חומצות אמינו: פונקציה, מבנה, סוגים

תוֹכֶן

• מידע כללי על חומצות אמינו
• המבנה הבסיסי של חומצות אמינו
• קטגוריות של חומצות אמינו
• חומצות אמינו הידרופוביות
• חומצות אמינו הידרופיליות
• חומצות אמינו טעונות
• חומצות אמינו אמפיפטיות

חומצות אמינו הם אחד מארבעת המקרו-מולקולות העיקריות של החיים, האחרים הם פחמימות, שומנים ו חומצות גרעין. הם משמשים בעיקר כיחידות המונומריות של חלבונים. 20 חומצות האמינו המופיעות באופן טבעי נמצאות בכל היצורים החיים, מחיידקים ועד לבני אדם.

מכיוון שחומצות אמינו גורמות לחלבונים וחלבונים להוות חלק גדול ממסת הגוף שלך, חומצות אלה הן פשוטו כמשמעו הדברים שמהם עשויים אנשים (ובעלי חיים אחרים).

ליקויים בחומצה אמינית אחת או יותר עלולים להוביל לרקמות לא שלמות או שנבנו בצורה לא טובה וגם הם מאמינים כי הם ממלאים תפקיד בראשית של כמה סוגי סרטן.

מידע כללי על חומצות אמינו

גוף האדם מסוגל לסנתז 10 מחומצות אלו, אך יש להשיג את 10 האחרים ממקורות תזונתיים ולכן נקראים חומצות אמינו חיוניות. אלה מוצעים לעתים כתוספי תזונה חיוניים לחומצות אמינו.

חומצות אמינו שהגוף יכול לייצר נקראות חומצות אמינו לא חיוניות, מונח מטעה במקצת מכיוון שהגוף אכן דורש אותם.

לכל חומצת אמינו יש גם קיצור ראשי של אותיות אחדות וגם קיצור בן שלוש אותיות (למשל, טירוזין עובר גם על ידי "טיר" וגם "Y"). לעיתים, חומצות אמינו עוברות שינוי לאחר שכבר השתלבו בחלבונים (דוגמא היא הידרוקסילציה של פרולין).

חומצות אמינו הפכו פופולריות בתוספי תזונה בקרב אנשים המעוניינים בבריאות הכללית ואלה המקווים לבנות מסת שריר באמצעות שילוב של אימוני משקולות והתערבויות תזונתיות.

המבנה הבסיסי של חומצות אמינו

המבנה האוניברסלי של כל חומצות האמינו הוא אטום פחמן מרכזי שיש בו קרבוקסיל קבוצה, an קבוצת אמינו, א אטום מימן ו שרשרת צדדית "R" המשתנה בין חומצת אמינו לחומצה אמינית הקשורה לה.

ה קבוצת קרבוקסיל מורכב מאטום פחמן שקושר כפולה לאטום חמצן וקשור גם לקבוצה הידרוקסיל (-OH). ניתן לייצג אותה כ -CO (OH) וזה זה שמרוויח לתרכובות אלה את הכינוי "חומצה", שכן אטום המימן במרכיב ההידרוקסיל נתרם בקלות, ומותיר אחריו -CO (O)-) קבוצה.

20 חומצות האמינו שנמצאות בטבע נקראות חומצות אלפא-אמינו מכיוון שקבוצת האמינו (-NH2) מחוברת לפחמן האלפא של החומצה הקרבוקסילית, שהיא הפחמן ליד קבוצת -CO (OH). פחמן זה הוא גם הפחמן "המרכזי" שתואר לעיל.

חומצות אמינו משתנות במסה מ 75 גרם לשומה (גליצין) ל 204 גרם לשומה (טריפטופן), ובממוצע הן קטנות יותר מגלוקוז הסוכר (180 גרם לשומה).

אם כל חומצת אמינו נצפתה בתדירות שווה באופייה, כל אחת מהן הייתה מהווה כחמישה אחוז מחומצות האמינו במבני חלבון (100 אחוז חלקי 20 חומצות אמינו = 5 אחוז לחומצה אמינית).

במציאות, תדרי ההתרחשות הללו משתנים מקצת מעל 1.2 אחוזים (טריפטופן וציסטאין) למעט פחות מעשרה אחוזים (לאוצין).

קטגוריות של חומצות אמינו

ה שרשראות צדדיות "R", או פשוט שרשראות R, נכנסות לקטגוריות משנה שונות המתארות וקובעות את התנהגותם הביוכימית של חומצת האמינו בכללותה. תכנית אחת נפוצה מקטלגת חומצות אמינו כ הידרופובי, הידרופילי (או קוטבי), טעונה או אמפיפתי.

הידרופובי מקורם של היווני "מפחד מים", ושמונה חומצות האמינו האלה מסומנות כל כך מכיוון שרשראות הצד שלהן הן לא קוטבי, כלומר הם אינם נושאים מטען אלקטרוסטטי נטו או מטען מופץ בצורה לא סימטרית. כתוצאה ממאפיין זה, בדרך כלל חומצות אמינו הידרופוביות נמצאות בחלקם הפנימי של חלבונים, "בטוחים" מפני מים.

באופן דומה, חומצות אלה הידרופילי בני גילם נוטים להרכיב על המשטחים החיצוניים של חלבונים. טעון ו אמפיפתי מולקולות מציגות בינתיים את הקסם והמוזרויות שלהן.

להלן רשימה של חומצות אמינו בודדות יחד עם כמה מתכונות ההבחנה שלהם. הם מוצגים לפי סדר הקיצורים של האות האחת כדי להקל על ההתייחסות, אך אם בחרתם לנסות לשנן את שמות חומצות האמינו, עליכם להשתמש בתכנית קיבוץ או כל תחבולה אחרת שמקלה על המשימה הזו ככל האפשר.

חומצות אמינו הידרופוביות

שמונה חומצות אמינו אלה מקובצות בדרך כלל זו לזו והן מכונות לעיתים "לא קוטביות" במקום הידרופוביות, אם כי משמעותן של דבר זהה. הם משתתפים בפנים של חלבונים ב- אינטראקציות של ואן דר וואלס, הדומים לקשרים קוולנטיים או יוניים אך חלשים וחולפים בהרבה.

טריפטופן נכלל לעיתים בקבוצה זו, אך הוא למעשה אמפיפתי.

חומצות אמינו הידרופיליות

חומצות אמינו אלה נקראות לרוב "קוטביות, אך אינן טעונות." הם מפלפלים את המשטחים החיצוניים של חלבונים ואינם נרתעים בנוכחות מים.

חומצות אמינו טעונות

תרכובות אלה מתנהגות כמו חומצות אמינו הידרופיליות (קוטביות) בכך שהן אינטראקציה בקלות עם מים, אך הן נושאות מטען נטו של +1 או -1. זה הופך אותם לחומצות (תורמי פרוטון) או לבסיסים (מקבלי פרוטון) ב pH, או בחומציות, של גוף האדם.

חומצות אמינו אמפיפטיות

"אמפיפתי" מתורגם בערך ל"הרגשה של שתיהן "ביוונית, וחומצות אמינו אלו יכולות לתפקד גם כקוטביות (כמו הידרופוביות) וגם קוטביות (הידרופיליות), כמעט כמו שחקן סופטבול שאינו קנקן כוכב או חבילה, אך יכול לתפקד כושר בשני התפקידים בספורט בו רוב יכולות השחקנים מתמחות מאוד.

הם אינם נושאים מטען נטו, אולם חלוקת המטען החשמלי לאורך שרשראות R של חומצות אמינו אלה היא א-סימטרית במידה ניכרת.