Was sind die vier Gruppen, aus denen Aminosäuren bestehen?
Aminosäuren sind die Bausteine für die Proteine, Enzyme, Hormone und Neurotransmitter, die Ihr Körper produziert. Alle Aminosäuren haben eine allgemeine Struktur, die aus vier Molekülgruppen besteht: einem zentralen alpha-Kohlenstoff mit einem Wasserstoffatom, einer Amingruppe, einer Carboxylgruppe und einer Seitenkette. Ihr Körper verfügt über 20 verschiedene Aminosäuretypen, die bis auf ihre Seitenketten, die sich in ihrer Affinität für Wasser, Ladung und molekulare Zusammensetzung unterscheiden, identisch sind.
Cystein ist eine Aminosäure. (Bild: Martin McCarthy / E + / Getty Images)Allgemeine Aminosäurestruktur
Aminosäuren enthalten ein Wasserstoffatom; eine positiv geladene Amingruppe, die ein Stickstoff- und drei Wasserstoffatome enthält; und eine negativ geladene Carboxylgruppe, die ein Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatome enthält. Diese Moleküle sind zusammen mit der variablen Seitenkettengruppe an den zentralen Alpha-Kohlenstoff gebunden. Die positive Ladung der Amingruppe wird von der negativ geladenen Carboxylgruppe anderer Aminosäuren angezogen. Die Verknüpfung mehrerer dieser Aminosäuren bildet das Rückgrat einer Aminosäurekette. Diese Kette faltet sich und interagiert mit den Seitenketten anderer Aminosäure-Grundgerüste, um ein dreidimensionales Protein zu bilden.
Hydrophobe Aminosäuren
Eine Seitenkette mit einer langen Kette von Kohlenstoffen und Wasserstoffatomen stößt Wasser ab und bildet Bindungen mit anderen wasserabweisenden oder hydrophoben Seitenketten. Diese Ansammlung hydrophober Aminosäuren erzeugt eine stabile, physikalisch dauerhafte Proteinstruktur, die sich nicht in Wasser löst. Kollagen, ein Strukturprotein in Geweben wie Haut, Sehnen und Bändern, hat einen relativ hohen Anteil an hydrophoben Aminosäuren. Umgekehrt haben Proteine, die mit Wasser in Kontakt kommen, wie das Hämoglobin in Ihrem Blut, einen relativ hohen Anteil an hydrophilen oder wasseranziehenden Aminosäuren.
Aminosäureladung
Die Seitenketten einiger Aminosäuren haben eine positive oder negative Ladung, die dazu beiträgt, eine starke Wechselwirkung mit entgegengesetzt geladenen Molekülen zu bilden. Beispielsweise kann eine Bindungsstelle für ATP, ein negativ geladenes Molekül, viele positiv geladene Aminosäuren enthalten, um eine starke Bindung an das Protein zu erleichtern. Die elektrische Ladung dieser Aminosäuren macht sie auch wasserlöslich, was für die korrekte Funktion wesentlich sein kann. Zum Beispiel haben Individuen mit Sichelzellanämie eine Mutation, bei der eine ihrer Hämoglobin-Proteinketten eine ungeladene Aminosäure anstelle einer negativ geladenen Aminosäure aufweist. Dies verzerrt die Form des Proteins und die roten Blutkörperchen können keinen Sauerstoff binden und transportieren.
Aminosäuren mit Schwefel
Cystein und Methionin sind die zwei Aminosäuren, die Schwefel in ihren Seitenketten haben. Das Schwefelmolekül eines Cysteins kann an das Schwefelmolekül eines anderen Cysteins binden, wodurch eine starke Bindung entsteht, die hydrophob ist und die strukturelle Integrität des Proteins aufrechterhält. Keratin, das Hauptstrukturprotein in Ihren Haaren und Fingernägeln, enthält viele Cystein-Aminosäuren. Obwohl das Schwefelmolekül in Methionin nicht an andere Schwefelverbindungen binden kann, erleichtert es die Übertragung von Molekülen bei Stoffwechselprozessen, einschließlich Proteinabbau und Kohlenhydratstoffwechsel.
