Πώς ομαδοποιούνται τα αμινοξέα σύμφωνα με τις φυσικές και χημικές ιδιότητες της πλευρικής αλυσίδας;
1. Μη πολικές, αλειφατικές πλευρικές αλυσίδες:
- γλυκίνη (gly, g): Το μικρότερο αμινοξέο, μη πολικό, εύκαμπτο.
- Alanine (ala, a): Μικρό, μη πολικό, υδρόφοβο.
- προλίνη (pro, p): Η κυκλική δομή, περιορίζει την ευελιξία, μη πολική.
- valine (val, v): Διακλαδισμένο, μη πολικό, υδρόφοβο.
- leucine (leu, l): Διακλαδισμένο, μη πολικό, υδρόφοβο.
- ισολευκίνη (ile, i): Διακλαδισμένο, μη πολικό, υδρόφοβο.
- Μεθειονίνη (MET, Μ): Περιέχει θείο, μη πολικό, υδρόφοβο.
Αυτά τα αμινοξέα τείνουν να βρεθούν θαμμένα μέσα στο εσωτερικό των πρωτεϊνών, μακριά από το υδατικό περιβάλλον. Συμβάλλουν σε υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις που σταθεροποιούν τη δομή της πρωτεΐνης.
2. Πολικές, μη φορτισμένες πλευρικές αλυσίδες:
- σερίνη (ser, s): Περιέχει υδροξυλομάδα (-ΟΗ), πολική, υδρόφιλη.
- threonine (THR, T): Περιέχει υδροξυλομάδα (-ΟΗ), πολική, υδρόφιλη.
- κυστεΐνη (Cys, C): Περιέχει ομάδα σουλφυδρυλίου (-SH), πολική, μπορεί να σχηματίσει δισουλφιδικές γέφυρες.
- ασπαραγίνη (asn, n): Περιέχει αμιδική ομάδα (-conh2), πολική, υδρόφιλη.
- γλουταμίνη (GLN, Q): Περιέχει αμιδική ομάδα (-conh2), πολική, υδρόφιλη.
Αυτά τα αμινοξέα βρίσκονται συχνά στην επιφάνεια των πρωτεϊνών, αλληλεπιδρώντας με μόρια νερού. Μπορούν επίσης να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου, συμβάλλοντας στη δομή και τη λειτουργία της πρωτεΐνης.
3. Αρωματικές πλευρικές αλυσίδες:
- φαινυλαλανίνη (Phe, F): Αρωματικός δακτύλιος, μη πολικός, υδρόφοβος.
- τυροσίνη (tyr, y): Ο αρωματικός δακτύλιος με υδροξυλική ομάδα (-OH), πολική, μπορεί να συμμετάσχει στη δέσμευση υδρογόνου.
- τρυπτοφάνη (TRP, W): Αρωματικός δακτύλιος με ινδόλη ομάδα, μη πολική, υδρόφοβη.
Τα αρωματικά αμινοξέα συμβάλλουν στη δομή και τη λειτουργία της πρωτεΐνης μέσω της ικανότητάς τους να απορροφούν το φως UV και να συμμετέχουν σε υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις.
4. Αρνητικά φορτισμένες (όξινες) πλευρικές αλυσίδες:
- ασπαρτικό (ASP, D): Περιέχει καρβοξυλική ομάδα (-COO-), που χρεώνεται αρνητικά σε φυσιολογικό ρΗ.
- γλουταμικό (glu, e): Περιέχει καρβοξυλική ομάδα (-COO-), που χρεώνεται αρνητικά σε φυσιολογικό ρΗ.
Αυτά τα αμινοξέα εμπλέκονται συχνά σε ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις και μπορούν να δρουν ως καταλύτες σε ενζυμικές αντιδράσεις.
5. Θετικά φορτισμένες (βασικές) πλευρικές αλυσίδες:
- λυσίνη (Lys, K): Περιέχει αμινο ομάδα (-NH3+), που χρεώνεται θετικά σε φυσιολογικό ρΗ.
- Αργινίνη (arg, r): Περιέχει ομάδα Guanidinium (-NH-C (NH2) 2+), που χρεώνεται θετικά σε φυσιολογικό ρΗ.
- Ιστιδίνη (HIS, H): Περιέχει ομάδα ιμιδαζόλης, μπορεί να φορτιστεί θετικά ή ουδέτερη ανάλογα με το pH.
Τα βασικά αμινοξέα συμμετέχουν σε ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις και μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου. Η μοναδική τιμή PKA της ιστιδίνης της επιτρέπει να ενεργεί ως ρυθμιστικό διάλυμα σε πρωτεΐνες, ειδικά σε ενεργές θέσεις ενζύμων.
Σημείωση:
- Αυτή η ομαδοποίηση δεν είναι πάντα άκαμπτη και ορισμένα αμινοξέα μπορεί να παρουσιάζουν ιδιότητες από πολλαπλές κατηγορίες.
- Οι ιδιότητες των πλευρικών αλυσίδων μπορούν να επηρεαστούν από παράγοντες όπως το pH και το τοπικό περιβάλλον.
- Η κατανόηση αυτών των ομάδων συμβάλλει στην πρόβλεψη της δομής, της λειτουργίας και των αλληλεπιδράσεων της πρωτεΐνης.
