu var esterificēt (fosforilēt).

Asparagīns (R = NH2-CO-CH2-)
Glutamīns (R = NH2-CO-CH2-CH2-)

Nepolārās aminoskābes

ir hidrofobas sānu grupas; Šajā klasē mēs izšķiram:

Alifātiskie līdzekļi:

Alanīns (R = CH3-)
Valīns (R = (CH3) 2-CH-) būtisks
Leicīns (R = (CH3) 2-CH-CH2-) būtisks

Izoleicīns (R =

) būtiski

Metionīns (R = CH3-S-CH2-CH2-) būtisks

Šūnu membrānas veido divslāņu lipīdi, kuru hidrofobā rakstura dēļ ir noenkuroti proteīni, tāpēc tie satur alanīnu, valīnu, izoleicīnu un leicīnu. Savukārt metionīns gandrīz vienmēr ir aminoskābe nelielos daudzumos (apmēram 1%).

Prolīns

Aromātisks:

Fenilalanīns (R = Ph-CH2-) Ph = fenil: būtisks monoizvietots benzols

Triptofāns (R =

būtiski

Šīs divas aminoskābes, būdamas aromātiskas, absorbē gandrīz ultravioleto starojumu (apmēram 300 nm); tāpēc ir iespējams izmantot UV spektrofotometrijas paņēmienu, lai noteiktu zināmā proteīna koncentrāciju, kas satur šīs aminoskābes.

Uzlādētas aminoskābes

Savukārt tie ir sadalīti:

Skābes aminoskābes (ar polāriem atlikumiem ar negatīvu lādiņu pie pH 7) ir tādas, jo tās spēj radīt pozitīvu H + lādiņu:

Asparagīnskābe

Glutamīnskābe (R =

)

Šīs aminoskābes iegūst attiecīgi no asparagīna un glutamīna; visi četri eksistē dabā, un tas nozīmē, ka c "ir specifiska informācija par katru no tiem, tas ir, c" ir pamata triplets DNS, kas kodē katru no tiem.

Bāzes aminoskābes (ar polāriem atlikumiem ar pozitīvu lādiņu pie pH 7) ir tādas, jo tās spēj pieņemt pozitīvu H + lādiņu:

Lizīns (R =

) būtiski

Arginīns (R =

)

Histidīns (R =

)

Ir olbaltumvielas, kurās sānu ķēdēs ir aminoskābju atvasinājumi: piemēram, var būt fosfoserīns (nav ģenētiskas informācijas, kas kodētu fosfoserīnu, tikai serīns); fosfoserīns ir modifikācija pēctulkotājs: pēc olbaltumvielu sintēzes

DNS ---- transkripcija → m-RNS ---- tulkošana → proteīns

šādas pēctranslācijas izmaiņas var notikt proteīna sānu ķēdēs.