Aminokisline beljakovin

20 aminokislin in njihovih struktur

Kaj so aminokisline?

The amino kisline So organske spojine, ki tvorijo beljakovine, ki so verige aminokislin. Kot že ime pove, te vsebujejo tako osnovne skupine (amino, NH2) in kislinske skupine (Carboxil, COOH).

Te podenote so ključne za nastajanje sto tisoč različnih beljakovin v organizmih, ki so drugačne kot bakterija in slon ali gliva in drevo.

Opisanih je več kot 200 različnih aminokislin, vendar so znanstveniki s strani ugotovili, da beljakovine vseh živih bitij (preprostih ali zapletenih) vedno tvorijo iste 20, ki združujejo skupaj, da tvorijo linearne sekvence značilnosti značilnosti.

Ker imajo vse aminokisline iste glavne "okostje", jih razlikujejo njihove stranske verige; Zato se te molekule lahko zamislijo kot "abeceda", v kateri je jezik beljakovinske strukture "napisan".

Skupno okostje za 20 aminokislin je sestavljeno iz karboksilne skupine (COOH) in amino skupine (NH2), združene skozi ogljikovo atom, znano kot α ogljik (20 skupnih aminokislin je α-aminokisline).

V ogljik α se pridruži tudi atomu vodika (H) in stranski verigi. Ta stranska veriga, znana tudi kot skupina R, se razlikuje po velikosti, strukturi, električnem naboju in topnosti glede na vsako zadevno aminokislino.

Kako so razvrščene aminokisline?

20 najpogostejših aminokislin, torej beljakovinskih aminokislin, lahko razdelimo v dve skupini: bistvene in nepomembne. Človeško telo sintetizira, vendar je treba bistveno pridobiti s hrano in so potrebne za delovanje celic.

Aminokisline bistvenega pomena Za človeka in druge živali je 9:

- Histidin (h, njegov)

- Isoleucin (i, ile)

- Leucina (L, leu)

- Lysina (K, Lys)

- Metionin (M, Met)

- Fenilalanin (F, PHE)

- Trenina (T, THR)

- Tiptofan (W, TRP) in

- Valina (V, Val)

Aminokisline ni nujno So 11:

- Alanina (a, ala)

- Arginin (r, arg)

- Asparagina (N, ASN)

- Aspartinska kislina (D, ASP)

- Cistein (C, Cys)

- Glutaminska kislina (E, Glu)

- Glutamin (Q, Gln)

- Glicina (g, gly)

- Prolin (P, pro)

- serin (s, be) in

- Tirozin (Y, Tyr)

Poleg te klasifikacije lahko 20 beljakovinskih aminokislin (od katerih tvorijo beljakovine) ločimo glede na značilnosti njihovih R skupinah v:

- Ne -polarne ali alifatske aminokisline: glicin, alanin, prolin, valin, levcin, izolevcin in metionin.

- Amine kisline z r -aromatičnimi skupinami: Fenilalanin, tirozin in triptofan.

- Polarne aminokisline brez obremenitve: Serin, treonin, cistein, asparagin in glutamin.

- Polarne aminokisline s pozitivno obremenitvijo: Lizin, histidin in arginin.

- Polarne aminokisline z negativno obremenitvijo: Aspartinska kislina in glutaminska kislina.

20 beljakovinskih aminokislin

Nato si oglejmo kratek opis glavnih značilnosti in funkcij vsake od teh pomembnih spojin:

1. Glicina (gly, g)

To je aminokislina z najpreprostejšo strukturo, saj je njegova R skupina sestavljena iz vodikovega atoma (H), tako da ima tudi majhno velikost. Najprej je bil izoliran leta 1820 iz želatine, v beljakovinah pa je zelo bogat, ki sestavlja svilo: Fibroin.

Glycina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Za sesalce ni bistvena aminokislina, saj lahko celice teh živali sintetizirajo iz drugih aminokislin, kot sta serin in treonin.

Sodelujte neposredno v "kanalih" v celičnih membranah, ki nadzorujejo prehod kalcijevih ionov z ene strani na drugo. To mora storiti tudi v sintezi purinov, porfirinov in nekaterih zaviralnih nevrotransmiterjev centralnega živčnega sistema.

2. Alanin (krilo, a)

Ta aminokislina, znana tudi kot 2-aminopropanojska kislina, Ima razmeroma preprosto strukturo, saj je njegova skupina R sestavljena iz metilne skupine (-CH3), zato je njegova velikost tudi precej majhna.

Alanina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Je del številnih beljakovin in ker ga lahko sintetizirajo telesne celice, se ne šteje za bistveno, ampak presnovno pomembno. V svilenem fibroinu je zelo obilen, od koder je bil prvič izoliran leta 1879.

Alanin lahko sintetiziramo iz piruvata, spojine, ki jo proizvaja presnovna pot, znana kot Glikoliza, ki je sestavljena iz razgradnje glukoze za pridobivanje energije v obliki ATP.

Vam lahko služi: polisaharidi

Sodeluje v ciklu glukozno-alanin, ki poteka med jetrimi in drugimi tkivi živali, in ki je katabolična pot, ki je odvisna od beljakovin za tvorbo ogljikovih hidratov in za pridobivanje energije.

Je tudi del transaminacijskih reakcij, v glukoneogenezi in inhibiciji glikolitičnega encima piruvat kinaze, pa tudi v jetrni avtofagiji.

3. Prolin (pro, p)

Prolin (Pirrolidin-2-karboksilna kislina) To je aminokislina, ki ima določeno strukturo, saj je njegova skupina R sestavljena iz pirolidinskega obroča, ki ga tvori pet ogljikovih atomov, združenih skupaj, vključno z α ogljikovim atomom.

Prolin

V mnogih beljakovinah je toga struktura te aminokisline zelo koristna za uvedbo "zavojev" ali "gub". Takšen je primer kolagenskih vlaken pri večini vretenčarskih živali, ki jih tvorijo številni ostanki prolina in glicina.

V rastlinah je bilo dokazano, da sodeluje pri vzdrževanju celične homeostaze, vključno z redoks ravnovesjem in energetskimi stanji. Lahko deluje kot signalna molekula in modulira različne mitohondrijske funkcije, vpliva na širjenje ali celično smrt itd.

4. Valina (Val, V)

To je še ena aminokislina z r alifatično skupino, ki je sestavljena iz treh ogljikovih atomov (CH3-CH-CH3). Njegovo ime iupac je 2-3-amino-3-butanóic kislina, Čeprav ga lahko najdemo tudi v literaturi kot α-aminovalijska kislina.

Valina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

La Valina je bila prvič očiščena leta 1856 iz vodnega ekstrakta trebušne slinavke človeka, vendar je bilo njegovo ime skovano leta 1906 glede na njegovo strukturno podobnost s hrabrostno kislino, pridobljeno iz nekaterih rastlin.

To je bistvena aminokislina, ker ga telo ne more sintetizirati, čeprav se zdi, da ne opravlja veliko več funkcij, poleg tega, da je del strukture številnih krogličnih beljakovin.

Iz njihove razgradnje lahko sintetiziramo druge aminokisline, kot sta glutamin in alanin.

5. Leucina (leu, l)

Levcin je še ena bistvena aminokislina in je del razvejane verižne aminokislinske skupine, skupaj z valino in izolevcinom. Skupina R, ki je značilna za to spojino, je skupina Isobutil (Ch2-ch3-ch3), zato je zelo hidrofobna (odbijajte vodo).

Leucina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Odkrili so ga leta 1819 kot del beljakovin živalskih mišičnih vlaken in ovčje volne.

V beljakovinah, kot je hemoglobin, je zelo bogat in sodeluje neposredno pri regulaciji nadomestnih in sinteze beljakovin, saj je aktivna aminokislina z vidika znotrajceličnih oznak in genetske ekspresije. V mnogih primerih gre za izboljšanje okusa nekaterih živil.

6. Isoleucin (ile, i)

Tudi aminokislina razvejane verige, izolevcin so odkrili leta 1904 iz fibrina, beljakovin, ki sodeluje pri krvni koagulaciji.

Isoleucin (vir: Taekyubabo, prek Wikimedia Commons)

Tako kot levcin je tudi bistvena aminokislina, katere stranska veriga je sestavljena iz razvejane verige 4 ogljikovih atomov (CH3-CH2-CH3).

Je izjemno pogost pri celičnih beljakovinah, saj lahko predstavlja več kot 10% teže teh. Deluje tudi v sintezi glutamina in alanina, pa tudi v ravnovesju razvejanih verižnih aminokislin.

7. Metionin (Met, M)

Tudi metionin γ-metil-α-aminobutirična kislina, Gre.

Metionin (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Je bistvena aminokislina, je hidrofobna, saj je njegova R skupina sestavljena iz alifatske verige z atomom žvepla (-Ch2-ch2-s-ch3).

Ključnega pomena je za sintezo številnih beljakovin, vključno s hormoni, kožnimi beljakovinami, lasmi in živalmi. Trži se v obliki dragejev, ki delujejo kot naravni relaktanti, koristni za spanje in poleg tega ohranjajo dobre lase in nohte.

8. Fenilalanin (Phe, F)

Fenilalanin oz β-fenil-α-aminopropionska kislina, Je aromatična aminokislina, katere skupina r je benzenski obroč. Odkrili so ga leta 1879 v rastlini v družini Fabaceae in danes je znano, da je del številnih naravnih smol, kot je polistiren.

Fenilalanin (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Kot hidrofobna aminokislina je fenilalanin prisoten v praktično vseh hidrofobnih domenah beljakovin. V mnogih rastlinah je ta aminokislina bistvenega pomena za sintezo sekundarnih presnovkov, znanih kot fenilpropanoidi in flavonoidi.

Vam lahko služi: flora in favna Mendoza

Pri živalih se fenilalanin najde tudi pri peptidih, kot so vazopresin, melanotropin in encefalin, vse bistveno za delovanje nevronov.

9. Tirozin (Tyr, Y)

Tirozin (β-tohidroksifenil-α-aminopropionska kislina) je še ena aromatična aminokislina, katere skupina R je aromatičen obroč, povezan s hidroksilno skupino (-OH), zato je sposoben interakcijo z različnimi elementi. Odkrili so ga leta 1846 in je na splošno pridobljen iz fenilalanina.

Tirozin (vir: nevrotoger / javna domena, prek Wikimedia Commons)

Ni bistvena aminokislina, lahko pa, če njegove biosintetske poti ne uspejo. V človeškem telesu ima veliko funkcij, med katerimi je njegova udeležba kot substrat za sintezo nevrotransmiterjev in hormonov, kot sta adrenalin in ščitnični hormon.

Ključnega pomena je za sintezo melanina, molekulo, ki nam daje zaščito pred ultravijoličnimi žarki sonca. Prav tako prispeva k proizvodnji endorfinov (endogenih analgetikov) in antioksidantov, kot je vitamin E.

Deluje neposredno v beljakovinski fosforilaciji, pa tudi pri dodajanju dušikovih in sulfuriranih skupin.

10. Tiptofan (TRP, W)

Ta aminokislina, znana tudi kot 2-amino-3 -indolilpropionska kislina, Je del esencialne skupine aminokislin in je tudi aromatična aminokislina, saj je njegova skupina R sestavljena iz skupine indole.

Typtophan (vir: originalni nalagalnik je bil stran na italijanski Wikipediji. / Javna domena, prek Wikimedia Commons)

Njegove glavne funkcije pri živalih morajo poleg sinteze beljakovin opraviti tudi s sintezo serotonin, nevrotransmiter in Melatonin, Antioksidant, ki deluje tudi v ciklih spanja in budnosti.

To aminokislino uporabljajo tudi celice kot predhodnik za nastanek kofaktorja NAD, ki sodeluje pri več encimskih reakcijah oksidne redukcije.

V rastlinah je triptofan eden glavnih predhodnikov sinteze rastlinskih hormonov Auksin, ki sodeluje pri urejanju rasti, razvoja in drugih fizioloških funkcij v teh organizmih.

11. Serin (ser, s)

Serin ali 2-amino-3-hidroksipropanojska kislina, To je nepomembna aminokislina, ki jo lahko proizvajamo iz glicina. Njegova skupina R je formula alkohol -Ch2OH, zato je polarna aminokislina brez obremenitve.

Serin (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Pomembno je s funkcionalnega vidika pri mnogih bistvenih beljakovinah in je potreben za presnovo maščob, maščobnih kislin in celičnih membran. Sodelujte pri rasti mišic in zdravju zdravstvenega sistema.

Njihove funkcije so povezane tudi s sintezo cisteina, purinov in pirimidinov (baze dušika), ceramida in fosfatidilserina (membranski fosfolipid). V bakterijah sodeluje pri sintezi triptofana in prežvekovalcev v glukoneogenezi.

Je del aktivnega encimskega mesta s hidrolitično aktivnostjo, znano kot Proteaza serin in sodeluje tudi pri fosforilaciji drugih beljakovin.

12. Trenina (thr, t)

Treonin oz Treo-α-amino-β-butirična kislina Gre za drugo bistveno aminokislino, ki je del velikega števila celičnih beljakovin pri živalih in rastlinah. To je bila ena zadnjih odkritih aminokislin (1936) in ima v celicah veliko pomembnih funkcij, vključno z:

- To je skupno mesto za ogljikove hidratne verige glikoproteinov

- To je mesto za prepoznavanje za kinazne beljakovine s specifičnimi funkcijami

- Je del pomembnih beljakovin, kot so tisti, ki tvorijo zobozdravstveno sklenino, elastin in kolagen, pa tudi druge živčnega sistema

- Farmakološko se uporablja kot dodatek za hrano, anksiolitično in antidepresivo

Trenina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Tronina skupina R, tako kot serin, vsebuje skupino -OH, zato je alkohol strukture -ch -oh -ch3.

13. Cistein (CYS, C)

Ta neobčutljiva aminokislina je bila odkrita leta 1810 kot glavno sestavino beljakovin, ki jih najdemo v rogovih različnih živali.

Cistein

Njegova skupina R je sestavljena iz skupine tiol ali sulfhidril (-ch2-sh), zato je temeljna za nastanek intraintermolekularnih disulfumnih mostov v beljakovinah, kjer se nahaja, kar je zelo pomembno za vzpostavitev strukture tri- Dimenzionalna teh.

Ta aminokislina sodeluje tudi pri sintezi glutationa, metodilina, lipojske kisline, tiamina, koencima A in številnih drugih pomembnih molekul z biološkega vidika. Poleg tega so zelo obilni strukturni proteini del keratinov, zelo obilni beljakovine.

14. Asparagina (ASN, N)

Asparagin je nesebna aminokislina, ki brez obremenitve pripada skupini polarnih aminokislin. To je bila prva odkrita aminokislina (1806), izolirana iz špargljevega soka.

Vam lahko služi: škodljiva favna: vzroki za širjenje, posledice, nadzorAsparagina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Zanj je značilna skupina R je karboksamid (-CH2-Co-NH2), tako da lahko zlahka tvori vodikove mostove.

Aktiven je v celični presnovi in ​​telesni fiziologiji. Deluje pri regulaciji genetske ekspresije in imunskega sistema, poleg sodelovanja v živčnem sistemu in razstrupljanju amonija.

15. Glutamin (Gln, G)

Skupino R glutamina nekateri avtorji opisujejo kot amido stranske verige glutaminske kisline (-CH2-CH2-CO-NH2). To ni bistvena aminokislina, ker obstajajo poti za vašo biosintezo v živalskih celicah.

Glutamin (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Sodelujte neposredno pri nadomestitvi beljakovin in celičnih signalizaciji, genetski ekspresiji in v imunskem imunskem sistemu. Šteje se za "gorivo" za proliferativne celice in ima funkcije kot zaviralec celične smrti.

Glutamin sodeluje tudi v sintezi purinov, pirimidinov, ornitina, citrulina, arginina, prolina in asparagina.

16. Lysina (Lys, K)

Lizin oz ε-aminokaproična kislina Je bistvena aminokislina za ljudi in druge živali. Odkrili so ga leta 1889 kot del Caseina, želatine, jajčnega albumina in drugih živalskih beljakovin.

Lysina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

V svoji skupini R La Lisina ima pozitivno naloženo amino skupino (-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+), za katero je značilna njegova hidrofobnost.

Ne samo, da deluje kot mikrohranil za telesne celice, ampak je tudi presnovek za različne vrste organizmov. Ključnega pomena je za rast in preoblikovanje mišic in zdi se, da ima tudi protivirusno delovanje, pri metilaciji beljakovin in drugih spremembah.

17. Histidin (njegov, h)

Gre za "pol koncentracijsko" aminokislino, ker obstajajo poti do njene sinteze pri odraslih človeških bitjih, vendar ne prepisujejo vedno telesnih zahtev.

Histidin

To je polarna aminokislina, ki ima R skupino, znano kot imidazolio, ki ima ciklično strukturo z dvema atoma dušikovega.

Histidin sodeluje pri metilaciji beljakovin, je del strukture hemoglobina (beljakovine, ki prevaža kisik v krvi živali), je v nekaterih antioksidantnih dipéptidih in je predhodnik drugih pomembnih molekul, kot je histamin.

18. Arginin (arg, r)

Ta aminokislina s pozitivno obremenitvijo je bila najprej izolirana leta 1895 iz beljakovin rogov nekaterih živali. To ni bistvena aminokislina, vendar je zelo pomembna za sintezo sečnine, eden od načinov, kako se dušik izloča pri živalih.

Arginina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Njegov r je -Ch2-CH2-CH2-NH-C-NH-NH2 in deluje kot antioksidativni, hormonski regulator izločanja, razstrupljanje amonijevega, regulator genetske ekspresije, rezervoar dušika, pri metilaciji beljakovin itd.

19. Aspartinska kislina (ASP, D)

Aspartinska kislina ima skupino R z drugo karboksilno skupino (-CH2-COOH) in je del negativno naložene skupine aminokislin.

Aspartinska kislina

Njegove glavne funkcije so povezane s sintezo purine, pirimidinov, asparagina in arginina. Sodelujte v transaminacijskih reakcijah, v ciklu sečnine in v sintezi inozitola.

20. Glutaminska kislina (Glu, E)

Prav tako pripada negativno obremenjeni aminokislinski skupini s strukturo R-ch2-cooh, zelo podobno kot pri asparaginski kislini. Odkrili so ga leta 1866 iz glutena hidrolizirane pšenice in znano je, da je del mnogih skupnih beljakovin pri mnogih živih bitjih.

Glutaminska kislina (vir: BORB, prek Wikimedia Commons)

Ta neobčutljiva aminokislina ima veliko pomembnih funkcij v živalskih celicah, zlasti pri sintezi glutamina in arginina, še dveh aminokislin beljakovin.

Poleg tega je pomemben posrednik prenosa ekscitacijskih signalov v centralnem živčnem sistemu živali z vretenčarji, zato je njihova prisotnost v nekaterih beljakovinah ključna za delovanje možganov, za kognitivni razvoj, spomin in učenje.

Reference

1. Fonnum, f. (1984). Glutamat: nevrotransmiter v možganih sesalcev. Journal of Neurochemistry, 18 (1), 27–33.
2. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Lehningerjeva načela biokemije. Macmillan.
3. Szabados, l., & Suvoure, a. (2010). Prolin: večnamenska aminokislina. Trendi v rastlinskih znanosti, 15 (2), 89–97.
4. Wu, g. (2009). Amininokisline: presnova, funkcije in prehrana. Aminokisline, 37 (1), 1-17.
5. Wu, g. (2013). Aminokisline: biokemija in prehrana. CRC Press.