Aminokyseliny a proteíny sú medziprodukty prechádzajúce z minerálneho sveta do živej hmoty.
Ako už názov napovedá, aminokyseliny sú bifunkčné organické látky: to znamená, že sa skladajú z aminoskupiny (-NH2) a karboxylovej funkcie (-COOH); môžu to byť a, p, y, atď., v závislosti od polohy, ktorú zaujíma aminoskupina vzhľadom na karboxylovú skupinu:
 |  |  |
| a-aminokyseliny | kyselina p-amino | kyseliny gama-amino |
Biologicky dôležité aminokyseliny sú všetky a-aminokyseliny.
Proteínové štruktúry pozostávajú z dvadsiatich aminokyselín.
Ako je možné vidieť z vyššie uvedených generických štruktúr, všetky aminokyseliny majú spoločnú časť a odlišnú časť, ktorá ich charakterizuje (reprezentované všeobecne R) .
Z dvadsiatich aminokyselín je devätnásť opticky aktívnych (odchýli sa od roviny polarizovaného svetla).
Väčšina aminokyselín má len jednu aminoskupinu a jeden karboxyl, takže sa nazývajú neutrálne aminokyseliny ; tie, ktoré majú extra karboxylovú skupinu, sa nazývajú kyslé aminokyseliny, zatiaľ čo tie s extra aminoskupinou sú bázické aminokyseliny .
Aminokyseliny sú kryštalické pevné látky a majú dobrú rozpustnosť vo vode.
Nedostatok niektorých aminokyselín v potrave určuje vážne zmeny vo vývoji; V skutočnosti ľudský organizmus nie je schopný syntetizovať niektoré aminokyseliny, ktoré sa presne nazývajú esenciálne (musia byť zavedené s diétou), zatiaľ čo sám môže produkovať len niektoré aminokyseliny (tie, ktoré nie sú esenciálne).
Jednou z chorôb spôsobených nedostatkom esenciálnych aminokyselín je choroba známa ako kwashiorkor (slovo, ktoré je odvodené z afrického dialektu, ktorý znamená "prvý a druhý"); toto ochorenie postihuje prvorodené, ale po narodení druhého dieťaťa, pretože prvá vynechá materské mlieko, ktoré obsahuje správny príjem bielkovín. Toto ochorenie je preto rozšírené medzi podvyživenými populáciami a vedie k hnačke, nedostatku chuti do jedla, čo vedie k postupnému oslabovaniu organizmu.
Ako už bolo uvedené, prirodzené aminokyseliny, s výnimkou glycínu (je to a-aminokyselina s vodíkom namiesto skupiny R a je najmenší z vetra), majú optickú aktivitu v dôsledku prítomnosti aspoň jedného asymetrického uhlíka. V prirodzených aminokyselinách absolútna konfigurácia asymetrického uhlíka, ku ktorému patrí iba aminoskupina a karboxylová skupina, patrí do série L ;
D-aminokyseliny nikdy nevstúpia do štruktúry proteínu.
Pripomíname, že:
DNA ---- transkripcia → m-RNA ---- translácia → proteín
Transkripcia je schopná kódovať ako L-aminokyseliny; D-aminokyseliny môžu byť obsiahnuté v neproteínových štruktúrach (napr. V obkladacej stene baktérií: v baktériách nie sú žiadne genetické informácie, ktoré by mali D-aminokyseliny pre ochrannú úlohu, existuje však genetická informácia pre enzýmy). ktoré sa starajú o stenu bakteriálneho povlaku).
Vráťme sa späť k aminokyselinám: odlišná štruktúra skupiny R definuje jednotlivé charakteristiky každej aminokyseliny a prispieva k špecifickým vlastnostiam proteínov.
Preto sa predpokladalo, že aminokyseliny sa rozdelia podľa povahy skupiny R:
Polárne, ale nie nabité aminokyseliny (7):
Glycín (R = H-)
Serina (R = HO-CH2-)
treonín
Treonín má dve centrá symetrie: v prírode existuje iba treonín 2S, 3R.
Treonín je esenciálna aminokyselina (nesmie sa zamieňať s nenahraditeľným: všetky aminokyseliny sú nevyhnutné), preto sa musí brať so stravou, ktorou je jesť potraviny, ktoré ju obsahujú, pretože, ako už bolo povedané, v bunkách ľudských bytostí neexistuje genetické dedičstvo. schopné produkovať túto aminokyselinu (toto dedičstvo je prítomné v mnohých rastlinách a lepšie).
Hydroxylová skupina serínu a treonínu môže byť esterifikovaná fosforylovou skupinou (získavajúcou fosfoserín a fosfotreonín), tento proces sa nazýva fosforylácia ; fosforylácia sa v prírode používa na transláciu signálov medzi vnútornou a vonkajšou stranou bunky.
Cysteín (R = HS-CH2-)
Cysteínsulfhydryl je ľahšie protonizovateľný ako serínhydroxylová skupina: síra a kyslík sú obe zo šiestej skupiny, ale síra je ľahšie oxidovateľná, pretože je väčšia.
Tyrozín [R = HO- (C6H4) -CH2-]
NB
(C6H4) = di-substituovaný benzénový kruh
Čo sa týka serínu a treonínu, hydroxylová skupina môže byť esterifikovaná (fosforylovaná).
Asparagín (R = NH2-CO-CH2-)
Glutamín (R = NH2-CO-CH2-CH2-)
Nepolárne aminokyseliny (8)
majú hydrofóbne bočné skupiny; v rámci tejto triedy rozlišujeme:
Aliphatics :
Alanín (R = CH3-)
Valín (R = (CH3) 2-CH-) je nevyhnutný
Leucín (R = (CH3) 2-CH-CH2-) esenciálny
Izoleucín (R =. \ T
Podstatný je metionín (R = CH3-S-CH2-CH2-)
Bunkové membrány sa skladajú z lipidovej dvojvrstvy s proteínmi ukotvenými vďaka ich hydrofóbnemu charakteru, preto obsahujú alanín, valín, izoleucín a leucín. Na druhej strane metionín je aminokyselina, ktorá je takmer vždy prítomná v malých množstvách (približne 1%).
Proline
Aromatické výrazy :
Fenylalanín (R = Ph-CH2-) Ph = fenyl: esenciálny monosubstituovaný benzén
Tryptofán (R =. \ T
Tieto dve aminokyseliny, ktoré sú aromatické, absorbujú žiarenie blízkeho ultrafialového žiarenia (asi 300 nm); preto je možné využiť UV spektrofotometrickú techniku na stanovenie koncentrácie známeho proteínu, ktorý obsahuje tieto aminokyseliny.
Aminokyseliny s nábojom (5)
Na druhej strane sa rozlišujú:
Kyslé aminokyseliny (majúce polárne zvyšky s negatívnym nábojom pri pH 7) sú také, že sú schopné poskytnúť kladný náboj H +:
Kyselina glutámová. \ T
Tieto aminokyseliny pochádzajú z asparagínu a glutamínu; všetky štyri existujú v prírode a to znamená, že pre každú z nich existuje špecifická informácia, to znamená, že v DNA je triplet báz, ktorý kóduje pre každú z nich.
Základné aminokyseliny (majúce polárne zvyšky s kladným nábojom pri pH 7) sú také, že môžu akceptovať pozitívny náboj H +:
Lyzín (R =
Arginín (R =
Histidín (R =
Existujú proteíny, v ktorých existujú deriváty aminokyselín v postranných reťazcoch: môže byť prítomný napríklad fosfoserín (neexistujú žiadne genetické informácie, ktoré kódujú fosfoserín, len pre serín); fosfoserín je post-translačná modifikácia: po syntéze proteínu
DNA ---- transkripcia → m-RNA ---- translácia → proteín
takéto post-translačné modifikácie sa môžu vyskytovať na bočných reťazcoch proteínu.
Pozri tiež: Proteín, pohľad na chémiu
