Patrí medzi obrovské množstvo prírodných látokaminokyseliny majú osobitné miesto. Vysvetľuje to ich mimoriadny význam v biológii aj v organickej chémii. Faktom je, že molekuly jednoduchých a zložitých proteínov, ktoré sú základom všetkých foriem života na Zemi, bez výnimky, pozostávajú z aminokyselín. Z tohto dôvodu venuje veda vážnu pozornosť štúdiu otázok, ako je štruktúra aminokyselín, ich vlastnosti, výroba a použitie. Tieto zlúčeniny majú tiež veľký význam v medicíne, kde sa používajú ako liečivé prípravky. Pre ľudí, ktorí sa vážne zaoberajú vlastným zdravím a vedú aktívny životný štýl, sú bielkovinové monoméry formou potravy (takzvaná športová výživa). Niektoré z ich typov sa používajú v chémii organickej syntézy ako surovina pri výrobe syntetických vlákien - enantónu a nylonu. Ako vidíte, aminokarboxylové kyseliny hrajú veľmi dôležitú úlohu tak v prírode, ako aj v živote ľudskej spoločnosti, preto ich poďme spoznať podrobnejšie.
Zlúčeniny tejto triedy patria k amfotérnymorganické látky, to znamená, že obsahujú dve funkčné skupiny, a preto majú dvojité vlastnosti. Molekuly obsahujú najmä uhľovodíkové radikály spojené s aminoskupinami NH2 a karboxylové skupiny COOH. Pri chemických reakciách s inými látkami pôsobia aminokyseliny buď ako zásady alebo ako kyseliny. Izoméria týchto zlúčenín sa prejavuje v dôsledku zmeny buď v priestorovej konfigurácii uhlíkového skeletu, alebo v polohe aminoskupiny, a klasifikácia aminokyselín sa určuje na základe štruktúrnych znakov a vlastností uhľovodíkového radikálu. Môže byť vo forme priameho alebo rozvetveného reťazca a môže obsahovať aj cyklické štruktúry.
Všetky monoméry polypeptidov a existuje 20 druhov,prezentované v organizmoch rastlín, zvierat a ľudí, sa týkajú L-aminokyselín. Väčšina z nich obsahuje asymetrický atóm uhlíka, ktorý otáča polarizovaný lúč svetla doľava. Dva monoméry, izoleucín a treonín, majú dva z týchto atómov uhlíka a kyselina aminooctová (glycín) žiadny. Klasifikácia aminokyselín podľa optickej aktivity sa široko používa v biochémii a molekulárnej biológii pri štúdiu procesu translácie v biosyntéze bielkovín. Je zaujímavé, že D-formy aminokyselín nikdy nie sú obsiahnuté v polypeptidových reťazcoch proteínov, ale sú prítomné v bakteriálnych membránach a v metabolických produktoch plesní aktinomycét, to znamená, že sa v skutočnosti nachádzajú v prírodných antibiotikách, napríklad v gramicidíne. V biochémii sú látky s D-formou priestorovej štruktúry všeobecne známe, ako je napríklad citrulín, homoserín, ornitín, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu pri reakciách bunkového metabolizmu.
Znova pripomeňme, že proteínové monoméry obsahujú funkčné skupiny amínov a karboxylových kyselín. Častice -NH2 a COOH interagujú navzájom vo vnútrimolekuly, výsledkom ktorých je vnútorná soľ nazývaná bipolárny ión (zwitterión). Táto vnútorná štruktúra aminokyselín vysvetľuje ich vysokú schopnosť interagovať s polárnymi rozpúšťadlami, ako je voda. Prítomnosť nabitých častíc v roztokoch určuje ich elektrickú vodivosť.
Ak sa amínová skupina nachádza v molekule priprvý atóm uhlíka, počítajúc od polohy karboxylu, patrí táto aminokyselina do triedy a-aminokyselín. Zaujímajú popredné miesto v klasifikácii, pretože práve z týchto monomérov sú postavené všetky biologicky aktívne proteínové molekuly, napríklad enzýmy, hemoglobín, aktín, kolagén atď. Štruktúru aminokyselín tejto triedy je možné považovať za príklad glycín, ktorý sa v neurologickej praxi široko používa ako sedatívum pri liečbe miernych foriem depresie a neurasténie.
Medzinárodný názov tejto aminokyseliny je α-aminooctová, má optickú L-formu a je proteinogénna, to znamená, že sa podieľa na procese translácie a je súčasťou bielkovinových makromolekúl.
Nemožné si predstaviť normálnevitálna aktivita organizmu cicavcov vrátane človeka bez hormónov pozostávajúcich z bielkovinových molekúl. Chemická štruktúra aminokyselín v ich zložení potvrdzuje ich príslušnosť k α-formám. Napríklad trijódtyronín a tyroxín produkuje štítna žľaza. Regulujú metabolizmus a syntetizujú sa v jeho bunkách z a-aminokyseliny tyrozínu. Jednoduché a komplexné proteíny obsahujú 20 základných monomérov a ich deriváty. Protrombín, ktorý reguluje zrážanie krvi, obsahuje kyselinu karboxyglutámovú, myozín (svalová bielkovina) obsahuje metyl lyzín a enzým peroxidáza selenocysteín.
Vzhľadom na štruktúru aminokyselín a ichklasifikácii sa zameriame na gradáciu založenú na schopnosti alebo nemožnosti syntézy proteínových monomérov v bunkách. Alanín, prolín, tyrozín a ďalšie zlúčeniny sa tvoria pri reakciách plastického metabolizmu, zatiaľ čo tryptofán a ďalších sedem aminokyselín sa musí do nášho tela dostať iba s jedlom.
Jedným z ukazovateľov správneho avyvážená strava je úroveň ľudskej konzumácie bielkovinových potravín. Malo by to byť minimálne štvrtina z celkového množstva prijatej potravy za deň. Je obzvlášť dôležité, aby bielkoviny obsahovali valín, izoleucín a ďalšie esenciálne aminokyseliny. V takom prípade sa bielkoviny budú nazývať úplné. Do ľudského tela sa dostávajú z rastlinných potravín alebo z potravín obsahujúcich huby.
Samotné monoméry základných bielkovín nemôžusyntetizované v bunkách cicavcov. Ak vezmeme do úvahy štruktúru molekúl aminokyselín, ktoré sú nevyhnutné, môžete vidieť, že patria do rôznych tried. Valín a leucín teda patria do alifatickej série, tryptofán k aromatickým aminokyselinám a treonín k hydroxyaminokyselinám.
