Kimika ng mga amino acid
Ang mga amino acid ay may kahalagahan sa mga proseso ng kemikal ng mga nabubuhay na organismo (biochemistry), dahil sila ang mga bloke ng proteins (peptides at protina). Dalawampu't dalawang mga amino acid ang naka-encode sa genetic material (genome), na kung saan mahalaga proteins ay ginawa. Ang dalawampu't dalawang mga amino acid na ito ay kilala bilang mga proteinogenic amino acid.
Ang mga amino acid ay pinagsama sa mga kadena at nakasalalay sa haba ng isang chain ng amino acid, tinawag silang alinman sa peptides (hanggang sa 100 mga amino acid) o proteins (higit sa 100 mga amino acid). Ang mga proteinogenic amino acid ay nahahati sa iba't ibang mga pangkat depende sa kung aling mga reaktibong kadena ang mayroon sila. Nagreresulta rin ito sa iba't ibang mga kemikal-pisikal na katangian ng mga amino acid.
Halimbawa, kung ang isang amino acid ay mayroon lamang isang mahabang di-polar na kadena sa gilid, nakakaimpluwensya ito, bukod sa iba pang mga bagay, ang mga katangian ng solubility ng amino acid. Bilang karagdagan, ang halaga ng PH (sukat ng acidic o pangunahing katangian ng isang may tubig na solusyon) ay may mahalagang papel para sa mga pag-aari ng kadena sa gilid, dahil ang kadena sa gilid ay naiiba ang paggawi kapag ito ay sisingilin o walang bayad. Halimbawa, sa mga polar solvents, ang mga nasisingil na kadena sa gilid ay gumagawa ng isang amino acid na mas natutunaw, habang ang mga walang bayad na mga kadena sa gilid ay ginagawang hindi malulutas ang amino acid.
Sa mga protina, maraming magkakaibang sisingilin ng mga amino acid ay nakakabit sa bawat isa, na ginagawang mas hydrophilic (nakakaakit ng tubig) o hydrophobic (water-repelling) ang ilang mga seksyon. Para sa kadahilanang ito, ang natitiklop at aktibidad ng enzymes (mga catalista ng mga reaksyon ng biokimikal, natutupad ang mahahalagang pag-andar sa metabolismo) ay depende sa halaga ng pH. Gayundin, ang mga singil at ang pag-uugali ng paglusaw ng mga kadena sa gilid ay nagpapaliwanag kung bakit ang mga protina ay maaaring maitampok ng matindi acidic o pangunahing mga solusyon.
Ang mga amino acid ay kilala rin bilang tinatawag na zwitterions sapagkat maaari silang magdala ng iba't ibang mga singil depende sa kapaligiran (positibo o negatibong pagsingil). Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sanhi ng dalawang gumaganang mga grupo ng isang amino acid, ibig sabihin, ang amino at ang grupo ng carboxyl. Pinasimple, maaaring tandaan na ang isang amino acid na natunaw sa isang acidic solution ay nagdadala ng isang positibong singil at ang isang amino acid sa isang alkalina na solusyon ay nagdadala ng isang negatibong singil.
Sa isang walang solusyon na may tubig na solusyon ang mga amino acid ay pantay na naroroon sa positibo at negatibong pormang singil. Ang pakikipag-ugnay sa init, acid at alkalis ay maaaring sirain ang mga protina o chain ng amino acid at gawin itong hindi magamit. Ang pag-uuri ng mga proteinogenic amino acid sa polar o non-polar amino acid ay batay din sa mga functional group.
Gayunpaman, ang pag-uuri ayon sa mga kemikal-pisikal na katangian ng indibidwal na mga amino acid ay hindi lamang batay sa polarity, ngunit din sa character, pangnguya masa, hydrophobicity (pag-aari ng tubig-nagtataboy ng tubig), kaasiman o pagka-basic (acidic, basic o neutral na amino acid) at mga de-koryenteng katangian ng mga amino acid. Bilang karagdagan sa mga proteinogenic amino acid, mayroon ding isang malaking bilang (higit sa 400) ng mga amino acid na hindi nagaganap sa mga protina, ang tinaguriang mga non-proteinogenic amino acid. Ang mga halimbawa nito ay L-thyroxine (thyroid hormone), GABA (nagbabawal neurotransmitter), ornithine (metabolic intermediate sa yurya cycle), at marami pang iba.
Karamihan sa mga hindi proteinogenikong amino acid ay nagmula sa mga proteinogenic amino acid. Ang bawat isa sa 20 proteinogenic amino acid ay mayroong hindi bababa sa dalawang carbon atoms (C atoms). Ang carbon atom na ito ay mahalaga para sa pag-uuri ng kani-kanilang amino acid.
Nangangahulugan ito na ang carbon atom kung saan nakakabit ang pangkat ng amino ay tumutukoy kung aling klase ito ng amino acid. Gayunpaman, mayroon ding mga amino acid kung saan maraming mga pangkat ng amino ang kinakatawan. Sa ganitong mga kaso ang carbon atom na ang pangkat ng amino na pinakamalapit sa carboxy carbon ay tumutukoy kung aling klase ito ng amino acid.
Sa pangkalahatan, isang pagkakaiba ang ginawa sa pagitan ng mga alpha-amino acid, beta-amino acid at gamma-amino acid: Sa loob ng mga indibidwal na klase ang mga amino acid ay may katulad na istraktura, ngunit magkakaiba sa istraktura ng kanilang kadena sa gilid. Ito ay ang mga indibidwal na bahagi ng mga kadena sa gilid na responsable para sa pag-uugali ng amino acid sa acidic o pangunahing mga kapaligiran. Sa kalikasan, mayroong humigit-kumulang dalawampung mga amino acid, samantalang ang tao mismo ay makakagawa lamang ng ilang mga amino acid nang nakapag-iisa.
Ang mga amino acid na kung saan ang katawan mismo ay hindi may kakayahang bumuo ay tinatawag na mahahalagang amino acid. Kailangang kunin ng mga tao ang mga amino acid na ito sa pamamagitan ng pagkain. Mahahalagang mga amino acid sa mga taong may sapat na gulang ay: Ang amino acid cysteine ay hindi mahalaga sa tunay na kahulugan, ngunit kailangang-kailangan ito bilang isang mapagkukunan ng asupre para sa katawan ng tao.
Sa mga sanggol, ang histidine at arginine ay mahalaga din. Ang mga amino acid ay maaaring bumuo ng mga kumbinasyon na tulad ng tanikala sa bawat isa. Ang isa ay nagsasalita noon ng mga protein Molekyul (protina).
Natutukoy ng mga kombinasyon ng mga amino acid kung paano gumana ang isang protina at kung ano ang pangunahing pag-andar nito. Ang kumbinasyon ng mga amino acid ay hindi di-makatwirang. Ito ay ibinibigay (naka-code) sa kani-kanilang gene.
Palaging tatlong mga pares ng batayan, na nakaayos sa isang tiyak na paraan, tumutugma sa isang tinatawag na code word (= codon). Ang codon na ito ay kumakatawan sa manu-manong konstruksyon para sa kani-kanilang amino acid. - Leucine
- Isoleucine
- Methyonine
- Threonine
- Valine
- Lysine
- Phenylalanine
- At tryptophan.
- Alpha-amino acid: Ang pangkat ng amino ng klase ng amino acid na ito ay matatagpuan sa pangalawang carbon atom. Ang isa pang pangalan para sa mga amino acid na ito ay 2-aminocarboxylic acid (pangalan ng IUPAC). Ang pinakamahalagang kinatawan ng klase na ito ay ang amino acid glycine, na may isang simpleng istraktura.
Ang lahat ng mga amino acid na mahalaga para sa organismo ng tao ay inuri ayon sa kanilang istraktura bilang mga alpha-amino acid. Sa kasong ito, nagsasalita ang isa sa tinatawag na proteinogenic amino acid. Ang mga ito ay ang mga bloke ng gusali kung saan binuo ang lahat ng mga protina.
- Mga beta-amino acid: Ang klase ng mga beta-amino acid ay nailalarawan sa pamamagitan ng ang katunayan na ang kanilang pangkat na amino ay matatagpuan sa ikatlong carbon atom. Ang terminong IUPAC na "3-aminocarboxylic acid" ay ginagamit din nang magkasingkahulugan para sa klase na ito. - Gamma-amino acid: Ang pangkat ng amino ng lahat ng mga amino acid mula sa pangkat ng gamma ay nakasalalay sa ika-apat na carbon atom.
Ang istraktura ng mga amino acid ng klase na ito samakatuwid ay naiiba nang malaki mula sa istraktura ng mga proteinogenic amino acid. Ang pagtatalaga ng IUPAC ng pangkat na ito ay 4-aminocarboxylic acid. Bagaman ang gamma-amino acid ay hindi ginagamit sa organismo ng tao para sa pagbubuo ng mga protina, ang ilang mga kinatawan ng klase na ito ay matatagpuan sa mga tao. Ang pinakasimpleng kinatawan ng pangkat na ito, ang gamma-aminobutyric acid (GABA para sa maikli), ay nagsisilbing isang nagbabawal neurotransmitter (messenger) sa nervous system.
