aminosyrer

Aminosyrene har navn etter de to atomgruppene som de har felles, aminogruppen og syregruppen. I tillegg har de en variabel gruppe, kalt R-gruppen.

• Aminogruppen består av et nitrogenatom (N) og to hydrogenatomer (H).
• Syregruppen, som egentlig er en karboksylsyregruppe, er sammensatt av et karbonatom (C), to oksygenatomer (O) og et hydrogenatom (H).
• R-gruppen er variabel, og kan for eksempel være så enkel som ett enkelt hydrogenatom, som i glysin, eller den kan ha et karbonskjelett med flere funksjonelle grupper tilknyttet.

Når aminosyrer finnes i løsning i et miljø som er verken spesielt surt eller spesielt basisk, men nøytralt, så er atomene gruppert på en måte som ikke tilsvarer sin enkleste form. Forskjellen er at hydrogenatomet fra karboksylgruppen har flyttet seg til aminogruppen, slik at den generelle formelen blir følgende: RCH(NH₃⁺)COO^-, med pluss over NH₃ og minus over siste O for å vise de elektriske ladningene som disse gruppene har fått. Aminosyrer har vanligvis denne formen i cellen.

Frie aminosyremolekyler inneholder både en positivt ladet aminogruppe og en negativt ladet karboksylsyregruppe. En fri aminosyre er med andre ord et dipolart molekyl, eller rettere sagt et dobbeltion (ladede molekyler kalles ioner). Derfor oppfører frie aminosyrer seg som syrer når baser tilsettes, og som baser når syrer tilsettes.

I svært surt miljø er frie aminosyrer positivt ladet, i svært basisk miljø negativt ladet. Ladningen på frie aminosyrer er altså avhengig av surhetsgraden (pH) i løsningen som de er i. Både amino- og syregruppene er i behold, det er bare ladningen som forandrer seg.

Av de 20 aminosyrene som menneskekroppen trenger til å bygge opp proteiner, er det åtte som ubetinget må tilføres gjennom maten. Disse åtte kalles essensielle aminosyrer. De andre tolv (ikke-essensielle) kan organismen lage selv, om nødvendig med essensielle aminosyrer som råstoff.

De åtte essensielle aminosyrene for mennesket (og de fleste pattedyr) er: valin, leucin, fenylalanin, tryptofan, lysin, isoleucin, metionin og treonin.

Det spiller ingen rolle for kroppen hvilke matvarer disse aminosyrene forekommer i. I fordøyelsessystemet blir alle proteiner, både animalske og vegetabilske, til aminosyrer. Disse suges opp av tarmen, føres med blodbanen rundt i kroppen og blir til byggematerialer for kroppens egne proteiner. Alle cellene i kroppen må bygge opp sine egne proteiner.

Aminosyrene kan klassifiseres på en systematisk måte ved at man betrakter restgruppens sammensetning (R) i den generelle strukturformelen RCH(NH₂)COOH eller som ioneformel: RCH(NH₃⁺)COO^-. Dersom R-gruppen består av et enkelt hydrogenatom, har man den enkle aminosyren glysin, som ofte blir forkortet Gly. Dersom R-gruppen er (CH₃)₂CH^-, har man valin (Val) og så videre.

De 20 aminosyrene cellene bruker kan deles inn i grupper. Noen av disse gruppene kalles alifatiske. Andre kalles aromatiske, fordi de har en ringstruktur.

• Alifatiske aminosyrer med én aminogruppe og én karboksyl-gruppe: Til denne kategori hører glysin, alanin, valin, isoleucin, serin og treonin.
• Aminosyrer med to aminogrupper: asparagin og glutamin.
• Aminosyrer med innebygd svovel: cystin, cystein og metionin.
• Alifatiske aminosyrer med to karboksyl-grupper: asparaginsyre og glutaminsyre.
• Alifatiske basiske aminosyrer: lysin, arginin og histidin.
• Aromatiske aminosyrer: fenylalanin og tyrosin.
• Heterosykliske aminosyrer: tryptofan og prolin.

Proteiner dannes gjennom proteinsyntesen. Aminosyrene kobles i lange kjeder, som så foldes i tredimensjonale strukturer som utgjør proteiner.

Rekkefølgen av aminosyrer i kjedene i proteinene bestemmes av arvestoffet (DNA). En rekke andre stoffer (enzymer) er nødvendige for at prosessen skal gå. Energikilden er ATP (adenosintrifosfat).

• Les mer om hvordan gener oversettes til proteiner: proteinsyntese

En noenlunde typisk peptidkjede inneholder 200–500 aminosyrerester. Rekkefølgen og antallet av aminosyrer bestemmer hvilket protein det er. Antallet av variasjonsmuligheter i en peptidkjede som inneholder 200 aminosyrerester, må skrives med mer enn 250 nuller. Bare noen få av disse mulige kombinasjonene tilsvarer proteiner som kan brukes til noe (for eksempel et enzym) i levende celler.

Dersom det er noe galt med aminosyrenes stoffskifte (metabolisme), kan det føre til alvorlige sykdommer. Det som forekommer hyppigst, er manglende eller nedsatt effekt av enzymet som gjør aminosyren fenylalanin om til tyrosin. Et resultat av dette er fenylketon i urinen (fenylketonuri eller Føllings sykdom). Mangelen skyldes en feil i et av kroppens gener.

Aminosyrer er til vanlig meget stabile molekyler på grunn av de to motsatte ladningene i molekylet. Denne stabiliteten gjør at aminosyrer veldig lett dannes når blandinger av enklere molekyler som inneholder karbon, nitrogen, oksygen og hydrogen varmes opp eller tilføres energi på annen måte, for eksempel ved elektriske utladninger.

Dannelse av aminosyrer var et helt nødvendig skritt i utviklingen av liv på Jorden. Dannelsen av aminosyrer fra enkle forbindelser kan gjøres i laboratoriet. Neste trinn i livets utvikling må ha vært sammenkobling av aminosyrer til proteiner. Alle proteiner i levende celler bygges opp ved hjelp av informasjon fra arveanleggene, men vi vet lite eller ingenting om hvordan denne kompliserte sammenhengen mellom arveanlegg og proteinoppbygging kom i stand for flere milliarder år siden.

* Forkortelsene med tre eller én bokstav brukes i beskrivelsen av et polypeptid eller protein, for eksempel Gly-Phe-Tyr.

• proteiner
• proteinsyntese