Asam amino

Asam amino dan protein adalah perantara peralihan dari dunia mineral ke materi hidup.
Seperti namanya, asam amino adalah zat organik bifungsional: terdiri dari fungsi amino (-NH2) dan fungsi karboksil (-COOH); mereka dapat berupa , , , dll., tergantung pada posisi yang ditempati oleh gugus amino terhadap gugus karboksi:

Asam amino yang penting secara biologis adalah semua asam -amino.
Struktur protein terdiri dari dua puluh asam amino.
Seperti dapat dilihat dari struktur generik yang ditunjukkan di atas, semua asam amino memiliki bagian yang sama dan bagian yang berbeda yang mencirikannya (diwakili secara umum dengan R).

Dari dua puluh asam amino, sembilan belas bersifat optik aktif (mereka membelokkan bidang cahaya terpolarisasi).
Sebagian besar asam amino hanya memiliki satu gugus amino dan satu karboksil oleh karena itu disebut asam amino netral; yang memiliki karboksil ekstra disebut asam amino asam sedangkan yang memiliki gugus amino ekstra adalah asam amino dasar.
Asam amino adalah padatan kristal dan memiliki kelarutan air yang baik.

Kurangnya beberapa asam amino dalam makanan menyebabkan perubahan serius dalam perkembangan; pada kenyataannya, organisme manusia tidak mampu mensintesis beberapa asam amino yang secara tepat disebut esensial (mereka harus diperkenalkan dengan makanan), sementara itu dapat menghasilkan sendiri hanya beberapa asam amino (yang non-esensial).

Salah satu penyakit akibat kekurangan asam amino esensial adalah yang dikenal dengan nama kwashiorkor (kata yang berasal dari dialek Afrika yang diterjemahkan berarti "pertama dan kedua"); penyakit ini menyerang anak sulung tetapi setelah kelahiran anak kedua karena anak pertama kekurangan ASI yang mengandung suplai protein yang tepat. Oleh karena itu, penyakit ini tersebar luas di antara populasi yang kekurangan gizi dan melibatkan diare, kurangnya nafsu makan yang menyebabkan melemahnya organisme secara progresif.

Seperti yang telah disebutkan, asam amino alami, dengan pengecualian glisin (asam a-amino dengan hidrogen, bukan gugus R dan merupakan yang terkecil dari dua puluh), memiliki aktivitas optik karena adanya setidaknya satu asimetris. karbon. Dalam asam amino alami konfigurasi absolut dari karbon asimetris di mana hanya gugus amino dan karboksi yang terikat termasuk dalam seri L;

Asam D-amino tidak pernah menjadi bagian dari struktur protein.
Kami ingat bahwa:

DNA ---- transkripsi → m-RNA ---- translasi → protein

Transkripsi mampu mengkode sebagai asam L-amino; Asam D-amino dapat terkandung dalam struktur non-protein (misalnya di dinding lapisan bakteri: pada bakteri tidak ada "informasi genetik untuk memiliki asam D-amino untuk peran protektif, namun, ada" informasi genetik untuk enzim yang berhubungan dengan dinding lapisan bakteri).
Mari kita kembali ke asam amino: struktur yang berbeda dari kelompok R mendefinisikan karakteristik individu dari setiap asam amino dan memberikan kontribusi khusus pada karakteristik protein.
Oleh karena itu diperkirakan untuk membagi asam amino berdasarkan sifat gugus R:

Asam amino polar tetapi tidak bermuatan:

Glisin (R = H-)
Serin (R = HO-CH2-)
treonin

penting

Treonin memiliki dua pusat simetri: hanya treonin 2S, 3R yang ada di alam.
Treonin adalah asam amino esensial (jangan dikelirukan dengan sangat diperlukan: semua asam amino esensial), sehingga harus diambil dengan diet, yaitu dengan makan makanan yang mengandung itu karena, seperti yang telah disebutkan, warisan genetik tidak ada dalam sel-sel manusia mampu menghasilkan asam amino ini (warisan ini hadir di banyak tanaman dan tanaman).

Gugus hidroksil serin dan treonin dapat diesterifikasi dengan gugus fosforil (memperoleh fosfoserin dan fosfotreonin), proses ini disebut fosforilasi; fosforilasi digunakan di alam untuk terjemahan sinyal antara bagian dalam dan luar sel.

Sistein (R = HS-CH2-)

Sulfhidril sistein lebih mudah terprotonasi daripada hidroksil serin: belerang dan oksigen keduanya merupakan golongan keenam tetapi belerang lebih mudah teroksidasi karena memiliki dimensi yang lebih besar.

Tirosin [R = H O- (C6H4) -CH2-]

N.B.
(C6H4) = cincin benzena tersubstitusi-di
Seperti serin dan treonin, hidroksil dapat diesterifikasi (terfosforilasi).

Asparagin (R = NH2-CO-CH2-)
Glutamin (R = NH2-CO-CH2-CH2-)

Asam amino non polar

memiliki gugus samping hidrofobik; dalam kelas ini kita membedakan:

Alifatik:

Alanin (R = CH3-)
Valin (R = (CH3) 2-CH-) esensial
Leusin (R = (CH3) 2-CH-CH2-) esensial

Isoleusin (R =

) penting

Metionin (R = CH3-S-CH2-CH2-) esensial

Membran sel terdiri dari lapisan ganda lipid dengan protein berlabuh berkat karakter hidrofobik mereka, oleh karena itu mengandung alanin, valin, isoleusin dan leusin. Metionin, di sisi lain, adalah asam amino yang hampir selalu ada dalam jumlah kecil (sekitar 1%).

prolin

Aromatik:

Fenilalanin (R = Ph-CH2-) Ph = fenil: benzena monosubstitusi esensial

Triptofan (R =

penting

Kedua asam amino ini, bersifat aromatik, menyerap radiasi ultraviolet dekat (sekitar 300 nm); oleh karena itu dimungkinkan untuk memanfaatkan teknik spektrofotometri UV untuk menentukan konsentrasi protein yang diketahui mengandung asam amino ini.

Asam amino bermuatan

Pada gilirannya mereka dibagi menjadi:

Asam amino asam (memiliki residu polar dengan muatan negatif pada pH 7) demikian karena mampu menghasilkan muatan H + positif:

Asam aspartat

Asam glutamat (R =

)

Asam amino ini masing-masing berasal dari asparagin dan glutamin; keempatnya ada di alam dan ini berarti bahwa c "adalah informasi spesifik untuk masing-masingnya, yaitu c" adalah triplet basa dalam DNA yang mengkode untuk masing-masingnya.

Asam amino basa (memiliki residu polar dengan muatan positif pada pH 7) demikian karena mampu menerima muatan H + positif:

Lisin (R =

) penting

Arginin (R =

)

Histidin (R =

)

Ada protein di mana ada turunan asam amino di rantai samping: misalnya, fosfoserin mungkin ada (tidak ada informasi genetik yang mengkode fosfoserin, hanya itu untuk serin); fosfoserin adalah modifikasi pasca-translasi: setelah sintesis protein terjadi

DNA ---- transkripsi → m-RNA ---- translasi → protein

modifikasi pasca-translasi semacam itu dapat terjadi pada rantai samping protein.