شیمی اسیدهای آمینه | اسیدهای آمینه چیست؟

شیمی اسیدهای آمینه

اسیدهای آمینه در فرآیندهای شیمیایی موجودات زنده (بیوشیمی) از اهمیت زیادی برخوردار هستند ، زیرا عناصر سازنده آن هستند پروتئین ها (پپتیدها و پروتئین ها). XNUMX اسید آمینه در ماده ژنتیکی (ژنوم) رمزگذاری می شوند ، که از آنها حیاتی هستند پروتئین ها تولید می شوند این بیست و دو اسید آمینه به عنوان اسیدهای آمینه پروتئین زا شناخته می شوند.

اسیدهای آمینه به صورت زنجیره ای به هم متصل شده و بسته به طول یک زنجیره اسید آمینه ، به آنها پپتید (حداکثر 100 اسید آمینه) گفته می شود یا پروتئین ها (بیش از 100 اسید آمینه). اسیدهای آمینه پروتئینوژنیک بسته به اینکه زنجیره های جانبی واکنشی دارند به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. این امر همچنین منجر به خصوصیات مختلف شیمیایی و فیزیکی اسیدهای آمینه می شود.

به عنوان مثال ، اگر یک اسید آمینه فقط یک زنجیره جانبی غیر قطبی طولانی داشته باشد ، این امر ، از جمله ، بر خاصیت حلالیت اسید آمینه تأثیر می گذارد. علاوه بر این ، مقدار pH (اندازه گیری خاصیت اسیدی یا اساسی محلول آبی) نقش مهمی در خصوصیات زنجیره جانبی دارد ، زیرا زنجیره جانبی هنگام شارژ یا شارژ رفتار متفاوتی دارد. به عنوان مثال ، در حلال های قطبی ، زنجیره های جانبی باردار یک اسید آمینه را محلول تر می کنند ، در حالی که زنجیره های جانبی بدون بار ، اسید آمینه را غیر قابل حل می کند.

در پروتئین ها ، بسیاری از اسیدهای آمینه با بار متفاوت به یکدیگر متصل می شوند ، و باعث می شود بخشهای خاصی آب دوست (آب جلب) یا آبگریز (دفع آب) شوند. به همین دلیل ، تاشو و فعالیت آنزیم ها (کاتالیزورهای واکنشهای بیوشیمیایی ، عملکردهای مهمی را در متابولیسم انجام می دهند) به مقدار pH بستگی دارد. به همین ترتیب ، اتهامات و رفتار انحلال زنجیرهای جانبی توضیح می دهد که چرا پروتئین ها را می توان با محلول های کاملاً اسیدی یا اساسی غیرقابل تخلیه کرد.

اسیدهای آمینه به اصطلاح zwitterions نیز شناخته می شوند زیرا بسته به محیط می توانند بارهای مختلفی را حمل کنند (بارهای مثبت یا منفی). این پدیده به دلیل دو گروه عملکردی یک آمینو اسید یعنی آمینو و گروه کربوکسیل است. با ساده سازی یادآوری می شود که یک اسید آمینه محلول در محلول اسیدی بار مثبت و اسید آمینه موجود در محلول قلیایی بار منفی را حمل می کند.

در یک محلول آبی خنثی اسیدهای آمینه به طور مساوی به صورت بار مثبت و منفی وجود دارند. تماس با گرما ، اسیدها و مواد قلیایی می تواند پروتئین ها یا زنجیره های اسید آمینه را از بین ببرد و آنها را غیر قابل استفاده کند. طبقه بندی اسیدهای آمینه پروتئینوژنیک به اسیدهای آمینه قطبی یا غیر قطبی نیز بر اساس گروه های عملکردی است.

با این حال ، طبقه بندی با توجه به خصوصیات شیمیایی-فیزیکی آمینو اسیدهای فردی نه تنها بر اساس قطبیت بلکه بر اساس شخصیت است ، مولر جرم ، آبگریزی (خاصیت دفع کننده آب) ، اسیدیته یا بنیادی بودن (اسیدهای آمینه اسیدی ، اساسی یا خنثی) و خصوصیات الکتریکی اسیدهای آمینه. علاوه بر آمینو اسیدهای پروتئین زا ، تعداد زیادی (بیش از 400) اسید آمینه نیز وجود دارد که در پروتئین ها وجود ندارد ، به اصطلاح آمینو اسیدهای غیر پروتئین زا. نمونه هایی از این موارد است ال تیروکسین (هورمون تیروئید) ، GABA (مهاری) انتقال دهنده عصبی) ، اورنیتین (واسطه متابولیک در اوره چرخه) ، و بسیاری دیگر.

اکثر اسیدهای آمینه غیر پروتئین زا از اسیدهای آمینه پروتئینوژنیک گرفته می شوند. هر یک از 20 اسید آمینه پروتئینوژنیک حداقل دارای دو اتم کربن (اتم C) است. این اتم کربن برای طبقه بندی اسید آمینه مربوطه ضروری است.

این بدان معناست که اتم کربن که گروه آمینه به آن متصل است ، تعیین می کند که کدام کلاس از اسید آمینه باشد. با این حال ، اسیدهای آمینه نیز وجود دارد که در آنها چندین گروه آمینه نشان داده شده است. در چنین مواردی اتم کربن که گروه آمینه آن نزدیک به کربن کربوکسی است ، تعیین می کند که این کلاس از اسید آمینه چیست.

به طور کلی ، بین آلفا آمینو اسیدها ، بتا آمینو اسیدها و گاما آمینو اسیدها تمایز قائل می شود: در گروه های فردی اسیدهای آمینه ساختاری مشابه دارند ، اما در ساختار زنجیره جانبی آنها متفاوت است. این اجزای منفرد زنجیره های جانبی هستند که مسئول رفتار اسید آمینه در محیط های اسیدی یا اساسی هستند. در طبیعت ، حدود بیست اسید آمینه وجود دارد ، در حالی که انسان خود فقط می تواند برخی از آمینو اسیدها را به طور مستقل ایجاد کند.

اسیدهای آمینه ای که بدن خود قادر به ایجاد آنها نیست ، اسیدهای آمینه ضروری نامیده می شوند. انسان ها باید این اسیدهای آمینه را از طریق غذا دریافت کنند. اسیدهای آمینه ضروری در انسان بالغ عبارتند از: اسید آمینه سیستئین به معنای واقعی ضروری نیست ، اما به عنوان منبع گوگرد برای بدن انسان.

در نوزادان ، هیستیدین و آرژنین نیز ضروری است. اسیدهای آمینه می توانند ترکیباتی مانند زنجیره ای با یکدیگر ایجاد کنند. سپس از مولکول های پروتئین (پروتئین) صحبت می شود.

ترکیبات اسیدهای آمینه نحوه عملکرد پروتئین و عملکرد اصلی آن را تعیین می کند. ترکیبی از اسیدهای آمینه دلخواه نیست. در ژن مربوطه داده می شود (کدگذاری می شود).

همیشه سه جفت پایه ، که به روشی خاص مرتب شده اند ، مطابق با اصطلاح کلمه کد (= کدون) هستند. این کدون بیانگر دفترچه راهنمای ساخت اسید آمینه مربوطه است. - لوسین

• ایزولوسین
• متیونین
• ترئونین
• والین
• لیزین
• فنیل آلانین
• و تریپتوفان
• اسیدهای آمینه آلفا: گروه آمینه این کلاس اسیدهای آمینه را می توان در اتم کربن دوم یافت. نام دیگر این اسیدهای آمینه ، اسیدهای 2 آمینوکاربوکسیلیک است (نام IUPAC). مهمترین نماینده این کلاس آمینو اسید گلیسین است که ساختاری نسبتاً ساده دارد.

تمام اسیدهای آمینه که برای ارگانیسم انسان مهم هستند ، بر اساس ساختار آنها به عنوان اسیدهای آمینه آلفا طبقه بندی می شوند. در این حالت فرد از اسیدهای آمینه پروتئین زایی به اصطلاح صحبت می کند. آنها عناصر سازنده ای هستند که تمام پروتئین ها از آنها ساخته می شوند.

• اسیدهای آمینه بتا: طبقه اسیدهای آمینه بتا با این واقعیت مشخص می شود که گروه آمینه آنها روی سومین اتم کربن قرار دارد. اصطلاح IUPAC "اسیدهای 3 آمینوکاربوکسیلیک" نیز به طور مترادف برای این کلاس استفاده می شود. - اسیدهای آمینه گاما: گروه آمینه تمام آمینو اسیدهای گروه گاما به چهارمین اتم کربن متصل است.

ساختار اسیدهای آمینه این کلاس به طور قابل توجهی با ساختار اسیدهای آمینه پروتئین زا متفاوت است. تعیین IUPAC این گروه اسیدهای 4 آمینوکاربوکسیلیک است. گرچه از اسیدهای آمینه گاما در ارگانیسم انسان برای سنتز پروتئین ها استفاده نمی شود ، برخی از نمایندگان این کلاس را می توان در انسان یافت. ساده ترین نماینده این گروه ، اسید گاما آمینوبوتیریک (به طور خلاصه GABA) به عنوان یک ماده بازدارنده عمل می کند انتقال دهنده عصبی (پیام رسان) در سیستم عصبی.