aminokwasy

Aminokwasy są jednostkami monomerycznymi białek

Aminokwasy są klasą różnorodnych cząsteczek, ale mają następującą wspólną cechę: wszystkie zawierają grupę karboksylową oraz grupę aminową^ obie połączone z tym samym atomem węgla, nazywanym węglem a (alfa). Chemiczna różnorodność wynika z łańcuchów bocznych, również połączonych z węglem a. Aminokwasy odgrywają bardzo istotną rolę, gdyż-W każdej komórce służą do wytwarzania białek, które są długimi łańcuchowymi polimerami aminokwasów pofałdowanymi w strukturę przestrzenną, unikatową dla każdego typu białka.

Wiązanie kowalencyjne między dwoma aminokwasami, które sąsiadują w łańcuchu białka, jest nazywane wiązaniem peptydo\\ym;_kmcuch zbudowany z aminokwasów nazywa się polipeptyclem. Wiązania peptydowe łączące kolejne aminokwasy powstają w wyniku reakcji kondensacji. Niezależnie od tego, z jakicją aminokwasów jest zbudowany, każdy polipeptyd ma na jednym końcu grupę aminowa (-—NIN) (ten koniec łańcucha nazywamy końcem aminowym, lub końcem N), a na drugim grupę karboksylową (—COOH) (ten koniec nazywamy końcem karboksylowym lub końcem Cf.AIadaie to polipeptydom zdefiniowaną^ kierunkowość lub inaczej polarność strukturalna (nie mylić z polarnością elektryczną).

Powszechnie w białkach występuję dwadzieścia różnych rodzaj ówmmmokwasó w, z których każdy zawiera odmienny łańcuch boczny związany z węglem a. We wszystkich białkach, niezależnie od ich źródła (bakterie, rośliny lub zwierzęta) stale występuje tych samych 20 aminokwasów. Nie wiadomo, jak doszło w toku ewolucji do wyboru zestawu tych 20 aminokwasów. Stanowi to frapującą zagadkę życia, gdyż nie ma żadnych oczywistych powodów chemicznych, dla których inne aminokwasy nie mogłyby funkcjonować równie dobrze. Gdy jednak wybór raz został dokonany, nie mógł ulec zmianie; zbyt wiele od tego zależało. Zamiana aminokwasów używanych przez komórki wymagałaby całkowitego przebudowania przez każdy żywy organizm metabolizmu oraz kodu genetycznego, aby poradzić sobie z nowymi cząsteczkami budulcowymi.

Aminokwasy, podobnie jak cukry, istnieją (z wyjątkiem glicyny) jakoizomery optyczne w formie D lub L, ale w białkach znajdują się zawsze izomery L, chociaż D-aminokwasy wchodzą w skład ścian komórek bakteryjnych i niektórych antybiotyków. Wykorzystanie doprodukcji białek wyłącznie L-aminokwasów jest kolejną zagadką ewolucji.

Chemiczna wszechstronność, zapewniana przez 20 standardowych aminokwasów, jest niezwykle ważna dla funkcji białek. Pięć spośród dwudziestu aminokwasów zawiera boczne łańcuchy zdolne do tworzenia w roztworze jonów, dzięki czemu łańcuchy te mogą być obdarzone ładunkiem, np. boczne łańcuchy kwasu glutaminowego (Glu) lub lizyny (Lys). Boczne łańcuchy innych aminokwasów nie mają ładunku; niektóre z nich są polarne i hydrofitowe, inne sąniepolarne i hydrofobowe. Suma właściwości wszystkich bocznych łańcuchów aminokwasów jest podstawą różnorodności i bardzo wyrafinowanych funkcji białek.