Aminorūgštys
Aminorūgštys yra baltymų statybinės medžiagos. Eukariotuose yra 20 standartinių aminorūgščių, iš kurių gaminami beveik visi baltymai.
Biochemijoje aminorūgštis yra bet kuri molekulė, turinti ir amino (NH+R2), ir karboksilo (C=O) funkcines grupes. Biochemijoje šis terminas reiškia alfa-amino rūgštis, kurių bendroji formulė yra H 2NCHRCOOH, kur R yra viena iš daugelio šoninių grupių (žr. schemą).
Žinoma apie 500 aminorūgščių. Gyvūnams aminorūgštys svarbiausia padeda sudaryti baltymus, kurie yra labai ilgos aminorūgščių grandinės. Kiekvienas baltymas turi savo aminorūgščių seką, dėl kurios baltymai įgauna skirtingas formas ir atlieka skirtingas funkcijas. Aminorūgštys - tai tarsi baltymų abėcėlė; nors turite tik kelias raides, jas sujungę galite sudaryti daugybę skirtingų sakinių.
Devynios iš 20 standartinių aminorūgščių yra žmogui būtinos aminorūgštys. Žmogaus organizmas negali jų pasigaminti (susintetinti) iš kitų junginių, todėl jos turi būti gaunamos su maistu. Kitos aminorūgštys gali būti būtinos tam tikro amžiaus žmonėms arba esant tam tikroms sveikatos būklėms. Nepakeičiamosios aminorūgštys taip pat gali skirtis tarp skirtingų rūšių. Žolėdžiai nepakeičiamųjų aminorūgščių turi gauti iš savo raciono, kurį sudaro beveik vien tik žolė. Atrajotojai, pavyzdžiui, karvės, kai kurias aminorūgštis gauna iš mikrobų, esančių pirmose dviejose skrandžio kamerose.
Aminorūgštys yra galutinis baltymų produktas.Bendra α-amino rūgšties struktūra: kairėje pusėje yra aminogrupė, dešinėje - karboksilo grupė.
Struktūra
Aminorūgštis yra organinė cheminė medžiaga. Ją sudaro α anglies atomas, kovalentiškai sujungtas su keturiomis grupėmis.
- vandenilio atomas
- amino grupė (-NH2)
- karboksilo grupė (-COOH)
- kintamasis R grupė
Kiekviena aminorūgštis turi bent vieną aminogrupę (-NH2) ir vieną karboksilo grupę (-COOH), išskyrus proliną.
Genų raiška ir biochemija
Tai proteogeninės aminorūgštys, iš kurių sudaryti baltymai. Jas gamina ląstelės mechanizmai, užkoduoti bet kurio organizmo genetiniame kode.
| Amino rūgštis | Trumpas | Sutrump. | Kodonas (-ai) | Paplitimas | Essential‡ žmonėms |
| A | Ala | GCU, GCC, GCA, GCG | 7.8 | Ne | |
| C | Cys | UGU, UGC | 1.9 | Sąlyginai | |
| Asparto rūgštis | D | Asp | GAU, GAC | 5.3 | Ne |
| Glutamo rūgštis | E | Glu | GAA, GAG | 6.3 | Sąlyginai |
| Fenilalaninas | F | Phe | UUU, UUC | 3.9 | Taip |
| Glicinas | G | Gly | GGU, GGC, GGA, GGG | 7.2 | Sąlyginai |
| Histidinas | H | Jo | CAU, CAC | 2.3 | Taip |
| Izoleucinas | I | Ile | AUU, AUC, AUA | 5.3 | Taip |
| Lizinas | K | Lys | AAA, AAG | 5.9 | Taip |
| Leucinas | L | Leu | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG | 9.1 | Taip |
| Metioninas | M | Met | AUG | 2.3 | Taip |
| Asparaginas | N | Asn | AAU, AAC | 4.3 | Ne |
| Pirolizinas | O | Pyl | UAG* | 0 | Ne |
| Proline | P | Pro | CCU, CCC, CCA, CCG | 5.2 | Ne |
| Glutaminas | Q | Gln | CAA, CAG | 4.2 | Ne |
| Argininas | R | Arg | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG | 5.1 | Sąlyginai |
| Serinas | S | Ser | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC | 6.8 | Ne |
| Treoninas | T | Thr | ACU, ACC, ACA, ACG | 5.9 | Taip |
| Selenocisteinas | U | Sec | UGA** | >0 | Ne |
| Valine | V | Val | GUU, GUC, GUA, GUG | 6.6 | Taip |
| W | Trp | UGG | 1.4 | Taip | |
| Y | Tyr | UAU, UAC | 3.2 | Sąlyginai | |
| Stop kodonas† | - | Terminas | UAA, UAG, UGA†† | - | - |
* UAG paprastai yra gintarinis stop kodonas, bet koduoja piroliziną, jei yra PYLIS elementas.
** UGA paprastai yra opalinis (arba umberinis) stop kodonas, bet koduoja selenocisteiną, jei yra SECIS elementas.
† Stop kodonas nėra aminorūgštis, bet įtrauktas dėl išsamumo.
†† UAG ir UGA ne visada veikia kaip stop kodonai (žr. pirmiau).
‡ Nepakeičiamoji aminorūgštis negali būti sintetinama žmogaus organizme. Ji turi būti gaunama su maistu. Sąlyginai nepakeičiamosios aminorūgštys paprastai nėra būtinos su maistu, tačiau turi būti tiekiamos populiacijoms, kurios jų negamina pakankamai.
Su šiomis α-amino rūgštimis toliau biosintezės procesuose atsirandančios nepagrindinės rūgštys yra struktūriškai (čia naudojant SMILES užrašą) susijusios:
OC(=O)C(N)-
- ├ H .. V Glicinas
- ├ C .. P Alaninas
- │├ C .. 2-aminobutano rūgštis
- ││├ C .. Norvaline
- ││││├ -2H .. _ Prolinas (dehidronorvalinas)
- ││││├ C .. Norleucinas
- ││││└ N .. Z Lizinas
- ││││ └ C(=O)C1N=CCC1C .. ^ Pirolizinas
- ││││└ NC(=N)N .. a Argininas
- │││├ C(=O)N .. ` Glutaminas
- │││├ C(=O)O .. T Glutamo rūgštis
- │││├ O .. Homoserinas
- │││└ S .. Homocisteinas
- ││ └ C .. \ Metioninas
- │├ C(C)C .. [ Leucinas
- │├ C(=O)N .. ] Asparaginas
- │├ C(=O)O .. S Asparto rūgštis
- │├ C1=CNC=N1 .. W Histidinas
- │├ c1ccccc1 .. U Fenilalaninas
- │├ c1ccc(O)cc1 .. h tirozinas
- │├ C1=CNc2ccccc12 .. f triptofanas
- │├ C1=CNc2ccc(O)cc12 .. Oksitriptanas
- │├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 .. Tiroksinas
- │├ O .. b Serinas
- │├ S .. R Cisteinas
- │└ [SeH] .. d Selenocisteinas
- ├ C(C)C .. e Valinas
- ├ C(C)O .. c Treoninas
- └ C(C)CC .. X Izoleucinas
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra aminorūgštys?
A: Aminorūgštys - tai molekulės, turinčios ir amino (NH2+R), ir karboksilo (C=O) funkcines grupes, ir jos yra baltymų sudedamosios dalys.
K: Kiek "standartinių" aminorūgščių yra eukariotuose?
A: Eukariotuose yra 20 "standartinių" aminorūgščių, iš kurių sudaryti beveik visi baltymai.
K: Kokia yra bendroji alfa aminorūgščių formulė?
A: Bendroji alfa-amino rūgščių formulė yra H2NCHRCOOH, kur R yra viena iš daugelio šoninių grupių.
K: Apie ką kalbama biochemijoje, kai minimos aminorūgštys?
A: Biochemijoje terminas "aminorūgštis" reiškia alfa-amino rūgštis, kurių bendroji formulė yra H2NCHRCOOH, kur R yra viena iš daugelio šoninių grupių.
K: Kaip baltymai įgauna savo struktūrą?
A: Baltymų struktūrą lemia įvairių rūšių aminorūgščių derinys.
K: Kokį vaidmenį aminų ir karboksilo funkcinės grupės atlieka aminorūgščių molekulėje?
A: Amino ir karboksilo funkcinės grupės sudaro aminorūgščių molekulę; jos suteikia azoto atomą ir anglies atomą, kurie gali sudaryti ryšius su kitomis molekulėmis.
