- Kaip klasifikuojamos aminorūgštys?
- 20 baltymų aminorūgščių
- Glicinas (Gly, G)
- Alaninas (Ala, A)
- „Prolinas“ („Pro“, „P“)
- Valinas (Val, V)
- „Leucine“ (Leu, L)
- Izoleucinas (Ile, I)
- Metioninas (Met, M)
- Fenilalaninas (Phe, F)
- Tirozinas (Tyr, Y)
- Triptofanas (Trp, W)
- Serinas (Ser, S)
- Treoninas („Thr“, „T“)
- Cisteinas (Cys, C)
- Asparaginas (Asn, N)
- Glutaminas (Gln, G)
- Lizinas (Lys, K)
- Histidinas (Jo, H)
- Argininas (Arg, R)
- Asparto rūgštis (Asp, D)
- Glutamo rūgštis (Glu, E)
- Nuorodos
Kad amino rūgštys yra organiniai junginiai, kad formos baltymų, kurie yra amino rūgšties tinklai. Kaip rodo jų pavadinimas, juose yra tiek bazinių grupių (amino, NH2), tiek rūgščių grupių (karboksilo, COOH).
Šie subvienetai yra labai svarbūs formuojant šimtus tūkstančių skirtingų baltymų skirtinguose organizmuose, kaip bakterija ir dramblys ar grybelis ir medis.
Amino rūgščių venų diagrama (Šaltinis: Amino_Acids_Venn_Diagram.png: Klaus Hoffmeier išvestinis darbas: solde9 / viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)
Aprašyta daugiau nei 200 skirtingų aminorūgščių, tačiau tiriamieji mokslininkai nustatė, kad visų gyvų būtybių (paprastų ar sudėtingų) baltymai visuomet yra sudaryti iš tų pačių 20, kurie yra sujungti, kad sudarytų būdingą tiesinę seką.
Kadangi visos aminorūgštys turi tą patį pagrindinį „stuburą“, jas išskiria šoninės grandinės; todėl šios molekulės gali būti laikomos „abėcėle“, kurioje „parašyta“ baltymų struktūros kalba.
Bendras visų 20 aminorūgščių stuburas susideda iš karboksilo grupės (COOH) ir amino grupės (NH2), sujungtų per anglies atomą, vadinamą α-anglimi (20 bendrųjų aminorūgščių yra α-aminorūgštys).
20 aminorūgščių ir jų struktūros
Α-anglis taip pat yra sujungta su vandenilio atomu (H) ir šonine grandine. Ši šoninė grandinė, dar vadinama R grupe, skiriasi kiekvienos aptariamos aminorūgšties dydžiu, struktūra, elektriniu užtaisu ir tirpumu.
Kaip klasifikuojamos aminorūgštys?
20 labiausiai paplitusių aminorūgščių, tai yra baltymų aminorūgštys, gali būti suskirstytos į dvi grupes: esmines ir neesmines. Pastarąsias sintezuoja žmogaus kūnas, tačiau pirmosios turi būti įsigytos su maistu ir būtinos ląstelėms funkcionuoti.
Žmonėms ir kitiems gyvūnams būtinos aminorūgštys yra 9:
- histidinas (H, His)
- izoleucinas (I, Ile)
- leucinas (L, Leu)
- lizinas (K, Lys)
- metioninas (M, Met)
- fenilalaninas (F, Phe)
- treoninas (T, Thr)
- triptofanas (W, Trp) ir
- valinas (V, Val)
Nereikalingos aminorūgštys yra 11:
- alaninas (A, Ala)
- argininas (R, Arg)
- asparaginas (N, Asn)
- asparto rūgštis (D, Asp)
- cisteinas (C, Cys)
- glutamo rūgštis (E, Glu)
- glutaminas (Q, Gln)
- glicinas (G, Gly)
- prolinas (P, Pro)
- serinas (S, Ser) ir
- tirozinas (Y, Tyr)
Be šios klasifikacijos, 20 baltymų aminorūgščių (iš kurių jie sudaro baltymus) gali būti atskirtos pagal jų R grupių savybes:
- nepolinės arba alifatinės aminorūgštys : glicinas, alaninas, prolinas, valinas, leucinas, izoleucinas ir metioninas.
- Amino rūgštys su aromatinėmis R grupėmis : fenilalaninas, tirozinas ir triptofanas.
- Neiškrautos polinės aminorūgštys : serinas, treoninas, cisteinas, asparaginas ir glutaminas.
- Teigiamai įkrautos polinės aminorūgštys : lizinas, histidinas ir argininas.
- Neigiamai įkrautos polinės aminorūgštys : asparto rūgštis ir glutamo rūgštis.
20 baltymų aminorūgščių
Čia yra trumpas kiekvieno iš šių svarbių junginių charakteristikų ir funkcijų aprašymas:
Tai yra paprasčiausios struktūros amino rūgštis, nes jos R grupę sudaro vandenilio atomas (H), todėl jis taip pat yra mažas. Pirmą kartą 1820 m. Jis buvo išskirtas iš želatinos, tačiau jame taip pat gausu šilko sudarančių baltymų: fibroino .
Glicinas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Tai nėra būtina žinduolių aminorūgštis, nes šių gyvūnų ląstelės gali jas sintetinti iš kitų aminorūgščių, tokių kaip serinas ir treoninas.
Jis tiesiogiai dalyvauja kai kuriuose „kanaluose“ ląstelių membranose, kontroliuojančiose kalcio jonų praėjimą iš vienos pusės į kitą. Tai taip pat susiję su purinų, porfirinų ir kai kurių centrinę nervų sistemą slopinančių neuromediatorių sinteze.
Šios aminorūgšties, dar žinomos kaip 2-aminopropano rūgštis , struktūra yra gana paprasta, nes jos R grupę sudaro metilo grupė (-CH3), todėl jos dydis taip pat yra gana mažas.
Alanina (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Tai yra daugelio baltymų dalis ir, kadangi jį gali sintetinti kūno ląstelės, nelaikomas esminiu, tačiau yra metaboliškai svarbus. Joje gausu šilko fibroino, iš kur jis pirmą kartą buvo išskirtas 1879 m.
Alaninas gali būti sintetinamas iš piruvato, junginio, pagaminto metabolizmo būdu, žinomu kaip glikolizė , susidedantis iš gliukozės skaidymo, kad būtų gaunama energija ATP pavidalu.
Jis dalyvauja gliukozės-alanino cikle, kuris vyksta tarp gyvūnų kepenų ir kitų audinių ir kuris yra katabolinis kelias, kuris angliavandenių susidarymui ir energijos gamybai priklauso nuo baltymų.
Tai taip pat yra transaminacijos reakcijų dalis, vykstant gliukoneogenezei ir slopinant glikolitinio fermento piruvato kinazę, taip pat kepenų autofagijai.
Prolinas ( pirolidino-2-karboksirūgštis ) yra amino rūgštis, turinti savitą struktūrą, nes jos R grupę sudaro pirolidino žiedas, sudarytas iš penkių sujungtų anglies atomų, įskaitant α anglies atomą.
„Proline“ (Šaltinis: originalus įkėlėjas buvo Paginazero italų Vikipedijoje. / Viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)
Daugelyje baltymų standi šios aminorūgšties struktūra yra labai naudinga įvedant „posūkius“ arba „raukšles“. Taip yra daugumos stuburinių gyvūnų kolageno skaidulomis, kurias sudaro daugybė prolino ir glicino liekanų.
Augaluose buvo įrodyta, kad jis dalyvauja palaikant ląstelių homeostazę, įskaitant redokso pusiausvyrą ir energijos būsenas. Jis gali veikti kaip signalinė molekulė ir moduliuoti skirtingas mitochondrijų funkcijas, paveikti ląstelių dauginimąsi ar mirtį ir kt.
Tai yra dar viena amino rūgštis, turinti alifatinę R grupę, susidedančią iš trijų anglies atomų (CH3-CH-CH3). Jo IUPAC pavadinimas yra 2-3-amino-3-butano rūgštis , nors literatūroje ją taip pat galima rasti kaip α-aminovalerijos rūgštį .
Valine (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Valinas pirmą kartą buvo išgrynintas 1856 m. Iš vandeninio žmogaus kasos ekstrakto, tačiau jo vardas buvo sugalvotas 1906 m. Dėl jo struktūrinio panašumo į valerino rūgštį, išgautą iš kai kurių augalų.
Tai yra nepakeičiama aminorūgštis, nes jos negali sintetinti organizmas, nors atrodo, kad ji atlieka ne tik daugelio rutulinių baltymų struktūros dalį, bet ir atlieka daug kitų funkcijų.
Dėl jo irimo gali būti sintetinamos kitos aminorūgštys, pavyzdžiui, glutaminas ir alaninas.
Leucinas kartu su valinu ir izoleucinu yra dar viena nepakeičiama aminorūgštis ir yra šakotų grandinių aminorūgščių grupės dalis. R grupė, apibūdinanti šį junginį, yra izobutilo grupė ( CH2-CH-CH3-CH3 ), todėl ji yra labai hidrofobinė (atstumia vandenį).
Leucine (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Jis buvo atrastas 1819 m. Kaip gyvulinių raumenų skaidulų ir avių vilnos baltymų dalis.
Jos gausu baltymuose, tokiuose kaip hemoglobinas, ir tiesiogiai dalyvauja reguliuojant baltymų apykaitą ir sintezę, nes tarpląstelinės signalizacijos ir genetinės išraiškos požiūriu tai yra aktyvi amino rūgštis. Daugeliu atvejų tai kai kurių maisto produktų skonio stipriklis.
Taip pat 1904 m. Iš fibrino, baltymo, dalyvaujančio kraujo krešėjime, buvo rasta šakotosios grandinės amino rūgštis izoleucinas.
Izoleucinas (šaltinis: „Taekyubabo“, per „Wikimedia Commons“)
Kaip leucinas, tai yra nepakeičiama aminorūgštis, kurios šoninę grandinę sudaro išsišakojusi grandinė, susidedanti iš 4 anglies atomų (CH3-CH-CH2-CH3).
Tai ypač dažna ląsteliniuose baltymuose ir gali sudaryti daugiau kaip 10% jų svorio. Jis taip pat veikia glutamino ir alanino sintezėje, taip pat šakotų grandinių aminorūgščių pusiausvyroje.
Metioninas, dar vadinamas γ-metiltiol-α-aminosviesto rūgštimi , yra aminorūgštys, atrastos per pirmąjį XX amžiaus dešimtmetį, išskiriamos iš kazeino - baltymo, esančio karvės piene.
Metioninas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Tai yra nepakeičiama aminorūgštis, ji yra hidrofobinė, nes jos R grupę sudaro alifatinė grandinė su sieros atomu (-CH2-CH2-S-CH3).
Tai būtina daugelio baltymų, įskaitant hormonus, baltymus iš gyvūnų odos, plaukų ir nagų, sintezei. Jis parduodamas tablečių pavidalu, kurios veikia kaip natūralūs relaksantai, yra naudingi miegant ir, be to, palaikant gerą plaukų ir nagų būklę.
Fenilalaninas arba β-fenil-α-aminopropiono rūgštis yra aromatinė amino rūgštis, kurios R grupė yra benzeno žiedas. Jis buvo atrastas 1879 m. Fabaceae šeimos augale ir šiandien yra žinomas kaip daugelio natūralių dervų, tokių kaip polistirenas, dalis.
Fenilalaninas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Fenilalanino, kaip hidrofobinės aminorūgšties, yra beveik visose hidrofobinėse baltymų srityse. Daugelyje augalų ši aminorūgštis yra būtina antrinių metabolitų, žinomų kaip fenilpropanoidai ir flavonoidai, sintezei.
Gyvūnuose fenilalaninas taip pat randamas labai svarbiuose peptiduose, tokiuose kaip vazopresinas, melanotropinas ir enkefalinas, kurie yra būtini neuronų funkcijai.
Tirozinas ( β-parahidroksifenil-α-aminopropiono rūgštis) yra dar viena aromatinė amino rūgštis, kurios R grupė yra aromatinis žiedas, susietas su hidroksilo grupe (-OH), todėl jis sugeba sąveikauti su skirtingais elementais. Jis buvo atrastas 1846 m. Ir paprastai gaunamas iš fenilalanino.
Tyrosine (Šaltinis: NEUROtiker / Public domain, per Wikimedia Commons)
Tai nėra būtina amino rūgštis, tačiau gali būti, jei jos biosintetiniai keliai nepavyks. Žmogaus kūne jis atlieka daugybę funkcijų, iš kurių išsiskiria jo dalyvavimas kaip neuromediatorių ir hormonų, tokių kaip adrenalinas ir skydliaukės hormonai, sintezės substratas.
Tai būtina melanino, molekulės, saugančios mus nuo saulės ultravioletinių spindulių, sintezei. Tai taip pat prisideda prie endorfinų (endogeninių skausmą malšinančių medžiagų) ir antioksidantų, tokių kaip vitaminas E, gamybos.
Jis veikia tiesiogiai fosforilinant baltymus, taip pat pridedant azoto ir sieros grupes.
Ši aminorūgštis, dar žinoma kaip 2-amino-3-indolilpropiono rūgštis , yra neatskiriamų aminorūgščių grupės dalis ir taip pat yra aromatinė aminorūgštis, nes jos R grupę sudaro indolo grupė.
Triptofanas (Šaltinis: originalus įkėlėjas buvo Paginazero italų Vikipedijoje. / Viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)
Pagrindinės jo funkcijos gyvūnams, be baltymų sintezės, turi būti daromos kartu su serotoninu , kuris yra neuromediatorius, ir melatoninu , antioksidantu, kuris taip pat veikia miego ir budėjimo cikluose.
Šią aminorūgštį ląstelės taip pat naudoja kaip kofaktoriaus NAD formavimo pirmtaką, kuris dalyvauja keliose oksidacijos-redukcijos fermentinėse reakcijose.
Augaluose triptofanas yra vienas pagrindinių augalinio hormono auksino , kuris dalyvauja reguliuojant šių organizmų augimą, vystymąsi ir kitas fiziologines funkcijas, sintezės pirmtakais .
Serinas arba 2-amino-3-hidroksipropano rūgštis yra neesminė amino rūgštis, kurią galima gaminti iš glicino. Jos R grupė yra -CH2OH formulės alkoholis, taigi, ji yra polinė amino rūgštis be įkrovimo.
Serina (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Jis yra svarbus daugelyje būtinų baltymų ir reikalingas riebalų, riebalų rūgščių ir ląstelių membranų metabolizmui. Dalyvauja raumenų augime ir žinduolių imuninės sistemos veikloje.
Jų funkcijos taip pat yra susijusios su cisteino, purinų ir pirimidinų (azotinių bazių), keramido ir fosfatidilserino (membranos fosfolipidas) sinteze. Bakterijose jis dalyvauja triptofano sintezėje, o atrajotojų - gliukoneogenezėje.
Tai yra fermentų, turinčių hidrolizinį aktyvumą, žinomų kaip serino proteazės , dalis, taip pat dalyvauja fosforilinant kitus baltymus.
Treoninas arba treo-Ls-α-amino-β-sviesto rūgštis yra dar viena nepakeičiama aminorūgštis, kuri yra daugelio ląstelių baltymų dalis gyvūnuose ir augaluose. Tai buvo viena iš paskutinių atrastų aminorūgščių (1936 m.) Ir turi daug svarbių funkcijų ląstelėse, įskaitant:
- Tai rišamoji glikoproteinų angliavandenių grandinių vieta
- Tai baltymų kinazių, turinčių specifines funkcijas, atpažinimo vieta
- Tai yra dalis svarbių baltymų, tokių kaip tie, kurie sudaro dantų emalį, elastiną ir kolageną, taip pat kiti nervų sistema
- Farmakologiškai jis naudojamas kaip maisto papildas, anksiolitinis ir antidepresantas
Treoninas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Treonino R grupėje, kaip ir serine, yra -OH grupė, taigi jis yra alkoholis, kurio struktūra -CH-OH-CH3.
Ši nepakeičiama aminorūgštis buvo rasta 1810 m. Kaip pagrindinė baltymo sudedamoji dalis, rasta įvairių gyvūnų raguose.
Cisteinas (Šaltinis: originalus įkėlėjas buvo Paginazero italų Vikipedijoje. / Viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)
Jos R grupę sudaro tiolio arba sulfhidrilo grupė (-CH2-SH), todėl ji yra būtina formuojant intramolekulinius ir tarpmolekulinius disulfidinius tiltus baltymuose, kur ji randama, o tai labai svarbu struktūros sukūrimui. trimatis iš jų.
Ši amino rūgštis taip pat dalyvauja glutationo, metionino, lipo rūgšties, tiamino, kofermento A ir daugelio kitų biologiškai svarbių molekulių sintezėje. Be to, tai yra keratinų, struktūrinių baltymų, kurių labai gausu gyvūnams, dalis.
Asparaginas yra nepakeičiama aminorūgštis, priklausanti neįkrautų polinių aminorūgščių grupei. Tai buvo pirmoji aptikta amino rūgštis (1806 m.), Išskirta iš šparagų sulčių.
Asparaginas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Jis apibūdinamas tuo, kad R grupė yra karboksamidas (-CH2-CO-NH2), todėl jis gali lengvai sudaryti vandenilio ryšius.
Jis yra aktyvus gyvūnų ląstelių metabolizmui ir kūno fiziologijai. Jis veikia reguliuodamas genų ekspresiją ir imuninę sistemą, be to, dalyvauja nervų sistemoje ir detoksikuoja amoniaką.
Kai kurie autoriai R grupės glutaminą apibūdina kaip glutamino rūgšties (-CH2-CH2-CO-NH2) šoninės grandinės amidą. Tai nėra būtina amino rūgštis, nes gyvūninėse ląstelėse yra jos biosintezės būdų.
Glutaminas (šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Jis tiesiogiai dalyvauja baltymų apykaitoje ir ląstelių signalizavime, genų ekspresijoje ir žinduolių imuninėje sistemoje. Tai laikoma ląstelių dauginimosi „degalais“ ir veikia kaip ląstelių mirties slopiklis.
Glutaminas taip pat dalyvauja purinų, pirimidinų, ornitino, citrulino, arginino, prolino ir asparagino sintezėje.
Lizinas arba ε-aminokaprono rūgštis yra būtina amino rūgštis žmonėms ir kitiems gyvūnams. Jis buvo atrastas 1889 m. Kaip kazeino, želatinos, kiaušinio albumino ir kitų gyvūninių baltymų dalis.
Lizinas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Lizinas savo R grupėje turi teigiamą krūvį turinčią amino grupę (-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3 +), pasižyminčią hidrofobiškumu.
Jis ne tik veikia kaip organizmo ląstelių mikroelementas, bet ir yra įvairių rūšių organizmų metabolitas. Tai būtina raumenims augti ir rekonstruoti, be to, jie turi antivirusinį poveikį, baltymų metilinimą ir kitas modifikacijas.
Tai yra „pusiau nepakeičiama“ amino rūgštis, nes yra sintezės būdų suaugusiems žmonėms, tačiau jie ne visada atitinka organizmo reikalavimus.
Histidinas (Šaltinis: NEUROtiker / Public domain, per Wikimedia Commons)
Tai yra polinė amino rūgštis, turinti R grupę, vadinamą imidazoliu, turinčią ciklinę struktūrą su dviem azoto atomais, kurios savybės leidžia jai dalyvauti skirtingose fermentinėse reakcijose, kai vyksta protonų perkėlimas.
Histidinas dalyvauja metilinant baltymus, yra hemoglobino struktūros dalis (baltymas, nešantis deguonį gyvūnų kraujyje), yra kai kuriuose antioksidantų dipeptiduose ir yra kitų svarbių molekulių, tokių kaip histaminas, pirmtakas.
Ši teigiamai įkrauta aminorūgštis pirmą kartą buvo išskirta 1895 m. Iš kai kurių gyvūnų raugintų ragenų baltymų. Tai nėra būtina amino rūgštis, tačiau ji yra labai svarbi karbamido sintezei. Tai yra vienas iš būdų, kaip azotas išsiskiria iš gyvūnų.
Argininas (Šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Jos R grupė yra -CH2-CH2-CH2-NH-C-NH-NH2 ir veikia kaip antioksidantas, hormonų sekrecijos reguliatorius, amonio detoksikatorius, genų ekspresijos reguliatorius, azoto rezervuaras, vykstant baltymų metilinimui ir kt. .
Asparto rūgštis turi vieną R grupę su antrąja karboksilo grupe (-CH2-COOH) ir yra neigiamai įkrautų aminorūgščių grupės dalis.
Asparto rūgštis (Šaltinis: originalus įkėlėjas buvo Paginazero italų Vikipedijoje. / Viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)
Pagrindinės jo funkcijos yra susijusios su purinų, pirimidinų, asparagino ir arginino sinteze. Jis dalyvauja transaminacijos reakcijose, karbamido cikle ir inozitolio sintezėje.
Jis taip pat priklauso neigiamai įkrautų aminorūgščių grupei. R grupė turi struktūrą -CH2-CH2-COOH, labai panašią į asparto rūgštį. Jis buvo atrastas 1866 m. Iš hidrolizuoto kviečių glitimo ir, kaip žinoma, yra daugelio įprastų baltymų, esančių daugelyje gyvų dalykų, dalis.
Glutamo rūgštis (šaltinis: Borb, per „Wikimedia Commons“)
Ši neesminė aminorūgštis atlieka daugybę svarbių funkcijų gyvūnų ląstelėse, ypač sintetindama glutaminą ir argininą, kitas dvi baltymų aminorūgštis.
Be to, jis yra svarbus sužadinamųjų signalų perdavimo tarp stuburinių gyvūnų centrinės nervų sistemos tarpininkas, todėl jo buvimas tam tikruose baltymuose yra labai svarbus smegenų funkcijai, pažintinei raidai, atminčiai ir mokymuisi.
Nuorodos
- Fonnum, F. (1984). Glutamatas: neuromediatorius žinduolių smegenyse. Neurochemijos žurnalas, 18 (1), 27–33.
- Nelsonas, D. L., Lehningeris, AL ir „Cox“, MM (2008). Lehningerio biochemijos principai. Macmillanas.
- Szabados, L., ir Savoure, A. (2010). Prolinas: daugiafunkcė amino rūgštis. Augalų mokslo tendencijos, 15 (2), 89–97.
- Wu, G. (2009). Amino rūgštys: metabolizmas, funkcijos ir mityba. Amino rūgštys, 37 (1), 1–17.
- Wu, G. (2013). Amino rūgštys: biochemija ir mityba. „CRC Press“.