21.2
Aminokwasy to związki organiczne składające się głównie z węgla, wodoru, tlenu i azotu. Choć istnieją setki aminokwasów, dwadzieścia z nich pełni funkcję podstawowych budulców białek. Te dwadzieścia aminokwasów jest często określanych za pomocą ich skrótów jedno- lub trzyletnich.
Wszystkie aminokwasy posiadają atom węgla nazywany węglem alfa, który w przypadku większości aminokwasów pełni funkcję centrum chiralności. Jest on połączony z grupą aminową, grupą karboksylową, atomem wodoru oraz zmienną grupą R.
Cząsteczka chiralna posiada cztery różne grupy rozmieszczone wokół konkretnego atomu, zwanego centrum chiralnym. Ponieważ glicyna posiada atom wodoru jako grupę R, nie posiada czterech różnych grup, a w konsekwencji nie posiada centrum chiralnego.
Te cztery grupy mogą tworzyć dwie odrębne konfiguracje będące stereoizomerami, nazywane izomerami L i D. Izomery te są obrazami lustrzanymi, które nie są na siebie nakładalne. Aminokwasy wykorzystywane w syntezie białek to zawsze izomery L.
Grupa aminowa w aminokwasie może działać jako zasada i przyjąć proton, co skutkuje ładunkiem dodatnim, podczas gdy grupa karboksylowa może działać jako kwas i oddać proton, co skutkuje ładunkiem ujemnym. Przy fizjologicznym pH aminokwasy zazwyczaj występują jako zwitteriony, posiadając zarówno ładunki dodatnie, jak i ujemne, ale całkowity ładunek neutralny.
Każdy aminokwas posiada unikalną grupę R, która odpowiada za różnorodność jego właściwości, takich jak wielkość, rozpuszczalność i ładunek. Aminokwasy są szeroko klasyfikowane na dwie kategorie na podstawie ich grup R.
Można je klasyfikować jako niepolarne lub polarne, przy czym aminokwasy polarne są dalej dzielone na kwasowe, zasadowe i nieładowane przy neutralnym pH. Grupy R mogą być również opisane jako alifatyczne lub aromatyczne. Kategorie te mogą się zazębiać, ponieważ grupa R może posiadać więcej niż jedną charakterystykę.
Grupy alifatyczne to węglowodory z wiązaniami pojedynczymi, które występują w formie łańcuchów prostych, rozgałęzionych lub cyklicznych. Aminokwasami z alifatycznymi grupami R są: glicyna, najprostszy aminokwas; alanina, walina, leucyna i izoleucyna, które są ekstremalnie hydrofobowe i oddziałują ze sobą, tworząc stabilne struktury rdzenia w białkach; metionina, aminokwas zawierający siarkę; oraz prolina, która posiada pierścień alifatyczny.
Grupy aromatyczne to węglowodory występujące w formie nienasyconych pierścieni z naprzemiennymi wiązaniami pojedynczymi i podwójnymi. Aminokwasami aromatycznymi są fenyloalanina, tyrozyna i tryptofan; wszystkie one są duże i mogą uczestniczyć w oddziaływaniach hydrofobowych.
Kwasowymi aminokwasami są aspartonian i glutaminian. Posiadają one grupy karboksylowe, które oddają proton, stając się naładowanymi ujemnie. Zasadowymi aminokwasami są lizyna, arginina i histydyna. Posiadają one grupy aminowe w swoich łańcuchach bocznych, które przyjmują proton, stając się naładowanymi dodatnio.
Polarnymi nieładowanymi aminokwasami są seryna, treonina, cysteina, asparagina i glutamina. Są one hydrofilowe i zawierają różne polarne grupy funkcyjne: grupy hydroksylowe w serynie i treoninie, grupę sulfhydrylową w cysteinie oraz grupy amidowe w asparaginie i glutaminie.
Aminokwasy to monomery, z których składają się białka. Każdy aminokwas ma tę samą podstawową strukturę, która składa się z centralnego atomu węgla, cz…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.