Aminosyror – definition, funktion och essentiella aminosyror
Aminosyror – definition, funktion och essentiella aminosyror. Upptäck vad aminosyror gör i proteiner, vilka 9 som är essentiella och hur du får dem via kosten.
Aminosyror är proteinernas byggstenar. I eukaryoter finns det 20 standardaminosyror som nästan alla proteiner tillverkas av. Dessa aminosyror kopplas ihop med peptidbindningar till långa kedjor — proteiner — där varje proteins funktion och form bestäms av aminosyrornas sekvens och sidokedjornas egenskaper.
Definition och grundläggande struktur
Inom biokemin är en aminosyra en molekyl som har både amin- (NH2) och karboxylgrupper (COOH). Vanligtvis avses alfa‑aminosyror med den allmänna formeln H2N–CHR–COOH, där R är en sidokedja som varierar mellan olika aminosyror. Sidokedjans egenskaper — till exempel om den är polär, opolär, laddad eller aromatisk — bestämmer aminosyrans roll i proteinet.
Vid fysiologiskt pH förekommer aminosyror som zwitterjoner (bär både positiv och negativ laddning). De proteiner som byggs i celler använder i princip bara L‑formen av aminosyrorna, vilket är en viktig aspekt av deras stereokemi (chirality).
Typer och specialfall
- De 20 standardaminosyrorna kodas direkt av den genetiska koden och ingår i de flesta proteiner.
- Utöver dessa finns det fler än 500 kända aminosyror i naturen; några få, som selenocystein och pyrrolysine, införlivas i proteiner i vissa organismer via särskilda mekanismer och räknas ibland som den 21:a respektive 22:a aminosyran.
- Aminosyror kan också modifieras efter translation (posttranslationella modifieringar) — exempelvis fosforylering, glycosylering och metylering — vilket påverkar proteiners aktivitet och livslängd.
Peptidbindningar, proteinsyntes och genetisk kod
Aminosyror binds ihop genom kondensationsreaktioner som bildar peptidbindningar (-CO–NH-). Proteinsyntesen sker i ribosomerna där mRNA läses av i tripletter (kodon); varje kodon motsvarar en specifik aminosyra i enlighet med den genetiska koden. Startkodonet AUG kodar för metionin, och stopkodon signalerar att translationen ska avslutas.
Biologiska funktioner
Aminosyror har många roller utöver att bygga upp proteiner:
- Som föregångare till neurotransmittorer och hormoner (t.ex. tryptofan → serotonin, tyrosin → dopamin).
- Som substrat i nitrogenmetabolismen och för syntes av kvävehaltiga molekyler.
- Som energikälla vid behov (kan omvandlas till intermediärer i citronsyracykeln).
- Strukturella och mekaniska funktioner i kroppen, t.ex. kollagen i bindväv och kontraktila proteiner i muskler.
- Som en del av immunsystemet (antikroppar) och som katalytiska enzymer.
Essentiella och icke‑essentiella aminosyror
Det finns cirka 20 vanliga aminosyror i människans proteiner. Nio av dessa räknas som essentiella för vuxna människor eftersom de inte kan syntetiseras i tillräckliga mängder i kroppen och måste tillföras via kosten:
- Histidin
- Isoleucin
- Leucin
- Lysin
- Metionin
- Fenylalanin
- Treonin
- Tryptofan
- Valin
Vissa andra aminosyror kan vara konditionellt essentiella — det vill säga nödvändiga i vissa livsskeden eller sjukdomstillstånd. Exempel är arginin (viktigt för växande barn och vid viss sjukdom) samt cystein och tyrosin som kan bli essentiella om deras prekursorer saknas.
Kost, komplettering och biologisk tillgänglighet
Näring och aminosyraprofil i mat påverkar kroppens byggstenstillgång. Animaliska proteiner (kött, fisk, ägg, mejeriprodukter) brukar innehålla alla essentiella aminosyror i goda proportioner och kallas ofta fullvärdiga proteiner. Många växtproteiner saknar eller har låga nivåer av en eller flera essentiella aminosyror — därför rekommenderas ofta varierad kost eller kombinationer (t.ex. spannmål + baljväxter) för att uppnå en komplett aminosyra‑profil.
Variation mellan arter
Essentiella aminosyrors lista kan skilja sig mellan olika arter. Till exempel måste herbivorer få sina essentiella aminosyror via sin kost, vilket för vissa arter innebär en utmaning när maten huvudsakligen består av gräs. Vissa idisslare, återfödande djur som kor, får komplettering via aminosyror som produceras av mikrober i de första magkamrarna.
Ytterligare fakta och sammanfattning
- De flesta proteiner byggs av de 20 standardaminosyrorna, men biologisk mångfald inkluderar flera ovanliga varianter.
- Aminosyrornas sidokedjor bestämmer proteinstruktur (sekundär, tertiär och kvartär struktur) och därmed funktion.
- Aminosyror är centrala både som byggstenar och som aktiva biologiska molekyler i metabolism, signalering och reglering.
Sammanfattningsvis är aminosyror mångsidiga molekyler med grundläggande betydelse för livets kemi — från att själva bilda proteiner, till att fungera som förstadier för signalsubstanser och metabola intermediärer. För människor är det viktigt att få i sig tillräckligt av de essentiella aminosyrorna genom kosten för att upprätthålla proteinsyntes, tillväxt och reparation.
Aminosyror är proteinets slutprodukt.Den allmänna strukturen för en α-aminosyra, med aminogruppen till vänster och karboxylgruppen till höger.
Struktur
En aminosyra är en organisk kemikalie. Den består av en α-kolatom som är kovalent bunden till fyra grupper.
- En väteatom.
- en aminogrupp (-NH2)
- En karboxylgrupp (-COOH).
- en variabel R-grupp
Varje aminosyra har minst en aminogrupp (-NH2) och en karboxylgrupp (-COOH), utom prolin.
Genuttryck och biokemi
Det är de proteinogena aminosyrorna, som är byggstenar för proteiner. De produceras av ett cellulärt maskineri som kodas i varje organisms genetiska kod.
| Aminosyra | Kort | Förkortning. | Kodon(er) | Förekomst i | Essential‡ hos människor |
| A | Ala | GCU, GCC, GCA, GCG, GCG | 7.8 | Ingen | |
| C | Cys | UGU, UGC | 1.9 | Villkorligt | |
| Asparaginsyra | D | Asp | GAU, GAC | 5.3 | Ingen |
| Glutaminsyra | E | Glu | GAA, GAG | 6.3 | Villkorligt |
| Fenylalanin | F | Phe | UUU, UUC | 3.9 | Ja |
| Glycin | G | Gly | GGU, GGC, GGA, GGG, GGG | 7.2 | Villkorligt |
| Histidin | H | Hans | CAU, CAC | 2.3 | Ja |
| Isoleucin | I | Ile | AUU, AUC, AUA | 5.3 | Ja |
| Lysin | K | Lys | AAA, AAG | 5.9 | Ja |
| Leucin | L | Leu | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG | 9.1 | Ja |
| Methionin | M | Met | AUG | 2.3 | Ja |
| Asparagin | N | Asn | AAU, AAC | 4.3 | Ingen |
| Pyrrolysin | O | Pyl | UAG* | 0 | Ingen |
| Proline | P | Pro | CCU, CCC, CCA, CCG | 5.2 | Ingen |
| Glutamin | Q | Gln | CAA, CAG | 4.2 | Ingen |
| Arginin | R | Arg | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG | 5.1 | Villkorligt |
| Serin | S | Ser | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC | 6.8 | Ingen |
| Threonin | T | Thr | ACU, ACC, ACA, ACG | 5.9 | Ja |
| Selenocystein | U | Sek | UGA** | >0 | Ingen |
| Valine | V | Val | GUU, GUC, GUA, GUG | 6.6 | Ja |
| W | Trp | UGG | 1.4 | Ja | |
| Y | Tyr | UAU, UAC | 3.2 | Villkorligt | |
| Stoppkodon† | - | Term | UAA, UAG, UGA††† | - | - |
* UAG är normalt den gula stoppkodonen, men kodar för pyrrolysin om ett PYLIS-element finns.
** UGA är normalt den opala (eller umbra) stoppkodonen, men kodar för selenocystein om ett SECIS-element finns.
† Stoppkodonet är inte en aminosyra, men tas med för fullständighetens skull.
†† UAG och UGA fungerar inte alltid som stoppkodoner (se ovan).
‡ En essentiell aminosyra kan inte syntetiseras hos människor. Den måste tillföras via kosten. Villkorligt essentiella aminosyror behövs normalt inte i kosten, men måste tillföras populationer som inte tillverkar tillräckligt av den.
Till dessa α-aminosyror, som förekommer i biosyntesen och som verkar oviktiga, är de strukturellt (här med hjälp av SMILES-notation) relaterade:
OC(=O)C(N)-
- ├ H .. V Glycin
- ├ C .. P Alanin
- │├ C .. 2-Aminobutansyra
- ││├ C .. Norvaline
- │││├ -2H .. _ Prolin (Dehydronorvalin)
- │││├ C .. Norleucin
- ││││└ N .. Z Lysin
- ││││ └ C(=O)C1N=CCC1C .. ^ Pyrrolysin
- │││└ NC(=N)N .. a Arginin
- ││├ C(=O)N .. ` Glutamin
- ││├ C(=O)O .. T Glutaminsyra
- ││├ O .. Homoserin
- ││└ S .. Homocystein
- ││ └ C .. \ Metionin
- │├ C(C)C .. [ Leucin
- │├ C(=O)N .. ] Asparagin
- │├ C(=O)O .. S Asparaginsyra
- │├ C1=CNC=N1 .. W Histidin
- │├ c1ccccccc1 .. U Fenylalanin
- │├ c1ccc(O)cc1 .. h Tyrosin
- │├ C1=CNc2ccccccc12 .. f Tryptofan
- │├ C1=CNc2ccc(O)cc12 ... Oxitriptan
- │├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 ... Thyroxin
- │├ O .. b Serin
- │├ S .. R Cystein
- │└ [SeH] .. d Selenocystein
- ├ C(C)C .. e Valin
- ├ C(C)O .. c Threonin
- └ C(C)CC .. X Isoleucin
Frågor och svar
F: Vad är aminosyror?
S: Aminosyror är molekyler som har både amin (NH2+R) och karboxyl (C=O) funktionella grupper, och de är byggstenarna i proteiner.
Fråga: Hur många "standardaminosyror" finns det i eukaryoter?
S: I eukaryoter finns det 20 "standardaminosyror" som nästan alla proteiner tillverkas av.
F: Vilken är den allmänna formeln för alfaaminosyror?
S: Den allmänna formeln för alfaaminosyror är H2NCHRCOOH, där R är en av många sidogrupper.
F: Vad syftar biokemin på när den nämner aminosyror?
S: Inom biokemin avser termen "aminosyra" alfaaminosyror med den allmänna formeln H2NCHRCOOH, där R är en av många sidogrupper.
F: Hur får proteiner sin struktur?
S: Proteiner får sin struktur genom kombinationen av olika typer av aminosyror.
F: Vilken roll spelar funktionella amin- och karboxylgrupper i en aminosyramolekyl?
S: Amin- och karboxylgrupper utgör en aminosyramolekyl; de ger en kväveatom och en kolatom som kan bilda bindningar med andra molekyler.
Sök