アミノ酸の化学
アミノ酸は、生体の化学プロセス（生化学）において非常に重要です。 タンパク質 （ペプチドおよびタンパク質）。 XNUMX個のアミノ酸が遺伝物質（ゲノム）にコードされており、そこから重要な タンパク質 生産されます。 これらのXNUMX個のアミノ酸はタンパク質構成アミノ酸として知られています。
アミノ酸は鎖状につなぎ合わされており、アミノ酸鎖の長さに応じて、ペプチド（最大100アミノ酸）または タンパク質 （100以上のアミノ酸）。 タンパク新生アミノ酸は、それらが持つ反応性側鎖に応じて異なるグループに分けられます。 これはまた、アミノ酸の異なる化学的-物理的特性をもたらします。
たとえば、アミノ酸に長い非極性側鎖がXNUMXつしかない場合、これは、とりわけ、アミノ酸の溶解特性に影響を与えます。 さらに、pH値（水溶液の酸性または塩基性の測定値）は、側鎖が充電されている場合と充電されていない場合で動作が異なるため、側鎖の特性に重要な役割を果たします。 たとえば、極性溶媒では、荷電側鎖はアミノ酸をより溶けやすくし、非荷電側鎖はアミノ酸をより不溶性にします。
タンパク質では、多くの異なる電荷を持つアミノ酸が互いに結合し、特定のセクションをより親水性（水を引き付ける）または疎水性（水をはじく）にします。 このため、折り畳みと活動 酵素 （生化学反応の触媒は、代謝において重要な機能を果たします）はpH値に依存します。 同様に、側鎖の電荷と溶解挙動は、タンパク質が強酸性または強塩基性溶液によって変性する理由を説明しています。
アミノ酸は、環境に応じて異なる電荷（正または負の電荷）を運ぶことができるため、いわゆる双性イオンとしても知られています。 この現象は、アミノ酸のXNUMXつの官能基、つまりアミノ基とカルボキシル基によるものです。 簡単に言えば、酸性溶液に溶解したアミノ酸は正電荷を帯び、アルカリ性溶液に溶解したアミノ酸は負電荷を帯びていることを思い出すことができます。
中性水溶液では、アミノ酸は正電荷と負電荷の形で等しく存在します。 熱、酸、アルカリに触れると、タンパク質やアミノ酸の鎖が破壊され、使用できなくなる可能性があります。 タンパク質構成アミノ酸の極性または非極性アミノ酸への分類も、官能基に基づいています。
しかし、個々のアミノ酸の化学的・物理的特性による分類は、極性だけでなく、特性にも基づいています。 大臼歯 質量、疎水性（撥水性）、酸性または塩基性（酸性、塩基性、または中性アミノ酸）、およびアミノ酸の電気的特性。 タンパク新生アミノ酸に加えて、タンパク質には存在しない多数（400以上）のアミノ酸、いわゆる非タンパク新生アミノ酸もあります。 これらの例は L-チロキシン （甲状腺ホルモン）、GABA（抑制性） 神経伝達物質）、オルニチン（代謝中間体 尿素 サイクル）、および他の多く。
ほとんどの非タンパク新生アミノ酸はタンパク新生アミノ酸に由来します。 20のタンパク質構成アミノ酸のそれぞれは、少なくともXNUMXつの炭素原子（C原子）を持っています。 この炭素原子は、それぞれのアミノ酸の分類に不可欠です。
これは、アミノ基が結合している炭素原子が、それがどのクラスのアミノ酸であるかを決定することを意味します。 ただし、いくつかのアミノ基が表されているアミノ酸もあります。 このような場合、アミノ基がカルボキシ炭素に最も近い炭素原子が、それがどのクラスのアミノ酸であるかを決定します。
一般に、アルファアミノ酸、ベータアミノ酸、ガンマアミノ酸は区別されます。個々のクラス内では、アミノ酸の構造は似ていますが、側鎖の構造が異なります。 酸性または塩基性環境でのアミノ酸の挙動に関与するのは、側鎖の個々の成分です。 自然界には約XNUMX個のアミノ酸がありますが、人間自身はいくつかのアミノ酸を独立して蓄積することしかできません。
体自体が形成できないアミノ酸は必須アミノ酸と呼ばれます。 人間は食物を通してこれらのアミノ酸を摂取しなければなりません。 成人の必須アミノ酸は次のとおりです。アミノ酸システインは本当の意味で必須ではありませんが、それはの源として不可欠です 硫黄 人体のために。
乳児では、ヒスチジンとアルギニンも不可欠です。 アミノ酸は互いに鎖のような組み合わせを形成することができます。 次に、タンパク質分子（タンパク質）について話します。
アミノ酸の組み合わせは、タンパク質がどのように機能し、その主な機能が何であるかを決定します。 アミノ酸の組み合わせは恣意的ではありません。 それはそれぞれの遺伝子で与えられます（コード化されます）。
特定の方法で配置された常にXNUMXつの塩基対は、いわゆるコードワード（=コドン）に対応します。 このコドンは、それぞれのアミノ酸の構築マニュアルを表しています。 –ロイシン
- イソロイシン
- メチオニン
- スレオニン
- バリン
- リジン
- フェニルアラニン
- そしてトリプトファン。
- アルファアミノ酸：このアミノ酸クラスのアミノ基は、2番目の炭素原子にあります。 これらのアミノ酸の別名はXNUMX-アミノカルボン酸（IUPAC名）です。 このクラスの最も重要な代表は、かなり単純な構造を持つアミノ酸グリシンです。
人体にとって重要なすべてのアミノ酸は、その構造によってアルファアミノ酸として分類されます。 この場合、いわゆるタンパク質構成アミノ酸について話します。 それらは、すべてのタンパク質が構築される構成要素です。
- ベータアミノ酸：ベータアミノ酸のクラスは、それらのアミノ基が3番目の炭素原子に位置しているという事実によって特徴付けられます。 IUPACの用語「XNUMX-アミノカルボン酸」もこのクラスの同義語として使用されます。 –ガンマアミノ酸：ガンマグループのすべてのアミノ酸のアミノグループは、XNUMX番目の炭素原子に結合しています。
したがって、このクラスのアミノ酸の構造は、タンパク質構成アミノ酸の構造とは大きく異なります。 このグループのIUPAC指定は4-アミノカルボン酸です。 ガンマアミノ酸はタンパク質の合成のために人体で使用されていませんが、このクラスのいくつかの代表は人間で見つけることができます。 このグループの最も単純な代表であるガンマアミノ酪酸（略してGABA）は抑制性として機能します 神経伝達物質 （メッセンジャー） 神経系.
