Aminozuren van eiwitten

De 20 aminozuren en hun structuren

Wat zijn aminozuren?

De aminozuren Het zijn de organische verbindingen die eiwitten vormen, die aminozuurketens zijn. Zoals de naam al aangeeft, bevatten deze zowel basisgroepen (amino, NH2) als zuurgroepen (carboxil, COOH).

Deze subeenheden zijn de sleutel tot de vorming van honderdduizenden verschillende eiwitten in organismen die zo verschillend zijn als een bacterie en een olifant of een schimmel en een boom.

Meer dan 200 verschillende aminozuren zijn beschreven, maar de wetenschappers van het onderwerp hebben vastgesteld dat de eiwitten van alle levende wezens (eenvoudig of complex) altijd worden gevormd door dezelfde 20, die samenvoegen om lineaire sequenties te vormen karakteristieke kenmerken kenmerken vormen.

Omdat alle aminozuren dezelfde hoofd "skelet" delen, zijn het hun zijketens die hen onderscheiden; Daarom kunnen deze moleculen worden opgevat als het "alfabet" waarin de taal van de eiwitstructuur is "geschreven".

Het gemeenschappelijke skelet voor de 20 aminozuren bestaat uit een carboxylgroep (COOH) en een aminogroep (NH2) verenigd via een koolstofatoom, bekend als a-koolstof (de 20 gemeenschappelijke aminozuren zijn a-aminozuren).

Tot koolstof α sluit zich ook aan bij een waterstofatoom (H) en een zijketen. Deze zijketen, ook bekend als groep R, varieert in grootte, structuur, elektrische lading en oplosbaarheid volgens elk aminozuur in kwestie.

Hoe worden aminozuren geclassificeerd?

De 20 meest voorkomende aminozuren, dat wil zeggen eiwitaminozuren, kunnen worden onderverdeeld in twee groepen: essentieel en niet -essentieel. Het niet -essentiële worden gesynthetiseerd door het menselijk lichaam, maar de benodigdheden moeten worden verworven met voedsel en zijn noodzakelijk voor het functioneren van cellen.

De aminozuren essentieel Voor de mens en andere dieren zijn 9:

- Histidine (H, His)

- isoleucine (i, ile)

- Leucina (L, Leu)

- Lysina (K, Lys)

- Metionine (M, Met)

- Fenylalanine (F, Phe)

- Treonina (t, thr)

- Typtophan (W, TRP) en

- Valina (V, Val)

De aminozuren niet essentieel Ze zijn 11:

- Alanina (A, Ala)

- Arginine (r, arg)

- Asparagina (N, ASN)

- Asparaginezuur (D, ASP)

- Cysteïne (C, Cys)

- Glutaminezuur (E, Glu)

- Glutamine (q, gln)

- Glycina (G, Gly)

- Proline (P, Pro)

- serine (s, be) en

- Tyrosine (Y, Tyr)

Naast deze classificatie kunnen de 20 eiwitaminozuren (waarvan ze eiwitten vormen) worden gescheiden volgens de kenmerken van hun R -groepen in:

- Niet -polaire of alifatische aminozuren: Glycine, alanine, proline, valine, leucine, isoleucine en methionine.

- Aminazuren met r -aromatische groepen: Fenylalanine, tyrosine en tryptofaan.

- Polaire aminozuren zonder belasting: Serine, Treonine, cysteïne, asparagine en glutamine.

- Polaire aminozuren met positieve belasting: Lysine, histidine en arginine.

- Polaire aminozuren met negatieve belasting: Asparaginezuur en glutaminezuur.

De 20 eiwitaminozuren

Laten we vervolgens een korte beschrijving bekijken van de hoofdkenmerken en functies van elk van deze belangrijke verbindingen:

1. Glycina (Gly, G)

Dit is het aminozuur met de eenvoudigste structuur, omdat de R -groep bestaat uit een waterstofatoom (H), dus het heeft ook een kleine maat. Het werd voor het eerst geïsoleerd in 1820 van de gelatine, maar het is ook zeer overvloedig in het eiwit dat zijde componeert: de fibroin.

Glycina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Het is geen essentieel aminozuur voor zoogdieren, omdat dit kan worden gesynthetiseerd door de cellen van deze dieren uit andere aminozuren zoals serine en preonine.

Dien direct deel aan "kanalen" in celmembranen die de doorgang van calciumionen regelen van de ene naar de andere kant. Het moet ook gebeuren bij de synthese van purines, porfyrines en sommige remmende neurotransmitters van het centrale zenuwstelsel.

2. Alanine (vleugel, a)

Dit aminozuur, ook bekend als 2-aminopropaanzuur, Het heeft een relatief eenvoudige structuur, omdat de R-groep bestaat uit een methylgroep (-CH3), dus de grootte is ook vrij klein.

Alanina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Het maakt deel uit van veel eiwitten en omdat het kan worden gesynthetiseerd door lichaamscellen, wordt het niet als essentieel beschouwd, maar metabolisch belangrijk. Het is zeer overvloedig in zijden fibroine, vanwaar het voor het eerst werd geïsoleerd in 1879.

Alanine kan worden gesynthetiseerd uit pyruvaat, een verbinding geproduceerd door een metabole route die bekend staat als de Glycolyse, die bestaat uit glucose -afbraak om energie te verkrijgen in de vorm van ATP.

Kan u van dienst zijn: polysachariden

Het neemt deel aan de glucose-alaninecyclus, die plaatsvindt tussen de lever en andere weefsels van de dieren, en die een katabole route is die afhankelijk is van eiwitten voor koolhydraatvorming en voor het verkrijgen van energie.

Het maakt ook deel uit van transaminatiereacties, in gluconeogenese en bij de remming van het glycolytische enzympiruvaatkinase, evenals in leverautofagie.

3. Proline (Pro, P)

De proline (Pirrolidine-2-carbonzuur) Het is een aminozuur dat een bepaalde structuur heeft, omdat de R -groep bestaat uit een pyrrolidine -ring, gevormd door vijf koolstofatomen verenigd, inclusief het a -koolstofatoom.

Proline

In veel eiwitten is de rigide structuur van dit aminozuur zeer nuttig om "beurten" of "vouwen" te introduceren. Dat is het geval van collageenvezels bij de meeste gewervelde dieren, die worden gevormd door vele proline- en glycineresten.

In planten is aangetoond dat het deelneemt aan het onderhoud van celhomeostase, inclusief redox -balans en energietoestanden. Het kan werken als een signaalmolecuul en verschillende mitochondriale functies moduleren, proliferatie of celdood beïnvloeden, enz.

4. Valina (Val, V)

Dit is een ander aminozuur met de r alifatische groep, die bestaat uit drie koolstofatomen (CH3-CH3). Zijn naam Iupac is 2-3-amino-3-butanóinezuur, Hoewel het ook in de literatuur kan worden gevonden α-aminovaleriaans zuur.

Valina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

La Valina werd voor het eerst gezuiverd in 1856 uit een waterig extract van de alvleesklier van een mens, maar de naam werd bedacht in 1906, gezien zijn structurele gelijkenis met het valeuze zuur geëxtraheerd uit sommige planten.

Het is een essentieel aminozuur, omdat het niet door het lichaam kan worden gesynthetiseerd, hoewel het niet veel meer functies lijkt uit te voeren, maar ook deel uit te maken van de structuur van veel bolvormige eiwitten.

Uit hun afbraak kunnen andere aminozuren zoals glutamine en alanine bijvoorbeeld worden gesynthetiseerd.

5. Leucina (Leu, L)

Leucine is een ander essentieel aminozuur en maakt deel uit van de vertakte ketenaminozuurgroep, samen met de valine en isoleucine. Groep R die deze verbinding kenmerkt, is een groep isobutil ((CH2-CH3-CH3), dus het is erg hydrofoob (stoot het water af).

Leucina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Het werd ontdekt in 1819 als onderdeel van de eiwitten van dierenspiervezels en schapenwol.

Het is zeer overvloedig in eiwitten zoals hemoglobine en neemt rechtstreeks deel aan de regulatie van vervanging en eiwitsynthese, omdat het een actief aminozuur is vanuit het oogpunt van intracellulaire signage en genetische expressie. In veel gevallen is het een versterker van de smaak van sommige voedingsmiddelen.

6. Isoleucine (ile, i)

Ook een aminozuur van vertakte ketting, isoleucine werd ontdekt in 1904 van fibrine, een eiwit dat deelneemt aan bloedstolling.

Isoleucine (Bron: Taekyubabo, via Wikimedia Commons)

Net als leucine is het een essentieel aminozuur, waarvan de zijketen bestaat uit een vertakte keten van 4 koolstofatomen (CH3-CH2-CH3).

Het is uiterst gebruikelijk in cel -eiwitten, en kunnen meer dan 10% van het gewicht hiervan vertegenwoordigen. Het werkt ook in de synthese van glutamine en alanine, evenals in de balans van vertakte ketenaminozuren.

7. Metionine (Met, M)

Metionine, ook wel genoemd γ-methyl-a-aminoboterzuur, Het is een aminozuur ontdekt in het eerste decennium van de twintigste eeuw, geïsoleerd uit caseïne, een eiwit dat aanwezig is in koemelk.

Metionine (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Het is een essentieel aminozuur, het is hydrofoob, omdat de R-groep bestaat uit een alifatische keten met een zwavelatoom (-CH2-CH2-S-C-CH3).

Het is essentieel voor de synthese van veel eiwitten, waaronder hormonen, huideiwitten, haar en dieren. Het wordt op de markt gebracht in de vorm van dragees die functioneren als natuurlijke relaxanten, nuttig om te slapen en bovendien het goede haar en de nagels te houden.

8. Fenylalanine (Phe, F)

Fenylalanine of β-fenyl-a-aminopropionzuur, Het is een aromatisch aminozuur waarvan groep R een benzeenring is. Het werd ontdekt in 1879 in een plant in de Fabaceae -familie en vandaag is het bekend dat het deel uitmaakt van veel natuurlijke harsen zoals polystyreen.

Fenylalanine (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Als hydrofoob aminozuur is fenylalanine aanwezig in vrijwel alle hydrofobe domeinen van eiwitten. In veel planten is dit aminozuur essentieel voor de synthese van secundaire metabolieten bekend als fenylpropanoïden en flavonoïden.

Kan je van dienst zijn: Mendoza's flora en fauna

Bij dieren wordt fenylalanine ook gevonden in peptiden van groot belang zoals vasopressine, melanotropine en encefaline, allemaal essentieel voor neuronaal functioneren.

9. Tyrosine (tyr, y)

Tyrosine (β-tohydroxyfenyl-a-aminopropionzuur) is een ander aromatisch aminozuur, waarvan de groep R een aromatische ring is geassocieerd met een hydroxylgroep (-oH), dus het is in staat om te communiceren met verschillende elementen. Het werd ontdekt in 1846 en wordt over het algemeen verkregen uit fenylalanine.

Tyrosine (Bron: Neurotoger / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Het is geen essentieel aminozuur, maar het kan zijn als de biosynthetische routes mislukken. Het heeft veel functies in het menselijk lichaam, waaronder zijn deelname als een substraat voor de synthese van neurotransmitters en hormonen zoals adrenaline en schildklierhormoon opvallen.

Het is essentieel voor melaninesynthese, een molecuul dat ons bescherming biedt tegen ultraviolette stralen van de zon. Het draagt ​​ook bij aan de productie van endorfines (endogene analgetica) en antioxidanten zoals vitamine E.

Het werkt rechtstreeks in eiwitfosforylering, evenals bij de toevoeging van stikstof- en gesulfureerde groepen.

10. Typtophan (TRP, W)

Dit aminozuur, ook bekend als 2-amino-3 -indolilpropionzuur, Het maakt deel uit van de essentiële aminozuurgroep en is ook een aromatisch aminozuur, omdat de R -groep bestaat uit een indolgroep.

Typtophan (Bron: de originele uploader was pagina bij Italiaanse Wikipedia. / Public Domain, via Wikimedia Commons)

De belangrijkste functies bij dieren moeten, naast eiwitsynthese, doen met de synthese van serotonine, een neurotransmitter, en Melatonine, Een antioxidant die ook werkt in slaap- en wake -cycli.

Dit aminozuur wordt ook gebruikt door cellen als een voorloper voor de vorming van de NAD-cofactor, die deelneemt aan meerdere enzymatische reacties van oxide-reductie.

In planten is tryptofaan een van de belangrijkste voorlopers voor plantenhormoonsynthese Auxine, die deelneemt aan de regulering van groei, ontwikkeling en andere fysiologische functies in deze organismen.

11. Serine (ser, s)

De serine of de 2-amino-3-hydroxipropaanzuur, Het is een niet -essentieel aminozuur dat kan worden geproduceerd uit glycine. De R -groep is een formule alcohol -ch2oh, dus het is een polair aminozuur zonder belasting.

Serine (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Het is belangrijk vanuit functioneel oogpunt in veel essentiële eiwitten en is vereist voor het metabolisme van vetten, vetzuren en celmembranen. Deelnemen aan spiergroei en gezondheid van het gezondheidssysteem.

Hun functies zijn ook gerelateerd aan de synthese van cysteïne, purines en pyrimidines (stikstofbasen), ceramide en fosfatidylserine (een membraanfosfolipide). In bacteriën neemt het deel aan de synthese van tryptofaan en herkauwers in gluconeogenese.

Het maakt deel uit van de actieve enzymlocatie met hydrolytische activiteit bekend als Protease serin en neemt ook deel aan fosforylering van andere eiwitten.

12. Treonina (thr, t)

De Treonine of Treo-a-amino-β-biologische zuurzuur Het is een ander essentieel aminozuur dat deel uitmaakt van een groot aantal celeiwitten bij dieren en planten. Het was een van de laatst ontdekte aminozuren (1936) en heeft veel belangrijke functies in de cellen, waaronder:

- Het is een gezamenlijke site voor koolhydraatketens van glycoproteïnen

- Het is een herkenningssite voor kinase -eiwitten met specifieke functies

- Het maakt deel uit van belangrijke eiwitten zoals die die tandglazuur, elastine en collageen vormen, evenals anderen van het zenuwstelsel

- Farmacologisch wordt het gebruikt als een voedsel, anxiolytisch en antidepressiva supplement

Treonina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

De Tronine Group R bevat, net als die van de serine, een -OH -groep, dus het is een alcohol van structuur -CH -OH -Ch3.

13. Cysteïne (Cys, C)

Dit niet -essentiële aminozuur werd in 1810 ontdekt als het hoofdbestanddeel van het eiwit dat in de hoorns van verschillende dieren wordt gevonden.

Cysteïne

De R-groep bestaat uit een tiol- of sulfhydryl (-CH2-SH) groep, dus het is fundamenteel voor de vorming van intra-opterminoleculaire disulfurbruggen in de eiwitten waar deze zich bevindt, wat erg belangrijk is voor de oprichting van de structuur drie- Dimensionaal hiervan.

Dit aminozuur neemt ook deel aan de synthese van glutathione, van methodine, liponzuur, thiamine, co -enzym A en vele andere belangrijke moleculen vanuit biologisch oogpunt. Bovendien maken zeer overvloedige structurele eiwitten deel uit van de keratines, zeer overvloedige eiwitten.

14. Asparagina (ASN, N)

Asparagine is een niet -essentieel aminozuur, behorend tot de groep polaire aminozuren zonder belasting. Dit was het eerste ontdekte aminozuur (1806), geïsoleerd uit aspergesap.

Kan u dienen: schadelijke fauna: oorzaken van proliferatie, gevolgen, controleAsparagina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Het wordt gekenmerkt door een groep R is een carboxamide (-CH2-Co-NH2), dus het kan gemakkelijk waterstofbruggen vormen.

Het is actief in celmetabolisme en lichaamsfysiologie. Het werkt in de regulatie van genetische expressie en in het immuunsysteem, naast deelname aan het zenuwstelsel en ammoniumontgifting.

15. Glutamine (gln, g)

Groep R van glutamine wordt door sommige auteurs beschreven als een amida van de zijketen van glutaminezuur (-CH2-CH2-Co-NH2). Dit is geen essentieel aminozuur, omdat er routes zijn voor uw biosynthese in dierencellen.

Glutamine (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Direct deelnemen aan eiwitvervanging en celsignage, genetische expressie en aan het immuunimuunsysteem. Het wordt beschouwd als een "brandstof" voor proliferatieve cellen en heeft functies als een celdoodremmer.

Glutamine neemt ook deel aan de synthese van purines, pyrimidines, ornithine, citruline, arginine, proline en asparagine.

16. Lysina (Lys, K)

Lysine of ε-aminocaproïnezuur Het is een essentieel aminozuur voor mensen en andere dieren. Het werd ontdekt in 1889 als onderdeel van de caseïne, gelatine, ei -albumine en andere dierlijke eiwitten.

Lysina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

In zijn groep R la Lisina heeft een positief geladen aminogroep (-CH2-ch2-ch2-ch2-nh3+) gekenmerkt door zijn hydrofobiciteit.

Het werkt niet alleen als een micronutriënt voor lichaamscellen, maar het is ook een metaboliet voor verschillende soorten organismen. Het is essentieel voor groei en spieromodellering en lijkt ook antivirale activiteit te hebben, in eiwitmethylering en andere modificaties.

17. Histidine (His, H)

Het is een "semi-het" aminozuur, omdat er routes zijn naar de synthese ervan bij volwassen mensen, maar niet altijd de lichaamsvereisten kopieert.

Histidine

Het is een polair aminozuur dat een R -groep heeft die bekend staat als imidazolio, die een cyclische structuur heeft met twee stikstofatomen waarvan de kenmerken hen in staat stellen deel te nemen aan verschillende enzymatische reacties waar protonen overdrachten optreden.

Histidine neemt deel aan eiwitmethylering, maakt deel uit van de structuur van hemoglobine (eiwit dat zuurstof in het bloed van dieren transporteert), bevindt zich in sommige antioxiderende dipéptiden en is de voorloper van andere belangrijke moleculen zoals histamine.

18. Arginine (arg, r)

Dit aminozuur met een positieve belasting werd eerst geïsoleerd in 1895 van de eiwitten van de hoorns van sommige dieren. Het is geen essentieel aminozuur, maar het is erg belangrijk voor ureumsynthese, een van de manieren waarop stikstof wordt uitgescheiden bij dieren.

Arginina (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

De R is -CH2-CH2-CH2-NH-C-NH-NH2 en fungeert als een antioxidant, hormonale secretieregulator, ammoniumontgifting, regulator van genetische expressie, stikstofreservoir, in eiwitmethylering, enz.

19. Asparaginezuur (ASP, D)

Asparaginezuur heeft een R-groep met een tweede carboxylgroep (-CH2-COOH) en maakt deel uit van de negatief geladen aminozuurgroep.

Asparaginezuur

De belangrijkste functies hebben te maken met de synthese van purine, pyrimidines, asparagine en arginine. Deelnemen aan transaminatiereacties, in de ureumcyclus en aan de synthese van inositol.

20. Glutaminezuur (Glu, E)

Het behoort ook tot de negatief geladen aminozuurgroep, met een structuur R-CH2-COOH-groep, zeer vergelijkbaar met die van asparaginezuur. Het werd ontdekt in 1866 uit gluten met gehydrolyseerde tarwe en het is bekend dat het deel uitmaakt van veel gewone eiwitten in veel levende wezens.

Glutaminezuur (Bron: Borb, via Wikimedia Commons)

Dit niet -essentiële aminozuur heeft veel belangrijke functies in diercellen, vooral bij de synthese van glutamine en arginine, twee andere eiwitaminozuren.

Bovendien is hij een belangrijke bemiddelaar van de overdracht van excitatoire signalen in het centrale zenuwstelsel van gewervelde dieren, dus hun aanwezigheid in bepaalde eiwitten is cruciaal voor het functioneren van de hersenen, voor cognitieve ontwikkeling, geheugen en leren.

Referenties

1. Fonnum, f. (1984). Glutamaat: een neurotransmitter in de hersenen van zoogdieren. Journal of Neurochemistry, 18 (1), 27-33.
2. Nelson, D. L., Lehninger, een. L., & Cox, m. M. (2008). Lehninger -principes van biochemie. Macmillan.
3. Szabados, L., & Savoure, a. (2010). Proline: een multifunctioneel aminozuur. Trends in Plant Science, 15 (2), 89-97.
4. Wu, g. (2009). Amininozuren: metabolisme, functies en voeding. Aminozuren, 37 (1), 1-17.
5. Wu, g. (2013). Aminozuren: biochemie en voeding. CRC Press.