Aminosäuren sind die Bausteine für die Proteine, Enzyme, Hormone und Neurotransmitter, die Ihr Körper produziert. Alle Aminosäuren teilen eine allgemeine Struktur, die aus vier Gruppen von Molekülen besteht: einem zentralen α-Kohlenstoff mit einem Wasserstoffatom, einer Amingruppe, einer Carboxylgruppe und einer Seitenkette. Ihr Körper hat 20 verschiedene Arten von Aminosäuren, die bis auf ihre Seitenketten identisch sind, die sich in ihrer Affinität für Wasser, Ladung und molekulare Zusammensetzung unterscheiden.
Allgemeine Aminosäurestruktur
Aminosäuren enthalten ein Wasserstoffatom; eine positiv geladene Amingruppe, die ein Stickstoffatom und drei Wasserstoffatome enthält; und eine negativ geladene Carboxylgruppe, die ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome enthält. Diese Moleküle sind zusammen mit der variablen Seitenkettengruppe mit dem zentralen Alpha-Kohlenstoff verknüpft. 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 Aminosäuregruppen, um ein dreidimensionales Protein zu bilden.
Hydrophobe Aminosäuren
Eine Seitenkette, die eine lange Kette von Kohlenstoffen und Wasserstoffen enthält, wird Wasser abweisen und Bindungen mit anderen wasserabweisenden oder hydrophoben Seitenketten bilden. Dieser Cluster von hydrophoben Aminosäuren erzeugt eine stabile, physikalisch dauerhafte Proteinstruktur, die sich nicht in Wasser auflöst. Kollagen, ein Strukturprotein in Geweben einschließlich Ihrer Haut, Sehnen und Bänder, hat einen relativ großen 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.
Aminosäure Ladung
Die Seitenketten einiger Aminosäuren haben eine positive oder negative Ladung, die dazu beiträgt, eine starke Wechselwirkung mit entgegengesetzt geladenen Molekülen zu bilden. Zum Beispiel kann eine Bindungsstelle für ATP, ein negativ geladenes Molekül, viele positiv geladene Aminosäuren enthalten, um dabei zu helfen, eine starke Bindung an das Protein zu ermöglichen. Die elektrische Ladung an diesen Aminosäuren macht sie auch wasserlöslich, was für die richtige Funktion essentiell sein kann. Zum Beispiel haben Individuen mit Sichelzellenanämie 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 Sauerstoff nicht binden und transportieren.
Aminosäuren mit Schwefel
Cystein und Methionin sind die zwei Aminosäuren, die Schwefel in ihren Seitenketten enthalten. Das Schwefelmolekül eines Cysteins kann an das Schwefelmolekül eines anderen Cysteins binden, wodurch eine starke Bindung erzeugt wird, die hydrophob ist und dazu beiträgt, die strukturelle Integrität des Proteins aufrechtzuerhalten. Keratin, das Hauptstrukturprotein in Ihren Haaren und Fingernägeln, enthält viele Cystein-Aminosäuren. Obwohl das Schwefelmolekül in Methionin nicht in der Lage ist, an andere Schwefelverbindungen zu binden, trägt es dazu bei, den Transfer von Molekülen bei Stoffwechselprozessen, einschließlich Proteinabbau und Kohlenhydratmetabolismus, zu erleichtern.
