Aminokwasy są budulcem białek, enzymów, hormonów i neuroprzekaźników wytwarzanych przez twoje ciało. Wszystkie aminokwasy mają ogólną strukturę złożoną z czterech grup cząsteczek: centralnego alfa-węgla z atomem wodoru, grupy aminowej, grupy karboksylowej i łańcucha bocznego. Twoje ciało ma 20 różnych rodzajów aminokwasów, które są identyczne, z wyjątkiem ich łańcuchów bocznych, które różnią się swoim powinowactwem do wody, ładunku i składu molekularnego.
Ogólna struktura aminokwasów
Aminokwasy zawierają atom wodoru; dodatnio naładowana grupa aminowa, która zawiera jeden azot i trzy atomy wodoru; i ujemnie naładowana grupa karboksylowa, która zawiera jeden atom węgla i dwa atomy tlenu. Cząsteczki te wraz ze zmienną grupą łańcucha bocznego są połączone z centralnym węglem alfa. Dodatni ładunek grupy aminowej jest przyciągany do ujemnie naładowanej grupy karboksylowej innych aminokwasów. Połączenie kilku z tych aminokwasów tworzy szkielet łańcucha aminokwasowego. Łańcuch ten zwija się i wchodzi w interakcje z łańcuchami bocznymi innych szkieletów aminokwasowych, tworząc trójwymiarowe białko.
Hydrofobowe aminokwasy
Łańcuch boczny zawierający długi ciąg węgli i wodorów odpycha wodę i tworzy wiązania z innymi wodoodpornymi lub hydrofobowymi łańcuchami bocznymi. Ta grupa hydrofobowych aminokwasów tworzy stabilną, fizycznie trwałą strukturę białka, która nie rozpuszcza się w wodzie. Kolagen, białko strukturalne w tkankach, w tym w skórze, ścięgnach i wiązadłach, ma stosunkowo duży udział hydrofobowych aminokwasów. I odwrotnie, białka mające kontakt z wodą, takie jak hemoglobina we krwi, mają stosunkowo wysoki udział aminokwasów hydrofilowych lub przyciągających wodę.
Ładunek aminokwasowy
Łańcuchy boczne niektórych aminokwasów mają ładunek dodatni lub ujemny, co pomaga w tworzeniu silnej interakcji z przeciwnie naładowanymi cząsteczkami. Na przykład miejsce wiązania ATP, ujemnie naładowanej cząsteczki, może zawierać wiele dodatnio naładowanych aminokwasów, aby ułatwić mocne wiązanie z białkiem. Ładunek elektryczny tych aminokwasów sprawia również, że są one rozpuszczalne w wodzie, co może być niezbędne do prawidłowego funkcjonowania. Na przykład osoby z anemią sierpowatą mają mutację, w której jeden z ich łańcuchów białek hemoglobiny ma nienaładowany aminokwas zamiast ujemnie naładowanego aminokwasu. To zniekształca kształt białka, a czerwone krwinki nie mogą wiązać i transportować tlenu.
Aminokwasy z siarką
Cysteina i metionina to dwa aminokwasy, które mają siarkę w łańcuchach bocznych. Cząsteczka siarki cysteiny może wiązać się z cząsteczką siarki innej cysteiny, tworząc silne wiązanie, które jest hydrofobowe i pomaga utrzymać strukturalną integralność białka. Keratyna, główne białko strukturalne we włosach i paznokciach, zawiera wiele aminokwasów cysteinowych. Chociaż cząsteczka siarki w metioninie nie jest w stanie wiązać się z innymi siarkami, pomaga w przenoszeniu cząsteczek w procesach metabolicznych, w tym w rozkładzie białka i metabolizmie węglowodanów.
