БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

3. ХИМИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ ЖИВОГО

3.4. Аминокислоты

Из аминокислот построены молекулы белков. В тканях и клетках встречается свыше 170 различных аминокислот, но обычными компонентами белков можно считать лишь 20 аминокислот (табл. 3.5).

Таблица 3.5. 20 обычных аминокислот, входящих в состав белков. Показаны только R-группы. Серый квадрат обозначает неизменяемую часть молекулы (полностью она показана только у аланина). Аминокислоты подразделены на четыре категории. У двух кислых аминокислот имеется более одной карбоксильной группы, у трех основных — более одной аминогруппы; все остальные являются нейтральными. Две аминокислоты содержат дополнительный элемент — серу. Пометка «незаменимая» означает, что данную аминокислоту организм человека должен получать с пищей. R-группа трех аминокислот содержит ароматическое кольцо

Растения синтезируют все необходимые им аминокислоты из более простых веществ. В отличие от них животные не способны синтезировать все аминокислоты, в которых они нуждаются; часть аминокислот они должны получать в готовом виде, т. е. с пищей. Эти последние принято называть незаменимыми аминокислотами; другие необходимые организму животных аминокислоты могут быть синтезированы из них. Следует, однако, подчеркнуть: название «незаменимые» вовсе не означает, что эти аминокислоты в качестве компонентов животных клеток в чем-то важнее остальных. «Незаменимы» они лишь в том смысле, что организм животного не способен их синтезировать.

3.4.1. Строение и классификация аминокислот

Общая формула аминокислот приведена на рис. 3.19. В молекуле аминокислоты к центральному атому углерода (α-углероду) всегда присоединена одна кислотная группа, —СООН (карбоксильная), одна основная —NH₂ (аминогруппа) и один атом водорода. Варьирует только остальная часть молекулы — R-группa. Ее строение у разных аминокислот различается весьма сильно, и именно она определяет уникальные свойства каждой отдельной аминокислоты (табл. 3.5).

В простейшей аминокислоте глицине (рис. 3.20, А) роль R играет атом водорода Н. У аланина эту роль выполняет группа — СН₃ (рис. 3.20, Б).

Рис. 3.19. Общая формула аминокислот.

Рис. 3.20. А. Глицин. Б. Аланин.

Редкие (нестандартные) аминокислоты

В белках живых организмов встречается небольшое число редких аминокислот. Они представляют собой производные некоторых стандартных аминокислот. Например, гидроксипролин — это производное пролина, входящее в состав коллагена; кроме гидроксипролина в коллагене содержится еще одна редкая аминокислота — гидроксилизин, являющаяся производным лизина.

В триплетном коде ДНК нет кодонов для этих редких аминокислот; редкие аминокислоты образуются путем модификации соответствующих исходных аминокислот уже после того, как эти последние войдут в состав полипептидной цепи.

Аминокислоты, которые не входят в состав белков

Таких аминокислот известно свыше 150. Они встречаются в клетках в свободном или связанном виде, но никогда не обнаруживаются в составе белков. γ-Аминомасляную кислоту (ГАМК) можно, например, обнаружить только в нервной ткани. Она выполняет функцию ингибитора нейромедиаторов, играющих важную роль в центральной нервной системе.