氨基酸化学| 什么是氨基酸?

氨基酸化学

氨基酸在生物体的化学过程(生物化学)中非常重要,因为它们是 蛋白质 (肽和蛋白质)。 遗传物质(基因组)中编码有XNUMX个氨基酸,其中重要的氨基酸 蛋白质 被生产。 这二十二个氨基酸被称为蛋白原氨基酸。

氨基酸串在一起,根据氨基酸链的长度,它们被称为肽(最多100个氨基酸)或 蛋白质 (超过100个氨基酸)。 蛋白质氨基酸根据其具有的反应性侧链分为不同的组。 这也导致氨基酸的不同化学-物理性质。

例如,如果氨基酸仅具有一个长的非极性侧链,则这尤其会影响氨基酸的溶解性。 另外,pH值(水溶液的酸性或碱性特征的量度)对于侧链的性质起重要作用,因为侧链在带电或不带电时表现不同。 例如,在极性溶剂中,带电荷的侧链使氨基酸更易溶,而不带电荷的侧链使氨基酸更不溶。

在蛋白质中,许多带不同电荷的氨基酸彼此相连,从而使某些部分更亲水(吸引水)或疏水(拒水)。 由于这个原因,折叠和活动 (生化反应的催化剂,在新陈代谢中起重要作用)取决于pH值。 同样,侧链的电荷和溶解行为解释了为什么蛋白质可以被强酸性或碱性溶液变性的原因。

氨基酸也被称为两性离子,因为它们可以根据环境携带不同的电荷(正电荷或负电荷)。 这种现象是由于氨基酸的两个官能团,即氨基和羧基。 简而言之,可以记住,溶解在酸性溶液中的氨基酸带有正电荷,而碱性溶液中的氨基酸带有负电荷。

在中性水溶液中,氨基酸以正电荷和负电荷形式均等存在。 与热,酸和碱接触会破坏蛋白质或氨基酸链并使它们无法使用。 蛋白原性氨基酸分为极性或非极性氨基酸也基于官能团。

但是,根据单个氨基酸的化学物理特性进行分类不仅是基于极性,而且还基于特征, 磨牙 质量,疏水性(疏水性),酸度或碱性(酸性,碱性或中性氨基酸)以及氨基酸的电学性质。 除了蛋白原性氨基酸外,蛋白质中还存在大量(超过400种)不存在的氨基酸,即所谓的非蛋白原性氨基酸。 这些例子是 左旋甲状腺素 (甲状腺激素),GABA(抑制性 神经递质),鸟氨酸(代谢中间体 尿素 周期等)。

大多数非蛋白原性氨基酸衍生自蛋白原性氨基酸。 20个蛋白原氨基酸中的每一个均具有至少两个碳原子(C原子)。 该碳原子对于各个氨基酸的分类是必不可少的。

这意味着与氨基连接的碳原子决定了它是哪种氨基酸。 然而,也存在其中代表几个氨基的氨基酸。 在这种情况下,其氨基最接近羧基碳的碳原子决定了它是氨基酸的哪一类。

通常,在α-氨基酸,β-氨基酸和γ-氨基酸之间是有区别的:在各个类别中,氨基酸具有相似的结构,但侧链的结构不同。 侧链的各个组成部分负责氨基酸在酸性或碱性环境中的行为。 在自然界中,大约有二十种氨基酸,而人本人只能独立地积累一些氨基酸。

人体自身无法形成的氨基酸称为必需氨基酸。 人类必须通过食物摄取这些氨基酸。 成年人的必需氨基酸是:氨基酸半胱氨酸并不是真正意义上的必需元素,但它是人体必需的氨基酸 为人体。

在婴儿中,组氨酸和精氨酸也是必不可少的。 氨基酸可以彼此形成链状组合。 然后人们谈论蛋白质分子(蛋白质)。

氨基酸的组合决定了蛋白质的功能及其主要功能。 氨基酸的组合不是任意的。 它在各自的基因中给出(编码)。

总是以一定方式排列的三个碱基对对应于所谓的代码字(=密码子)。 该密码子代表相应氨基酸的构建手册。 –亮氨酸

  • 异亮氨酸
  • 甲硫氨酸
  • 苏氨酸
  • 缬氨酸
  • 赖氨酸
  • 苯丙氨酸
  • 和色氨酸。
  • α-氨基酸:该氨基酸类别的氨基可以在第二个碳原子上找到。 这些氨基酸的另一个名称是2-氨基羧酸(IUPAC名称)。 此类的最重要代表是氨基酸甘氨酸,其结构相当简单。

对人类有机体重要的所有氨基酸均根据其结构分类为α-氨基酸。 在这种情况下,人们会说所谓的蛋白原氨基酸。 它们是构建所有蛋白质的基础。

  • β-氨基酸:β-氨基酸的特征是其氨基位于第三个碳原子上。 IUPAC术语“ 3-氨基羧酸”在该类别中也作为同义词使用。 –γ-氨基酸:γ族中所有氨基酸的氨基均与第四个碳原子键合。

因此,这类氨基酸的结构与蛋白原氨基酸的结构显着不同。 该组的IUPAC名称是4-氨基羧酸。 尽管人类有机体中不使用γ-氨基酸来合成蛋白质,但在人类中却可以找到这类代表。 该组中最简单的代表是γ-氨基丁酸(简称GABA),具有抑制作用 神经递质 (信使) 神经系统.