ამინომჟავები: ფუნქცია, სტრუქტურა, ტიპები

Ამინომჟავების ოთხი მთავარიდან ერთ-ერთია ცხოვრების მაკრომოლეკულები, სხვები არიან ნახშირწყლები, ლიპიდები და ნუკლეინის მჟავა. ისინი ძირითადად ემსახურებიან მონომერულ ერთეულებს ცილები. ბუნებრივად წარმოქმნილი 20 ამინომჟავა გვხვდება ყველა ცოცხალ არსებაში, ბაქტერიებიდან დაწყებული, ადამიანებით დამთავრებული.

მას შემდეგ, რაც ამინომჟავები ქმნის ცილებს და ცილებს თქვენი სხეულის მასის უმეტესი ნაწილი, ეს მჟავები ფაქტიურად წარმოადგენენ მასალებს, საიდანაც მზადდება ხალხი (და სხვა ცხოველები).

ერთ ან რამდენიმე ამინომჟავაში დეფიციტმა შეიძლება გამოიწვიოს არასრული ან ცუდად აგებული ქსოვილები და ასევე ითვლება, რომ ისინი თამაშობენ როლს ზოგიერთი კიბოს გენეზისში.

ადამიანის სხეულს შეუძლია ამ მჟავების 10 სინთეზირება, მაგრამ დანარჩენი 10 უნდა იყოს მიღებული დიეტური წყაროებიდან და ამიტომ ე.წ. აუცილებელი ამინომჟავები. ეს ზოგჯერ შემოთავაზებულია, როგორც აუცილებელი ამინომჟავის დამატებები.

ამინომჟავებს, რომელთა წარმოებაც სხეულს შეუძლია, ეწოდება არარსებითი ამინომჟავები, გარკვეულწილად შეცდომაში შემყვანი ტერმინი, ვინაიდან სხეული მათ სინამდვილეში მოითხოვს.

თითოეულ ამინომჟავას აქვს როგორც კაპიტალის ერთი ასოიანი, ასევე სამსიტყვიანი (მაგალითად, ტიროზინი გადის როგორც "tyr" და "Y"). ზოგჯერ, ამინომჟავები მოდიფიცირდება მას შემდეგ, რაც ისინი უკვე შევიდნენ ცილები (მაგალითად, პროლინის ჰიდროქსილირება).

ამინომჟავები პოპულარული გახდა დიეტურ დანამატებში, საერთო ჯანმრთელობით დაინტერესებულ ადამიანებში მათ, ვისაც კუნთების მასის აშენება სურს, წონის ვარჯიშისა და კვების საშუალებების კომბინაციით ჩარევები.

• პირველი ამინომჟავის იდენტიფიკაცია იყო ასპარაგინი, იზოლირებული ასპარუსის წვენიდან 1806 წელს.

ყველა ამინომჟავის უნივერსალური სტრუქტურა არის ნახშირბადის ცენტრალური ატომი, რომელსაც აქვს a კარბოქსილი ჯგუფი, ან ამინო ჯგუფი, ა წყალბადის ატომი და "R" გვერდითი ჯაჭვი რომ იცვლება ამინომჟავასთან მასთან დაკავშირებული ამინომჟავისგან.

კარბოქსილის ჯგუფი შედგება ნახშირბადის ატომისგან, რომელიც ორმაგად არის შეკრული ჟანგბადის ატომთან და ასევე დაკავშირებულია ჰიდროქსილის (-OH) ჯგუფთან. ეს შეიძლება იყოს წარმოდგენილი - CO (OH) და სწორედ ამან იძენს ამ ნაერთებს დანიშნულებას "მჟავა", რადგან ჰიდროქსილის კომპონენტში წყალბადის ატომი ადვილად იჩუქება და ტოვებს -CO (O-) ჯგუფი.

ბუნებაში ნაპოვნი 20 ამინომჟავა ეწოდება ალფა-ამინომჟავები რადგან ამინო (-NH2) ჯგუფი ერთვის კარბოქსილის მჟავას ალფა ნახშირბადს, რომელიც არის ნახშირბადი -CO (OH) ჯგუფის გვერდით. ეს ნახშირბადი ასევე არის ზემოთ აღწერილი "ცენტრალური" ნახშირბადი.

ამინომჟავები განსხვავდება მასით 75 გრამიდან მოლზე (გლიცინი) 204 გრამამდე მოლზე (ტრიპტოფანი) და საშუალოდ მცირეა ვიდრე შაქრის გლუკოზაზე (180 გრამი მოლზე).

თუ ყველა ამინომჟავა ბუნებაში თანაბარი სიხშირით დაფიქსირდება, თითოეული მათგანი დაახლოებით 5-ს შეადგენს ამინომჟავების პროცენტი ცილის სტრუქტურებში (100 პროცენტი იყოფა 20 ამინომჟავებზე = 5 პროცენტი თითო ამინომჟავის).

სინამდვილეში, ამ სიხშირის შემთხვევები იცვლება ოდნავ მეტი 1,2 პროცენტიდან (ტრიპტოფანი და ცისტეინი) 10 პროცენტამდე (ლეიცინი).

"R" გვერდითი ჯაჭვები, ან უბრალოდ R- ჯაჭვები, იყოფა სხვადასხვა ქვეკატეგორიებში, რომლებიც აღწერს და განსაზღვრავს მთლიანად ამინომჟავის ბიოქიმიურ ქცევას. ერთი საერთო სქემა ამინომჟავების კატეგორიზაციას ახდენს, როგორც ჰიდროფობიური, ჰიდროფილური (ან პოლარული), დამუხტული ან ამფიპათიური.

ჰიდროფობიური ბერძნულიდან მოდის "წყლის შიშით" და ამ რვა ამინომჟავების ეტიკეტირებაა, რადგან მათი გვერდითი ჯაჭვები არაპოლარული, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ არ აქვთ არც ქსელის ელექტროსტატიკური მუხტი და არც ასიმეტრიულად განაწილებული მუხტი. ამ ქონების შედეგად, ჰიდროფობიური ამინომჟავები, როგორც წესი, გვხვდება ცილების ინტერიერში, წყლისგან ”უსაფრთხო”.

ანალოგიურად, ეს მჟავები ჰიდროფილური თანატოლები იკრიბებიან ცილების გარე ზედაპირებზე. დამუხტული და ამფიპათიური იმავდროულად, მოლეკულები აჩვენებენ საკუთარ ხიბლებს და თავისებურებებს.

ქვემოთ მოცემულია ინდივიდუალური ამინომჟავების ჩამონათვალი, მათი ზოგიერთი განმასხვავებელი მახასიათებლის ერთად. ისინი წარმოდგენილია მათი ერთნიშნა ასოების მიხედვით, მითითების მარტივად, მაგრამ თუ თქვენ შეეცდებით დაიმახსოვროთ ის ამინომჟავების სახელები, უნდა გამოიყენოთ ჯგუფური სქემა ან სხვა ხრიკი, რაც ამ ამოცანას მაქსიმალურად აადვილებს.

ეს რვა ამინომჟავა ზოგადად გაერთიანებულია და ზოგჯერ ჰიდროფობიის ნაცვლად "არაპოლარულ" უწოდებენ, თუმცა ისინი არსებითად იგივე მნიშვნელობას ნიშნავს. ისინი მონაწილეობენ ცილების ინტერიერში ვან დერ ვაალის ურთიერთქმედება, რომლებიც ჰგავს კოვალენტურს ან იონური ობლიგაციები მაგრამ ბევრად უფრო სუსტი და უფრო გარდამავალი.

• ალანინი (ალა ან ა): მეორე მსუბუქი და ასევე მეორე ყველაზე მეტად ამინომჟავა.
• გლიცინი (gly ან G): სინამდვილეში მას არ აქვს სრული გვერდითი ჯაჭვი (გლიცინის გვერდითი ჯაჭვი არის ერთი წყალბადის) და, შესაბამისად, მოთავსებულია სხვა არაპოლარული ნაერთები სტანდარტულად, მაგრამ ის ხშირად გვხვდება ცილების ზედაპირთან და შეიძლება ამისათვის წარწერით "ჰიდროფილური" იყოს მიზეზი
• ფენილალანინი (phe ან F): ტიროზინისა და ტრიპტოფანის მსგავსად, ეს არის არომატული ამინომჟავა, რომელსაც საერთო არაფერი აქვს მის სუნთან (ამინომჟავები უსუნოა) და ამის ნაცვლად მიუთითებს ფენილის ჯგუფის (ექვს ნახშირბადის ბეჭედი, რომელიც შეიცავს სამ ორმაგ ბმას) არსებობას.
• იზოლაცინი (ile ან I): ან იზომერი ლეიცინის ერთი მეთილის (-CH3) ჯგუფი, რომელიც ერთვის სხვადასხვა ნახშირბადს R- ჯაჭვზე. (იზომერებს აქვთ ატომების იგივე რაოდენობა და ტიპი, მაგრამ განსხვავებულია სივრცული მოწყობა.)
• ლეიცინი (ლეუ ან L): როგორც მისი იზომერი, ლეიცინი არის a განშტოებული ჯაჭვის ამინომჟავა (BCAA), მითითება R- ჯაჭვის მშენებლობაზე. იმის გამო, რომ ცხოველთა უმეტესობას არ შეუძლია BCAA– ს სინთეზირება, ეს არის ორი ამინომჟავის აუცილებელი ნაწილი.
• მეთიონინი (შეხვდება ან M): ორიდან გოგირდის შემცველი ამინომჟავები, მეორე ცისტეინია. ზოგჯერ კლასიფიცირდება როგორც ამფიპათიური ან თუნდაც პოლარული, რაც დამოკიდებულია მის შემოგარენზე.
• პროლინი (პრო ან პ): პროლინის ამინოჯგუფი არსებობს ხუთ ატომურ რგოლში, ნაცვლად ტერმინალური –NH2 ჯგუფისა.
• ვალინი (ვალ ან V): კიდევ ერთი BCAA; ლეიცინის მოლეკულის ექვივალენტურია ხერხემლის მეთილის ჯგუფის ამოკვეთით.

ტრიპტოფანი ზოგჯერ შედის ამ ჯგუფში, მაგრამ სინამდვილეში იგი ამფიპათიურია.

ამ ამინომჟავებს ხშირად უწოდებენ "პოლარულს, მაგრამ დატვირთვას". ისინი წიწაკობენ ცილების გარე ზედაპირებს და არ იბრუნებენ წყლის თანდასწრებით.

• ცისტეინი (ცის ან C): შეიცავს გოგირდის ატომს; ბუნებაში ამინომჟავების მხოლოდ 1,2 პროცენტს შეადგენს.
• ჰისტიდინი (მისი ან H): ჰისტიდინი შეიცავს არა ერთ, არამედ ორ -NH2 ჯგუფს, რაც მას ძალზე მრავალმხრივ ამინომჟავას ქმნის იმის გამო, რომ შეუძლია მიიღოს ან გადმოტვირთოს პროტონები (ანუ წყალბადის ატომები) მრავალ ადგილას. ზოგიერთ წყაროში ჰისტიდინი ჩამოთვლილია ძირითადად ამფიპატურად.
• ასპარაგინი (asn ან N): ქიმიურად, ეს არის ასპარტის მჟავა ამინო ჯგუფით, რომელიც ცვლის კარბოქსილის ჯგუფის მჟავე წყალბადს.
• გლუტამინი (gln ან Q): გლუტამინის მჟავის იდენტურია ამინო ჯგუფით, რომელიც ცვლის კარბოქსილის ჯგუფის მჟავე წყალბადს.
• სერინი (ser ან S): სერინის ჰიდროფილური თვისებები განპირობებულია იმით, რომ იგი შეიცავს ჰიდროქსილის ჯგუფს.
• ტრეონინი (thr ან T): სტრუქტურაში მსგავსია შაქარი, სახელწოდებით თრეოზა, და ეწოდა მას.

ეს ნაერთები ჰიდროფილური (პოლარული) ამინომჟავების მსგავსად იქცევიან იმით, რომ ისინი ადვილად ურთიერთქმედებენ წყალთან, მაგრამ მათ აქვთ სუფთა მუხტი +1 ან -1. ეს მათ მჟავებად (პროტონის დონორებად) ან ბაზებად (პროტონის მიმღებებად) აქცევს pH, ან ადამიანის სხეულის მჟავიანობა.

• ასპარტინის მჟავა (ასპ ან დ): დეპროტონიზირებულია ფიზიოლოგიურ (სხეულის) pH– ზე და უარყოფით მუხტს ანიჭებს მოლეკულას. ასპარტატსაც უწოდებენ.
• გლუტამინის მჟავა (გლუ ან E): დეპროტონირებულია ფიზიოლოგიურ pH– ზე. ასევე უწოდებენ გლუტამატს.
• ლიზინი (lys ან K): ფუძე და პროტონირებულია ფიზიოლოგიურ pH– ზე.
• არგინინი (არგმინი ან რ): აგრეთვე ფუძე და პროტონიზირებულია ფიზიოლოგიურ pH- ზე.

"ამფიპათიური" ითარგმნება დაახლოებით "ბერძნულად" და ეს ამინომჟავები შეიძლება ფუნქციონირებდეს როგორც არაპოლარული (ჰიდროფობიური), ასევე პოლარული (ჰიდროფილური) როგორც თითქმის მსგავსი რბილი ფეხბურთელის მოთამაშე, რომელიც არ არის სუპერვარსკვლავი ქვევრი ან ცომი, მაგრამ შეუძლია ფუნქციონირებად შეძლოს ორივე როლი სპორტში, რომელშიც მოთამაშეთა უმეტესობა ძალზე მაღალია სპეციალიზირებული.

მათ არ აქვთ წმინდა მუხტი, არამედ ელექტრული მუხტის განაწილება ამ R- ჯაჭვების გასწვრივ ამინომჟავების აშკარად ასიმეტრიულია.

• ტიროზინი (tyr ან T): მის ჰიდროქსილის ჯგუფს შეუძლია დაურთოს და მიიღოს წყალბადის კავშირი, ამიტომ ტიროზინი ზოგჯერ "მოქმედებს" ჰიდროფილურად.
• ტრიპტოფანი (ცდა ან W): ყველაზე დიდი ამინომჟავა; ნეიროტრანსმიტერის წინამორბედი სეროტონინი (5-ჰიდროქსიტრიპტამინი).