Aminohapped

Aminohapped on valkude ehitusplokid. Eukarüootidel on 20 standardset aminohapet, millest valmistatakse peaaegu kõik valgud.

Biokeemias on aminohape mis tahes molekul, millel on nii amiini (NH2+R) kui ka karboksüül (C=O) funktsionaalsed rühmad. Biokeemias tähistab see mõiste alfa-aminohappeid üldvalemiga _H2NCHRCOOH, kus R on üks paljudest külgrühmadest (vt joonis).

Teada on umbes 500 aminohapet. Loomade jaoks on aminohapete tähtsaim ülesanne luua valke, mis on väga pikad aminohapete ahelad. Igal valgul on oma aminohapete järjestus ja see järjestus muudab valgud erineva kujuga ja erineva funktsiooniga. Aminohapped on nagu valkude tähestik; kuigi sul on ainult mõned tähed, saad neid ühendades teha palju erinevaid lauseid.

Üheksa standardset aminohapet 20-st on inimese jaoks "hädavajalikud" aminohapped. Inimese organism ei saa neid ehitada (sünteesida) teistest ühenditest ja seega tuleb neid võtta toiduga. Teised võivad olla hädavajalikud teatud vanuses või haigusseisundites. Vajalikud aminohapped võivad ka liigiti erineda. Taimtoidulistel loomadel on vaja saada asendamatuid aminohappeid oma toidust, mis mõnede puhul on peaaegu täielikult rohi. Mäletsejalised, näiteks lehmad, saavad osa aminohappeid mikroobide kaudu kahes esimeses maokambris.

Aminohapped on valgu lõppsaadus.α-aminohappe üldine struktuur, kus vasakul on aminorühm ja paremal karboksüülrühm.

Struktuur

Aminohape on orgaaniline kemikaal. See koosneb α-süsinikuaatomist, mis on kovalentselt seotud nelja rühmaga.

vesinikuaatom
aminorühm (-NH2)
karboksüülrühm (-COOH)
muutuv R-rühm

Igal aminohappel on vähemalt üks aminorühm (-NH2) ja üks karboksüülrühm (-COOH), välja arvatud proliin.

Geeniekspressioon ja biokeemia

Need on proteinogeensed aminohapped, mis on valkude ehitusplokid. Neid toodetakse rakumasinate abil, mis on kodeeritud iga organismi geneetilises koodis.

Aminohape	Lühike	Abbrev.	Koodon(id)	Esinemine inimese valkudes (%)	Essential‡ inimestel
Alaniin	A	Ala	GCU, GCC, GCA, GCG	7.8	Ei
Tsüsteiin	C	Cys	UGU, UGC	1.9	Tingimuslikult
Aspartiinhape	D	Asp	GAU, GAC	5.3	Ei
Glutamiinhape	E	Glu	GAA, GAG	6.3	Tingimuslikult
Fenüülalaniin	F	Phe	UUU, UUC	3.9	Jah
Glütsiin	G	Gly	GGU, GGC, GGA, GGG	7.2	Tingimuslikult
Histidiin	H	Tema	CAU, CAC	2.3	Jah
Isoleutsiin	I	Ile	AUU, AUC, AUA	5.3	Jah
Lüsiin	K	Lys	AAA, AAG	5.9	Jah
Leutsiin	L	Leu	UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG	9.1	Jah
Metioniin	M	Met	AUG	2.3	Jah
Asparagiin	N	Asn	AAU, AAC	4.3	Ei
Pürrolüsiin	O	Pyl	UAG*	0	Ei
Proline	P	Pro	CCU, CCC, CCA, CCG	5.2	Ei
Glutamiin	Q	Gln	CAA, CAG	4.2	Ei
Arginiin	R	Arg	CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG	5.1	Tingimuslikult
Seriin	S	Ser	UCU, UCC, UCA, UCG, UCG, AGU, AGC	6.8	Ei
Treonine	T	Thr	ACU, ACC, ACA, ACG	5.9	Jah
Selenotsüsteiin	U	Sek	UGA**	>0	Ei
Valine	V	Val	GUU, GUC, GUA, GUG	6.6	Jah
Triptofaan	W	Trp	UGG	1.4	Jah
Türosiin	Y	Tyr	UAU, UAC	3.2	Tingimuslikult
Stoppkoodon†	-	Termin	UAA, UAG, UGA††	-	-

* UAG on tavaliselt kollane stoppkoodon, kuid kodeerib pürrolüsiini, kui on olemas PYLIS-element.
** UGA on tavaliselt opaal (või umber) stoppkoodon, kuid SECIS-elemendi olemasolul kodeerib selenotsüsteiini.
† Stoppkoodon ei ole aminohape, kuid on lisatud täielikkuse huvides.
†† UAG ja UGA ei toimi alati stoppkoodonitena (vt eespool).
‡ Essentsiaalne aminohape ei ole inimesel sünteesitav. Seda tuleb saada toiduga. Tingimuslikult asendamatuid aminohappeid ei vajata tavaliselt toiduga, kuid neid tuleb anda populatsioonidele, kes ei tooda neid piisavalt.

Nende α-aminohapetega on edasistes biosünteesiprotsessides esinevad mitteolulised aminohapped struktuuriliselt (siinkohal SMILES-notatsiooni abil) seotud:

OC(=O)C(N)-

├ H .. V Glütsiin
├ C .. P Alaniin
│├ C .. 2-Aminobutaanhape
││├ C .. Norvaline
││││├ -2H .. _ Proliin (dehüdronorvaliin)
││││├ C .. Norleutsiin
││││└ N .. Z Lüsiin
││││ └ C(=O)C1N=CCC1C .. ^ Pürrolüsiin
││││└ NC(=N)N .. a Arginiin
││├ C(=O)N .. ` Glutamiin
││├ C(=O)O .. T Glutamiinhape
││├ O .. Homoseriin
││└ S .. Homotsüsteiin
││ └ C .. \ Metioniin
│├ C(C)C .. [ Leutsiin
│├ C(=O)N .. ] Asparagiin
│├ C(=O)O .. S Aspartiinhape
│├ C1=CNC=N1 .. W Histidiin
│├ c1ccccc1 .. U Fenüülalaniin
│├ c1ccc(O)cc1 .. h Türosiin
│├ C1=CNc2ccccc12 .. f Triptofaan
│├ C1=CNc2ccc(O)cc12 .. Oksitriptaan
│├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 .. Tiroksiin
│├ O .. b Seriin
│├ S .. R tsüsteiin
│└ [SeH] .. d Selenotsüsteiin
├ C(C)C .. e Valiin
├ C(C)O .. c Treoniin
└ C(C)CC .. X Isoleutsiin

Küsimused ja vastused

K: Mis on aminohapped?

V: Aminohapped on molekulid, millel on nii amiin- (NH2+R) kui ka karboksüül- (C=O) funktsionaalsed rühmad, ning need on valkude ehitusplokid.

K: Mitu "tavalist" aminohapet on eukarüootidel olemas?

V: Eukarüootides on 20 "standardset" aminohapet, millest peaaegu kõik valgud koosnevad.

K: Milline on alfa-aminohapete üldine valem?

V: Alfa-aminohapete üldine valem on H2NCHRCOOH, kus R on üks paljudest külgrühmadest.

K: Millest räägib biokeemia, kui ta mainib aminohappeid?

V: Biokeemias viitab termin "aminohape" alfa-aminohapetele, mille üldvalem on H2NCHRCOOH, kus R on üks paljudest külgrühmadest.

K: Kuidas saavad valgud oma struktuuri?

V: Valgud saavad oma struktuuri eri tüüpi aminohapete kombinatsioonist.

K: Millist rolli mängivad amiini- ja karboksüülfunktsionaalsed rühmad aminohappe molekulis?

V: Amino- ja karboksüülfunktsionaalsed rühmad moodustavad aminohappe molekuli; nad annavad lämmastiku aatomi ja süsinikuaatomi, mis võivad moodustada sidemeid teiste molekulidega.