Aminosäuren sind die Bausteine für die Proteine, Enzyme, Hormone und Neurotransmitter, die Ihr Körper herstellt. Alle Aminosäuren haben eine allgemeine Struktur, die aus vier Gruppen von Molekülen besteht: einem zentralen Alpha-Kohlenstoff mit einem Wasserstoffatom, einer Amingruppe, einer Carboxylgruppe und einer Seitenkette. Ihr Körper hat 20 verschiedene Arten von Aminosäuren, die bis auf ihre Seitenketten, die sich in ihrer Affinität zu Wasser, Ladung und molekularer Zusammensetzung unterscheiden, identisch sind.
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, die eine lange Reihe von Kohlenstoffen und Wasserstoff enthält, stößt Wasser ab und bildet Bindungen mit anderen wasserabweisenden oder hydrophoben Seitenketten. Dieser Cluster hydrophober Aminosäuren erzeugt eine stabile, physikalisch dauerhafte Proteinstruktur, die sich nicht in Wasser löst. Kollagen, ein Strukturprotein in Geweben wie Haut, Sehnen und Bändern, enthält 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.
Aminosäureladung
Die Seitenketten einiger Aminosäuren sind positiv oder negativ geladen, wodurch eine starke Wechselwirkung mit entgegengesetzt geladenen Molekülen entsteht. Beispielsweise kann eine Bindungsstelle für ATP, ein negativ geladenes Molekül, viele positiv geladene Aminosäuren enthalten, um eine starke Bindung an das Protein zu ermöglichen. Die elektrische Ladung dieser Aminosäuren macht sie auch wasserlöslich, was für eine ordnungsgemäße Funktion wesentlich sein kann. Zum Beispiel haben Personen 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 keinen Sauerstoff binden und transportieren.
Aminosäuren mit Schwefel
Cystein und Methionin sind die beiden Aminosäuren, deren Seitenketten Schwefel enthalten. Das Schwefelmolekül eines Cysteins kann an das Schwefelmolekül eines anderen Cysteins binden, wodurch eine starke Bindung entsteht, die hydrophob ist und zur Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität des Proteins beiträgt. Keratin, das Hauptstrukturprotein in Ihren Haaren und Fingernägeln, enthält viele Cysteinaminosäuren. Obwohl das Schwefelmolekül in Methionin nicht in der Lage ist, an andere Schwefel zu binden, erleichtert es den Transfer von Molekülen in Stoffwechselprozessen, einschließlich Proteinabbau und Kohlenhydratstoffwechsel.
