Aminoskābes
Aminoskābes ir olbaltumvielu pamatelementi. Eikariontos ir 20 standarta aminoskābes, no kurām tiek veidoti gandrīz visi proteīni.
Bioķīmijā aminoskābe ir jebkura molekula, kurai ir gan amīna (NH2+R), gan karboksila (C=O) funkcionālās grupas. Bioķīmijā šis termins attiecas uz alfa-aminoskābēm ar vispārējo formulu H2NCHRCOOH, kur R ir viena no daudzām sānu grupām (sk. diagrammu).
Ir zināmas aptuveni 500 aminoskābes. Dzīvniekiem vissvarīgākais aminoskābju uzdevums ir veidot olbaltumvielas, kas ir ļoti garas aminoskābju ķēdes. Katram proteīnam ir sava aminoskābju secība, un šī secība nodrošina proteīnam dažādas formas un funkcijas. Aminoskābes ir kā olbaltumvielu alfabēts; lai gan ir tikai daži burti, ja tos savieno, var izveidot daudz dažādu teikumu.
Deviņas no 20 standarta aminoskābēm ir cilvēkam neaizvietojamās aminoskābes. Cilvēka organisms tās nevar izveidot (sintezēt) no citiem savienojumiem, tāpēc tās jāuzņem ar pārtiku. Citas var būt neaizvietojamas dažos vecuma posmos vai veselības stāvokļos. Neaizvietojamās aminoskābes var atšķirties arī starp sugām. Zālēdājiem neaizstājamās aminoskābes ir jāiegūst no barības, kas dažām sugām ir gandrīz tikai zāle. Atgremotāji, piemēram, govis, dažas aminoskābes saņem ar mikrobu starpniecību pirmajās divās kuņģa kamerās.
Aminoskābes ir olbaltumvielu galaprodukts.α-aminoskābes vispārējā struktūra ar aminogrupu kreisajā pusē un karboksilgrupu labajā pusē.
Struktūra
Aminoskābe ir organiska ķīmiska viela. Tā sastāv no α-oglekļa atoma, kas kovalenti saistīts ar četrām grupām.
- ūdeņraža atoms
- aminogrupa (-NH2)
- karboksilgrupa (-COOH)
- mainīgais R grupa
Katrai aminoskābei, izņemot prolinu, ir vismaz viena aminogrupa (-NH2) un viena karboksilgrupa (-COOH).
Gēnu ekspresija un bioķīmija
Tās ir olbaltumvielas veidojošās aminoskābes, kas ir olbaltumvielu celtniecības pamatelementi. Tās ražo šūnu mehānisms, kas ir kodēts jebkura organisma ģenētiskajā kodā.
| Aminoskābes | Īss | Abrev. | Kodons(-i) | Izplatība | Essential‡ cilvēkiem |
| A | Ala | GCU, GCC, GCA, GCG | 7.8 | Nē | |
| C | Cys | UGU, UGC | 1.9 | Nosacīti | |
| Asparagīnskābe | D | Asp | GAU, GAC | 5.3 | Nē |
| Glutamīnskābe | E | Glu | GAA, GAG | 6.3 | Nosacīti |
| Fenilalanīns | F | Phe | UUU, UUC | 3.9 | Jā |
| Glicīns | G | Gly | GGU, GGC, GGA, GGG, GGG | 7.2 | Nosacīti |
| Histidīns | H | Viņa | CAU, CAC | 2.3 | Jā |
| Izoleicīns | I | Ile | AUU, AUC, AUA | 5.3 | Jā |
| Lizīns | K | Lys | AAA, AAG | 5.9 | Jā |
| Leicīns | L | Leu | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG | 9.1 | Jā |
| Metionīns | M | Met | AUG | 2.3 | Jā |
| Asparagīns | N | Asn | AAU, AAC | 4.3 | Nē |
| Pirolīzīns | O | Pyl | UAG* | 0 | Nē |
| Proline | P | Pro | CCU, CCC, CCA, CCG | 5.2 | Nē |
| Glutamīns | Q | Gln | CAA, CAG | 4.2 | Nē |
| Arginīns | R | Arg | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG | 5.1 | Nosacīti |
| Serīns | S | Ser | UCU, UCC, UCA, UCA, UCG, AGU, AGC | 6.8 | Nē |
| Treonīns | T | Thr | ACU, ACC, ACA, ACG | 5.9 | Jā |
| Selēnocisteīns | U | Sec | UGA** | >0 | Nē |
| Valine | V | Val | GUU, GUC, GUA, GUG | 6.6 | Jā |
| W | Trp | UGG | 1.4 | Jā | |
| Y | Tyr | UAU, UAC | 3.2 | Nosacīti | |
| Stopkodons† | - | Termiņš | UAA, UAG, UGA†† | - | - |
* UAG parasti ir dzintara stopkodons, bet kodē pirrolīzīnu, ja ir PYLIS elements.
** UGA parasti ir opāla (vai umber) stopkodons, bet kodē selenocisteīnu, ja ir SECIS elements.
† stopkodons nav aminoskābe, bet ir iekļauts pilnīguma labad.
†† UAG un UGA ne vienmēr darbojas kā stopkodoni (skatīt iepriekš).
‡ Neaizvietojamā aminoskābe cilvēkam nevar tikt sintezēta. Tā ir jānodrošina ar uzturu. Nosacīti neaizvietojamās aminoskābes parasti nav nepieciešamas uzturā, bet tās ir jāpiegādā populācijām, kuras tās neizgatavo pietiekami daudz.
Ar šīm α-amīnskābēm, kas tālāk biosintēzes procesos parādās nebūtiskās, ir strukturāli (šeit izmantojot SMILES notāciju) saistītas:
OC(=O)C(N)-
- ├ H .. V Glicīns
- ├ C .. P Alanīns
- │├ C .. 2-Aminobutānskābe
- ││├ C .. Norvaline
- ││││├ -2H .. _ Prolīns (dehidronorvalīns)
- ││││├ C .. Norleicīns
- ││││└ N .. Z Lizīns
- ││││ └ C(=O)C1N=CCC1C .. ^ Pirolizīns
- ││││└ NC(=N)N .. a Arginīns
- │││├ C(=O)N .. ` Glutamīns
- ││├ C(=O)O .. T Glutamīnskābe
- │││├ O .. Homoserīns
- │││└ S .. Homocisteīns
- ││ └ C .. \ Metionīns
- │├ C(C)C .. [ Leicīns
- │├ C(=O)N .. ] Asparagīns
- │├ C(=O)O .. S Asparagīnskābe
- │├ C1=CNC=N1 .. W Histidīns
- │├ c1ccccc1 .. U Fenilalanīns
- │├ c1ccc(O)cc1 .. h Tirozīns
- │├ C1=CNc2ccccc12 .. f triptofāns
- │├ C1=CNc2ccc(O)cc12 .. Oksitriptāns
- │├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 .. Tiroksīns
- │├ O .. b Serīns
- │├ S .. R Cisteīns
- │└ [SeH] .. d Selēnocisteīns
- ├ C(C)C .. e Valīns
- ├ C(C)O .. c Treonīns
- └ C(C)CC .. X Izoleicīns
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir aminoskābes?
A: Aminoskābes ir molekulas, kurām ir gan amīna (NH2+R), gan karboksila (C=O) funkcionālās grupas, un tās ir olbaltumvielu pamatelementi.
J: Cik daudz "standarta" aminoskābju ir eikariontos?
A: Eikariontos ir 20 "standarta" aminoskābes, no kurām sastāv gandrīz visi proteīni.
J: Kāda ir vispārējā alfa-aminoskābju formula?
A: Vispārējā alfa-amīnskābju formula ir H2NCHRCOOH, kur R ir viena no daudzajām sānu grupām.
J: Uz ko atsaucas bioķīmija, minot aminoskābes?
A: Bioķīmijā termins "aminoskābe" attiecas uz alfa-aminoskābēm ar vispārējo formulu H2NCHRCOOH, kur R ir viena no daudzajām sānu grupām.
J: Kā olbaltumvielas iegūst savu struktūru?
A: Proteīni iegūst savu struktūru no dažādu veidu aminoskābju kombinācijām.
J: Kāda nozīme aminoskābju molekulā ir amīna un karboksila funkcionālajām grupām?
A: Aminogrupas un karboksilgrupas veido aminoskābju molekulu; tās nodrošina slāpekļa atomu, kā arī oglekļa atomu, kas var veidot saites ar citām molekulām.
