Aminokyselina
Aminokyseliny jsou stavebními kameny bílkovin. U eukaryot existuje 20 standardních aminokyselin, z nichž se skládají téměř všechny bílkoviny.
V biochemii je aminokyselina jakákoli molekula, která má aminovou (NH2+R) a karboxylovou (C=O) funkční skupinu. V biochemii se tento termín vztahuje na alfa-aminokyseliny s obecným vzorcem H2NCHRCOOH, kde R je jedna z mnoha postranních skupin (viz schéma).
Je známo přibližně 500 aminokyselin. Pro živočichy je nejdůležitější, že z aminokyselin vznikají bílkoviny, což jsou velmi dlouhé řetězce aminokyselin. Každá bílkovina má svou vlastní sekvenci aminokyselin a tato sekvence způsobuje, že bílkovina má různé tvary a různé funkce. Aminokyseliny jsou pro bílkoviny jako abeceda; i když máte jen několik písmen, když je spojíte, můžete vytvořit mnoho různých vět.
Devět z 20 standardních aminokyselin je pro člověka "esenciálních". Lidské tělo si je nedokáže vytvořit (syntetizovat) z jiných sloučenin, a proto je musí přijímat potravou. Další mohou být nezbytné pro určitý věk nebo zdravotní stav. Esenciální aminokyseliny se mohou lišit i mezi jednotlivými druhy. Býložravci musí esenciální aminokyseliny získávat ze své stravy, kterou u některých druhů tvoří téměř výhradně tráva. Přežvýkavci, jako jsou krávy, získávají některé aminokyseliny prostřednictvím mikrobů v prvních dvou komorách žaludku.
Aminokyseliny jsou konečným produktem bílkovin.Obecná struktura α-aminokyseliny s aminoskupinou vlevo a karboxylovou skupinou vpravo.
Struktura
Aminokyselina je organická chemická látka. Skládá se z atomu α uhlíku, který je kovalentně vázán na čtyři skupiny.
- atom vodíku
- aminoskupina (-NH2)
- karboxylovou skupinu (-COOH)
- proměnná skupina R
Každá aminokyselina má alespoň jednu aminoskupinu (-NH2) a jednu karboxylovou skupinu (-COOH), s výjimkou prolinu.
Genová exprese a biochemie
Jedná se o proteinogenní aminokyseliny, které jsou stavebními kameny bílkovin. Jsou produkovány buněčným mechanismem, který je zakódován v genetickém kódu každého organismu.
| Aminokyseliny | Krátké | Zkratka. | Kodon(y) | Výskyt v | Essential‡ u lidí |
| A | Ala | GCU, GCC, GCA, GCG | 7.8 | Ne | |
| C | Cys | UGU, UGC | 1.9 | Podmíněně | |
| Kyselina asparagová | D | Asp | GAU, GAC | 5.3 | Ne |
| Kyselina glutamová | E | Glu | GAA, GAG | 6.3 | Podmíněně |
| Fenylalanin | F | Phe | UUU, UUC | 3.9 | Ano |
| Glycin | G | Gly | GGU, GGC, GGA, GGG | 7.2 | Podmíněně |
| Histidin | H | Jeho | CAU, CAC | 2.3 | Ano |
| Izoleucin | I | Ile | AUU, AUC, AUA | 5.3 | Ano |
| Lysin | K | Lys | AAA, AAG | 5.9 | Ano |
| Leucin | L | Leu | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG | 9.1 | Ano |
| Methionin | M | Met | AUG | 2.3 | Ano |
| Asparagin | N | Asn | AAU, AAC | 4.3 | Ne |
| Pyrrolyzin | O | Pyl | UAG* | 0 | Ne |
| Proline | P | Pro | CCU, CCC, CCA, CCG | 5.2 | Ne |
| Glutamin | Q | Gln | CAA, CAG | 4.2 | Ne |
| Arginin | R | Arg | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG | 5.1 | Podmíněně |
| Serin | S | Ser | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC | 6.8 | Ne |
| Threonine | T | Thr | ACU, ACC, ACA, ACG | 5.9 | Ano |
| Selenocystein | U | Sekce | UGA** | >0 | Ne |
| Valine | V | Val | GUU, GUC, GUA, GUG | 6.6 | Ano |
| W | Trp | UGG | 1.4 | Ano | |
| Y | Tyr | UAU, UAC | 3.2 | Podmíněně | |
| Stop kodon† | - | Termín | UAA, UAG, UGA†† | - | - |
* UAG je obvykle jantarový stop kodon, ale kóduje pyrrolyzin, pokud je přítomen element PYLIS.
** UGA je obvykle opálový (nebo umber) stop kodon, ale kóduje selenocystein, pokud je přítomen prvek SECIS.
† Stop kodon není aminokyselina, ale je uveden pro úplnost.
†† UAG a UGA se ne vždy chovají jako stop kodony (viz výše).
‡ Esenciální aminokyselina nemůže být u člověka syntetizována. Musí být dodávána ve stravě. Podmíněně esenciální aminokyseliny nejsou běžně vyžadovány ve stravě, ale musí být dodávány populacím, které si jich nevytvářejí dostatek.
K těmto α-aminokyselinám se dále v procesech biosyntézy objevují neesenciální, které jsou strukturně (zde pomocí notace SMILES) příbuzné:
OC(=O)C(N)-
- ├ H .. V Glycin
- ├ C .. P Alanin
- │├ C .. kyselina 2-aminobutanová
- ││├ C .. Norvaline
- ││││├ -2H .. _ Prolin (dehydronorvalin)
- │││├ C .. norleucin
- ││││└ N .. Z Lysin
- ││││ └ C(=O)C1N=CCC1C .. ^ Pyrrolysin
- ││││└ NC(=N)N .. a Arginin
- ││├ C(=O)N .. ` Glutamin
- ││├ C(=O)O .. T kyselina glutamová
- ││├ O .. Homoserin
- ││└ S .. Homocystein
- ││ └ C .. \ Methionin
- │├ C(C)C .. [ Leucin
- │├ C(=O)N .. ] Asparagin
- │├ C(=O)O .. S Kyselina asparagová
- │├ C1=CNC=N1 .. W Histidin
- │├ c1ccccc1 .. U Fenylalanin
- │├ c1ccc(O)cc1 .. h Tyrosin
- │├ C1=CNc2ccccc12 .. f Tryptofan
- │├ C1=CNc2ccc(O)cc12 .. Oxitriptan
- │├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 .. Tyroxin
- │├ O .. b Serin
- │├ S .. R Cystein
- │└ [SeH] .. d Selenocystein
- ├ C(C)C .. e Valin
- ├ C(C)O .. c Threonin
- └ C(C)CC .. X Izoleucin
Otázky a odpovědi
Otázka: Co jsou to aminokyseliny?
Odpověď: Aminokyseliny jsou molekuly, které mají aminové (NH2+R) i karboxylové (C=O) funkční skupiny a jsou stavebními kameny bílkovin.
Otázka: Kolik "standardních" aminokyselin existuje u eukaryot?
Odpověď: U eukaryot existuje 20 "standardních" aminokyselin, z nichž se skládají téměř všechny bílkoviny.
Otázka: Jaký je obecný vzorec alfa-aminokyselin?
Odpověď: Obecný vzorec alfa-aminokyselin je H2NCHRCOOH, kde R je jedna z mnoha postranních skupin.
Otázka: Co má biochemie na mysli, když se zmiňuje o aminokyselinách?
Odpověď: V biochemii se výraz "aminokyselina" vztahuje na alfa-aminokyseliny s obecným vzorcem H2NCHRCOOH, kde R je jedna z mnoha postranních skupin.
Otázka: Jak získávají bílkoviny svou strukturu?
Odpověď: Bílkoviny získávají svou strukturu kombinací různých typů aminokyselin.
Otázka: Jakou roli hrají v molekule aminokyseliny aminové a karboxylové funkční skupiny?
Odpověď: Aminové a karboxylové funkční skupiny tvoří molekulu aminokyseliny; poskytují atom dusíku a atom uhlíku, které mohou vytvářet vazby s jinými molekulami.
