Amino Asitler — Yapı, Türler ve Esansiyel vs Esansiyel Olmayan

Amino asitler, hem amino grubu hem de karboksil grubu içeren organik moleküllerdir. Biyoloji ve biyokimyada, standart $\alpha$-amino asitler proteinleri oluşturmak için birbirine bağlanan küçük moleküllerdir. Bunları hızlıca anlamanın yolu şudur: hepsi ortak bir omurgayı paylaşır ve davranışlarını değiştiren kısım yan zincir $R$'dir.

Amino Asit Yapısına Kısa Bir Bakış

Standart bir $\alpha$-amino asitte, bir merkezi karbon dört şeye bağlıdır: bir amino grubu, bir karboksil grubu, bir hidrojen atomu ve değişken bir yan zincir $R$. Yaygın bir basitleştirilmiş yapı şöyledir:

$$\mathrm{H_2N{-}CH(R){-}COOH}$$

Amino asit suda ve nötr pH'a yakın bir ortamdaysa, nötr görünen bu formül çoğu zaman en iyi gösterim değildir. Birçok amino asit esas olarak zwitteriyon halinde bulunur; yani aynı molekül hem pozitif hem de negatif yük taşır. Yaygın bir form şöyledir:

$$\mathrm{H_3N^+{-}CH(R){-}COO^-}$$

Bu pH koşulu önemlidir. Bir amino asidin yüküyle ilgili bir ifade, ancak hangi ortamdan söz ettiğinizi de belirtirseniz doğru olur.

Yan Zincirler Farklı Amino Asit Türlerini Nasıl Oluşturur?

Yan zincir $R$, bir amino asidi diğerinden ayıran kısımdır. Glisinde bir hidrojen atomu kadar küçük olabilir ya da triptofan gibi amino asitlerde çok daha büyük olabilir. Bu yan zincir birkaç önemli özelliği etkiler:

• amino asidin çoğunlukla apolar mı yoksa polar mı olduğunu
• belirli bir pH koşulunda yük taşıyıp taşıyamayacağını
• bir proteinin suya açık ya da sudan kaçınan bölgelerinde bulunma eğilimini
• bir proteinin katlanmasına veya diğer moleküllerle etkileşmesine nasıl katkı sağladığını

Giriş düzeyi kimya ve biyokimyada amino asitler genellikle yan zincir davranışına göre gruplandırılır:

Apolar

Bu yan zincirler çoğunlukla hidrokarbon benzeridir ve suyla zayıf etkileşir. Genellikle katlanmış proteinlerin iç kısmında bulunurlar.

Polar Yüksüz

Bu yan zincirler suyla elverişli etkileşimler kurabilir, ancak nötre yakın standart giriş modeli içinde genellikle tam yük taşıyor olarak yazılmazlar.

Asidik

Bu amino asitlerin yan zincirleri çoğu biyolojik koşulda proton verebilir ve negatif yük taşıyabilir.

Bazik

Bunların yan zincirleri çoğu biyolojik koşulda proton alabilir ve pozitif yük taşıyabilir.

Bu sınıflandırma kullanışlıdır, ancak yine de bir modeldir. Yük, pH'tan bağımsız kalıcı bir etiket değildir.

Esansiyel ve Esansiyel Olmayan Ayrımı Yapıyla Değil, Beslenmeyle İlgilidir

Bu, yapısal değil beslenmeye dayalı bir sınıflandırmadır.

Esansiyel amino asit, insan vücudunun normal koşullarda yeterli miktarda üretemediği ve bu yüzden besinlerle alınması gereken amino asittir. Esansiyel olmayan amino asit ise vücudun genellikle kendi başına yeterli miktarda sentezleyebildiği amino asittir.

Bu, esansiyel olmayan amino asitlerin önemsiz olduğu anlamına gelmez. Yalnızca, genellikle besinlerden alınmalarının aynı şekilde zorunlu olmadığı anlamına gelir.

Bu ayrıca listenin her bağlamda aynı olduğu anlamına da gelmez. Yaş, sağlık durumu ve fizyoloji önemli olabilir. Örneğin bazı amino asitler, hızlı büyüme veya hastalık gibi belirli durumlarda koşullu olarak esansiyel kabul edilir.

Çözümlü Örnek: Alaninin Sınıflandırılması

Yan zinciri bir metil grubu olan alanini ele alalım: $R = \mathrm{CH_3}$. Amacınız tanımadığınız bir amino asidi hızlıca anlamaksa, bu iyi bir örnektir.

Önce ortak omurgayı belirleyin:

• amino grubu
• karboksil grubu
• merkezi karbon
• yan zincir $\mathrm{CH_3}$

Sonra yan zinciri yorumlayın. $\mathrm{CH_3}$ küçük bir hidrokarbon grubu olduğu için alanin, giriş düzeyi sınıflandırmada genellikle apolar kabul edilir. Bu size hemen yararlı bir bilgi verir: güçlü polar veya yüklü amino asitlerle karşılaştırıldığında, alaninin suyla doğrudan etkileşimi tercih etme olasılığı daha düşüktür.

Ardından kimyasal etiketi beslenme etiketinden ayrı tutun:

• Kimyasal tür: alanin genellikle apolar olarak gruplandırılır.
• Beslenme türü: alanin insanlar için esansiyel değildir, çünkü vücut onu genellikle üretebilir.

Bu tek örnek ana fikri gösterir. Bir etiket yan zincir kimyasını açıklar. Diğeri ise besinsel gereksinimi açıklar. Bunlar aynı kategori değildir.

Amino Asitlerle İlgili Yaygın Hatalar

"Esansiyel"i "daha önemli" sanmak

Öyle değildir. Esansiyel, molekülün kimya açısından ne kadar temel olduğunu değil, beslenme gereksinimini ifade eder.

pH'ın rolünü unutmak

Bir amino asit, bulunduğu ortama bağlı olarak yük durumunu değiştirebilir. Yükle ilgili ifadeler belirtilmiş bir koşula bağlanmalıdır.

Her amino asidin aynı yan zincir davranışına sahip olduğunu varsaymak

Tüm amino asitler ortak bir omurgayı paylaşır, ancak yan zincirleri boyut, polarite ve tepkime eğilimi bakımından oldukça farklı olabilir.

Amino asitlerle proteinleri karıştırmak

Amino asitler daha küçük yapı taşlarıdır. Proteinler ise amino asitlerin ardışık olarak bağlanmasıyla oluşan büyük moleküllerdir.

Amino Asitler Ne Zaman Önemlidir?

Amino asitler protein kimyasında, enzim işlevinde, beslenmede, metabolizmada, ilaç geliştirmede ve biyoteknolojide önemlidir. Ayrıca organik kimya ile biyoloji arasında pratik bir köprü konusudur; çünkü fonksiyonel grupları, asit-baz davranışını ve moleküler yapıyı tek bir bileşik ailesinde birleştirirler.

Benzer Bir Kimya Örneğini Deneyin

Glisin, alanin veya lizin gibi zaten bildiğiniz bir amino asitle kendi örneğinizi deneyin. Önce omurgayı belirleyin, sonra iki ayrı soru sorun: nasıl bir yan zincire sahip ve insanlarda esansiyel mi yoksa esansiyel olmayan mı? Benzer bir kimya örneğini daha sonra incelemek isterseniz, amino asitleri diğer functional groups ile karşılaştırın.