Aminokwasy

Aminokwasy są budulcem białek. W eukariontach znajduje się 20 standardowych aminokwasów, z których wytwarzane są prawie wszystkie białka.

W biochemii aminokwasem jest każda cząsteczka, która posiada zarówno aminowe (NH2+R) jak i karboksylowe (C=O) grupy funkcyjne. W biochemii termin ten odnosi się do alfa-aminokwasów o ogólnym wzorze H2NCHRCOOH, gdzie R jest jedną z wielu bocznych grup (patrz diagram).

Znanych jest około 500 aminokwasów. Dla zwierząt najważniejszą rzeczą, jaką robią aminokwasy, jest wytwarzanie białek, które są bardzo długimi łańcuchami aminokwasów. Każde białko ma swoją własną sekwencję aminokwasów i ta sekwencja sprawia, że białko przybiera różne kształty i ma różne funkcje. Aminokwasy są jak alfabet dla białek; nawet jeśli masz tylko kilka liter, jeśli je połączysz, możesz zrobić wiele różnych zdań.

Dziewięć z 20 standardowych aminokwasów to aminokwasy "niezbędne" dla człowieka. Nie mogą one być budowane (syntetyzowane) z innych związków przez organizm ludzki, a więc muszą być przyjmowane jako pożywienie. Inne mogą być niezbędne w niektórych epokach lub stanach chorobowych. Niezbędne aminokwasy mogą również różnić się w zależności od gatunku. Zwierzęta roślinożerne muszą pobierać niezbędne aminokwasy z ich diety, która dla niektórych jest prawie w całości trawą. Przeżuwacze takie jak krowy dostają pewne aminokwasy przez mikroorganizmy w dwóch pierwszych komorach żołądkowych.

Aminokwasy są produktem końcowym białka. Ogólna struktura α-aminokwasu, z grupą aminową po lewej stronie i grupą karboksylową po prawej.
Aminokwasy są produktem końcowym białka. Ogólna struktura α-aminokwasu, z grupą aminową po lewej stronie i grupą karboksylową po prawej.

Struktura

Aminokwas jest chemikaliami organicznymi. Składa się on z atomu α-węglowego, który jest kowalencyjnie związany z czterema grupami.

  • atom wodoru
  • grupa aminowa (-NH2)
  • grupa karboksylowa (-COOH)
  • zmienna grupa R

Każdy aminokwas ma co najmniej jedną grupę aminową (-NH2) i jedną grupę karboksylową (-COOH), z wyjątkiem proliny.

Ekspresja genów i biochemia

Są to aminokwasy proteinogenne, które są budulcem dla białek. Są one produkowane przez maszyny komórkowe zakodowane w kodzie genetycznym każdego organizmu.

Aminokwas

Krótki

Abbrev.

Kodon(y)

Occurrencein
białka ludzkie
(%)

Essential‡ u ludzi

Alanine

A

Ala

GCU, GCC, GCA, GCG

7.8

Nie

Cysteina

C

Cys

UGU, UGC

1.9

Warunkowo

Kwas asparaginowy

D

Asp

GAU, GAC

5.3

Nie

Kwas glutaminowy

E

Glu

GAA, GAG

6.3

Warunkowo

Fenyloalanina

F

Phe

UUU, UUC

3.9

Tak

Glycine

G

Gly

GGU, GGC, GGA, GGG

7.2

Warunkowo

Histidyna

H

Jego

CAU, CAC

2.3

Tak

Izoleucyna

I

Ile

AUU, AUC, AUA

5.3

Tak

Łysina

K

Lys

AAA, AAG

5.9

Tak

Leucine

L

Leu

UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG

9.1

Tak

Metionina

M

Spotkaliśmy się

AUG

2.3

Tak

Asparagine

N

Asn

AAU, AAC

4.3

Nie

Pirolizyna

O

Pyl

UAG*

0

Nie

Proline

P

Pro

CCU, CCC, CCA, CCG

5.2

Nie

Glutamina

Q

Gln

CAA, CAG

4.2

Nie

Arginina

R

Arg

CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGRESJA

5.1

Warunkowo

Seryna

S

Ser

UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC

6.8

Nie

Threonine

T

Thr

ACU, ACC, ACA, ACG

5.9

Tak

Selenocysteina

U

Sec

UGA**

>0

Nie

Valine

V

Val

GUU, GUC, GUA, GUA, GUG

6.6

Tak

Tryptofan

W

Trp

UGG

1.4

Tak

Tyrozyna

Y

Tyr

UAU, UAC

3.2

Warunkowo

Zatrzymaj kodon†

-

Termin

UAA, UAG, UGA††††

-

-

* UAG to zwykle bursztynowy koder stopu, ale koduje pirolizynę, jeśli występuje element PYLIS.
** UGA jest zwykle opalowym (lub bursztynowym) koderem stopu, ale koduje selenocysteinę, jeśli występuje element SECIS.
† Kodeon zatrzymujący nie jest aminokwasem, ale jest uwzględniany dla kompletności.
†† UAG i UGA nie zawsze działają jako kodeony zatrzymujące (patrz powyżej).
† Niezbędny aminokwas nie może być syntetyzowany u ludzi. Musi on być dostarczany w diecie. Warunkowo niezbędne aminokwasy nie są normalnie wymagane w diecie, ale muszą być dostarczane do populacji, które nie robią wystarczająco dużo z niego.

Do tych α-aminokwasów w dalszej kolejności w procesach biosyntezy pojawiających się w procesach biosyntezy nieistotnych są powiązane strukturalnie (tutaj za pomocą notacji SMILES):

OC(=O)C(N)-

  • ├ H ... V Glycine
  • ├ C ... P Alanine
  • │├ C ... kwas 2-aminobutanowy
  • ││├ C ... Norvaline
  • │││├ -2H ... _ Prolina (Dehydronorwalina)
  • │││├ C ... Norleucine
  • ││││└ N ... Z Łysina
  • ││││ └ C(=O)C1N=CCC1C ... ^ Pirolizyna
  • │││└ NC(=N)N ... a Arginina
  • ││├ C(=O)N ... ` Glutamina
  • ││├ C(=O)O ... T Kwas glutaminowy
  • ││├ O ... Homoseryna
  • ││└ S ... Homocysteina
  • ││ └ C ... \ Metionina
  • │├ C(C)C ... [ Leucine
  • │├ C(=O)N ... ] Sparagine
  • │├ C(=O)O ... S Kwas asparaginowy
  • │├ C1=CNC=N1 ... W Histidine
  • │├ c1ccccc1 ... U Fenyloalanina
  • │├ c1ccc(O)cc1 ... h Tyrozyna
  • │├ C1=CNc2ccccc12 ... f Tryptofan
  • │├ C1=CNc2ccc(O)cc12 ... Oxitriptan
  • │├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 ... Tyroksyna
  • │├ O ... b Seryna
  • │├ S ... R Cysteina
  • │└ [SeH] ... d Selenocysteina
  • ├ C(C)C ... e Valine
  • ├ C(C)O ... c Threonine
  • └ C(C)CC ... X Izoleucyna

AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3