الأحماض الأمينية: الوظيفة ، التركيب ، الأنواع

أحماض أمينية هي واحدة من أربعة جزيئات الحياة، يجري الآخرون الكربوهيدرات, الدهون و احماض نووية. أنها تعمل في المقام الأول كوحدات أحادية من البروتينات. تم العثور على الأحماض الأمينية العشرون التي تحدث بشكل طبيعي في جميع الكائنات الحية ، من البكتيريا إلى البشر.

نظرًا لأن الأحماض الأمينية تصنع البروتينات والبروتينات التي تمثل معظم كتلة جسمك ، فإن هذه الأحماض هي حرفياً المادة التي يصنع منها الناس (والحيوانات الأخرى).

يمكن أن يؤدي العجز في واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية إلى أنسجة غير مكتملة أو سيئة البناء ويعتقد أيضًا أنها تلعب دورًا في نشأة بعض أنواع السرطان.

جسم الإنسان قادر على تخليق 10 من هذه الأحماض ، ولكن يجب الحصول على العشرة الأحماض الأخرى من مصادر غذائية ومن ثم يطلق عليها الأحماض الأمينية الأساسية. يتم تقديمها أحيانًا كمكملات أساسية للأحماض الأمينية.

تسمى الأحماض الأمينية التي يمكن للجسم تصنيعها أحماض أمينية غير أساسية مصطلح مضلل إلى حد ما لأن الجسم في الواقع يطلبها.

يحتوي كل حمض أميني على اختصار مكون من حرف واحد كبير واختصار مكون من ثلاثة أحرف (على سبيل المثال ،

أصبحت الأحماض الأمينية شائعة في المكملات الغذائية بين الأشخاص المهتمين بالصحة العامة و أولئك الذين يأملون في بناء كتلة عضلية من خلال مزيج من تدريب الوزن والتغذية التدخلات.

• أول حمض أميني تم التعرف عليه هو الأسباراجين المعزول من عصير الهليون في عام 1806.

الهيكل العام لجميع الأحماض الأمينية هو ذرة كربون مركزية لها أ الكربوكسيل المجموعة ، و مجموعة امينو، أ ذرة الهيدروجين و سلسلة جانبية "R" التي تختلف من الأحماض الأمينية إلى الأحماض الأمينية المرتبطة بها.

ال مجموعة الكربوكسيل يتكون من ذرة كربون مزدوجة الرابطة بذرة أكسجين وأيضًا مرتبطة بمجموعة هيدروكسيل (-OH). يمكن تمثيله كـ -CO (OH) وهذا هو ما يكسب هذه المركبات تسمية "حمض" ، حيث يتم التبرع بسهولة بذرة الهيدروجين في مكون الهيدروكسيل ، تاركًا وراءه -CO (O-) مجموعة.

تسمى الأحماض الأمينية العشرين الموجودة في الطبيعة أحماض ألفا أمينية لأن المجموعة الأمينية (-NH2) مرتبطة بكربون ألفا من حمض الكربوكسيل ، وهو الكربون الموجود بجانب مجموعة -CO (OH). هذا الكربون هو أيضًا الكربون "المركزي" الموصوف أعلاه.

تختلف الأحماض الأمينية في الكتلة من 75 جرامًا لكل مول (جلايسين) إلى 204 جرام لكل مول (التربتوفان) ، وفي المتوسط ​​تكون أصغر من سكر الجلوكوز (180 جرامًا لكل مول).

إذا تمت ملاحظة كل حمض أميني بتواتر متساوٍ في الطبيعة ، فسيكون كل واحد منها حوالي 5 في المائة من الأحماض الأمينية في هياكل البروتين (100 في المائة مقسومة على 20 حمض أميني = 5 في المائة لكل حمض أميني).

في الواقع ، تختلف تكرارات الحدوث هذه من أكثر من 1.2 بالمائة بقليل (التربتوفان والسيستين) إلى أقل بقليل من 10 بالمائة (ليسين).

ال سلاسل جانبية "R"، أو ببساطة سلاسل R ، تقع في فئات فرعية مختلفة تصف وتحدد السلوك الكيميائي الحيوي للحمض الأميني ككل. مخطط واحد مشترك يصنف الأحماض الأمينية على أنها نافرة من الماء, محبة للماء (أو قطبي), متهم أو برمائي.

نافرة من الماء تأتي من اليونانية "تخشى الماء" ، وقد تم تصنيف هذه الأحماض الأمينية الثمانية لأن سلاسلها الجانبية الغير قطبي، مما يعني أنها لا تحمل أي شحنة إلكتروستاتيكية صافية أو شحنة غير متماثلة الموزعة. نتيجة لهذه الخاصية ، نافرة من الماء عادة ما توجد الأحماض الأمينية في الجزء الداخلي من البروتينات ، "آمنة" من الماء.

وبالمثل ، فإن هذه الأحماض محبة للماء يميل الأقران إلى التجمع على الأسطح الخارجية للبروتينات. متهم و برمائي في غضون ذلك ، تُظهر الجزيئات سحرها وخصائصها.

فيما يلي قائمة بالأحماض الأمينية الفردية مع بعض سماتها المميزة. يتم تقديمها بترتيب الاختصارات المكونة من حرف واحد لسهولة الرجوع إليها ، ولكن إذا اخترت محاولة حفظ أسماء الأحماض الأمينية ، يجب عليك استخدام أي مخطط تجميع أو خداع آخر يجعل هذه المهمة سهلة قدر الإمكان.

يتم تجميع هذه الأحماض الأمينية الثمانية معًا بشكل عام وتسمى أحيانًا "غير قطبية" بدلاً من كارهة للماء على الرغم من أنها تعني في الأساس نفس الشيء. يشاركون في الجزء الداخلي من البروتينات في تفاعلات فان دير فال، والتي تشبه التساهمية أو الرابطة الأيونية ولكن أضعف بكثير وأكثر عابرة.

• ألانين (علاء أو أ): ثاني أخف وزنًا وثاني أكثر الأحماض الأمينية وفرة.
• جلايسين (gly or G): لا تحتوي فعليًا على سلسلة جانبية كاملة (السلسلة الجانبية للجليسين هي هيدروجين واحد) وبالتالي يتم وضعها مع غيرها المركبات غير القطبية بشكل افتراضي ، ولكن غالبًا ما توجد بالقرب من سطح البروتينات ويمكن وصفها بأنها "محبة للماء" لهذا الغرض السبب.
• فينيل ألانين (PH أو F): مثل التيروزين والتريبتوفان ، هذا هو حمض أميني عطري، والتي لا علاقة لها برائحتها (الأحماض الأمينية عديمة الرائحة) وبدلاً من ذلك تشير إلى وجود مجموعة فينيل (حلقة من ستة كربون تحتوي على ثلاث روابط مزدوجة).
• Isoleucine (إيل أو أنا): ان ايزومير من اللوسين مع مجموعة ميثيل واحدة (-CH3) مرتبطة بكربون مختلف على سلسلة R. (الأيزومرات لها نفس عدد ونوع الذرات ، لكن لها ترتيبات مكانية مختلفة.)
• ليوسين (ليو أو لام): كما هو الحال مع الأيزومير ، فإن الليوسين هو أ متفرعة من الأحماض الأمينية سلسلة (BCAA) ، في إشارة إلى بناء سلسلة R. نظرًا لأن معظم الحيوانات لا يمكنها تصنيع BCAAs ، فهذان نوعان من الأحماض الأمينية الأساسية.
• ميثيونين (ميت أو م): واحد من اثنين من الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، والآخر هو السيستين. تُصنف أحيانًا على أنها أمفيباثيك أو حتى قطبية اعتمادًا على محيطها.
• برولين (مؤيد أو ف): توجد المجموعة الأمينية للبرولين في حلقة من خمس ذرات بدلاً من مجموعة طرفية -NH2.
• فالين (فال أو الخامس): BCAA آخر ؛ مكافئ لجزيء ليسين مع مجموعة ميثيل العمود الفقري مستأصلة.

يتم تضمين التربتوفان في بعض الأحيان في هذه المجموعة ، لكنه في الواقع amphipathic.

غالبًا ما تسمى هذه الأحماض الأمينية "القطبية ، ولكنها غير مشحونة". يتغذون الأسطح الخارجية للبروتينات ولا يرتد في وجود الماء.

• السيستين (cys أو C): يحتوي على ذرة كبريت تمثل 1.2 في المائة فقط من الأحماض الأمينية في الطبيعة.
• الهيستيدين (له أو ح): لا يحتوي الهيستيدين على مجموعة واحدة بل مجموعتين من NH2 ، مما يجعله حمض أميني متعدد الاستخدامات بفضل قدرته على حمل أو تفريغ البروتونات (أي ذرات الهيدروجين) في مواقع متعددة. في بعض المصادر ، يتم سرد الهيستدين في المقام الأول على أنه أمفيباثي.
• اسباراجين (asn or N): كيميائيًا ، هذا حمض الأسبارتيك مع مجموعة أمينية تحل محل الهيدروجين الحمضي لمجموعة الكربوكسيل.
• الجلوتامين (gln أو Q): مطابق لحمض الجلوتامات مع مجموعة أمينية تحل محل الهيدروجين الحمضي لمجموعة الكربوكسيل.
• سيرين (سير أو S): تعود الخصائص المحبة للماء للسيرين إلى حقيقة أنه يحتوي على مجموعة الهيدروكسيل.
• ثريونين (Threonine): يشبه في تركيبته سكر يسمى ثريوز ، وسمي على اسمه.

تتصرف هذه المركبات مثل الأحماض الأمينية المحبة للماء (القطبية) من حيث أنها تتفاعل بسهولة مع الماء ، لكنها تحمل شحنة صافية قدرها +1 أو -1. هذا يجعلهم أحماض (متبرعين بالبروتون) أو قواعد (متقبلات بروتون) في الرقم الهيدروجينيأو حموضة جسم الإنسان.

• حمض الأسبارتيك (أس أو د): ينقص البروتونات عند درجة الحموضة الفسيولوجية (للجسم) ، مما يمنح الجزيء شحنة سالبة. وتسمى أيضًا الأسبارتاتي.
• حمض الجلوتاميك (جلو أو إي): Deprotonated عند درجة الحموضة الفسيولوجية. وتسمى أيضًا الغلوتامات.
• ليسين (ليس أو ك): قاعدة ، وبروتونات في درجة الحموضة الفسيولوجية.
• أرجينين (أرج أو ص): أيضا قاعدة وبروتونات في درجة الحموضة الفسيولوجية.

تترجم كلمة "Amphipathic" تقريبًا إلى "الشعور بالاثنين" في اليونانية ، ويمكن أن تعمل هذه الأحماض الأمينية على أنها غير قطبية (كارهة للماء) وقطبية (محبة للماء) ، مثل لاعب الكرة اللينة الذي ليس راميًا خارقًا أو مضربًا ولكن يمكنه العمل بكفاءة في كلا الدورين في رياضة تكون فيها قدرات معظم اللاعبين عالية متخصص.

لا تحمل شحنة صافية ، ولكن توزيع الشحنة الكهربائية على طول سلاسل R الخاصة بها أحماض أمينية غير متماثل بشكل ملحوظ.

• التيروزين (صور أو تي): يمكن لمجموعة الهيدروكسيل أن تتبرع وتقبل رابطة هيدروجينية ، لذا فإن التيروزين أحيانًا "يعمل" محبة للماء.
• التربتوفان (جرب أو W): أكبر حمض أميني مقدمة للناقل العصبي السيروتونين (5-هيدروكسي تريبتامين).