Food-Info.net > Θέματα > Δομικές μονάδες των τροφίμων > Πρωτεϊνες

Αμινοξέα

Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από ένα μεγάλο αριθμό μικρών δομικών μονάδων, τα αμινοξέα. Στις πρωτεΐνες απαντώνται 20 διαφορετικά αμινοξέα τα οποία χαρακτηρίζονται από τη χημική δομή RCH(NH₂)COOH. Το άζωτο (Ν) και τα δύο άτομα υδρογόνου (Η) συνιστούν την αμινο ομάδα -NH₂ ενώ το οξύ οφείλεται στην καρβοξυλική ομάδα - COOH. Η ομάδα R- είναι η πλευρική αλυσίδα που καθορίζει στην πραγματικότητα το αμινοξύ. Μόνο ένα αμινοξύ, η προλίνη, έχει ελαφρά διαφορετική δομή όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους όταν η καρβοξυλική ομάδα του ενός μορίου αντιδρά με την αμινοομάδα ενός άλλου μορίου με αποτέλεσμα την δημιουργία ενός πεπτιδικού δεσμού -C(=O) NH- και την αποβολή ενός μορίου νερού (H₂O). Το πεπτίδιο είναι μία ένωση που αποτελείται από 2 ή περισσότερα αμινοξέα. Τα ολιγοπεπτίδια αποτελούνται από 10 ή λιγότερα αμινοξέα. Τα πολυπεπτίδια και οι πρωτεΐνες είναι αλυσίδες των 10 ή περισσοτέρων αμινοξέων ενώ τα πεπτίδια που αποτελούνται από 50 ή περισσότερα αμινοξέα κατατάσσονται ως πρωτεΐνες.

Ο όρος «απαραίτητα αμινοξέα» αναφέρεται στα αμινοξέα εκείνα που είναι απαραίτητα για την κάλυψη των φυσιολογικών αναγκών και που πρέπει να προσλαμβάνονται με την διατροφή. Η αργινίνη συντίθεται στο ανθρώπινο σώμα αλλά με ρυθμό που δεν επαρκεί για την κάλυψη των αναγκών του. Η μεθειονίνη χρειάζεται σε μεγάλες ποσότητες για την παραγωγή κυστεΐνης όταν το τελευταίο αμινοξύ δεν προσλαμβάνεται σε ικανές ποσότητες από την διατροφή. Παρομοίως η φαινυλαλανίνη μπορεί να μετατραπεί σε τυροσίνη αλλά είναι αναγκαία σε μεγάλες ποσότητες όταν η διατροφή είναι ελλιπής σε τυροσίνη. Η τυροσίνη είναι απαραίτητη στα άτομα που πάσχουν από φαινυλκετονουρία (ΦΚΟ) των οποίων ο μεταβολισμός δεν είναι σε θέση να μετατρέψει την φαινυλαλανίνη σε τυροσίνη. Η ισολευκίνη, η βαλίνη και η ισολευκίνη αποκαλούνται μερικές φορές «αμινοξέα διακλαδιζόμενης αλύσου» γιατί οι πλευρικές τους αλυσίδες είναι διακλαδιζόμενες.

Στερεοχημεία

Σε όλα τα είκοσι αμινοξέα με την εξαίρεση της γλυκίνης, το άτομο άνθρακα με την αμινοομάδα είναι συνδεδεμένο με τέσσερις διαφορετικούς υποκαταστάτες. Η προκύπτουσα ασυμμετρία καθιστά δυνατή την ύπαρξη δύο διαφορετικών δομών που δεν μπορούν να ταυτιστούν μεταξύ τους, των μορφών L και R , που αποτελούν η μία το είδωλο της άλλης (όπως το αριστερό και το δεξί μας χέρι). Μόνο τα L -αμινοξέα απαντούν στις πρωτεΐνες. Αυτά έχουν την αμινοομάδα στα αριστερά του μορίου τους όταν η καρβοξυλική ομαδα είναι πάνω, όπως φαίνεται στην παρακάτω απεικόνιση. Οι σφηνοειδείς δεσμοί βρίσκονται πάνω από το επίπεδο απεικόνισης ενώ οι διακεκομμένοι δεσμοί είναι κάτω από το επίπεδο απεικόνισης.

Σχηματισμός ενός πεπτιδίου από δύο αμινοξέα

Αυτή η απεικόνιση δείχνει την αντίδραση μεταξύ δύο αμινοξέων όπου R και R ' είναι οι λειτουργικές τους ομάδες από τον παραπάνω πίνακα. Ο μπλε κύκλος δείχνει το νερό (H₂O) που απελευθερώνεται ενώ ο κόκκινος κύκλος δείχνει το πεπτιδικό δεσμό (-C(=O) NH-) που προκύπτει.

Η αντίστροφη αντίδραση, η διάσπαση δηλαδή των πεπτιδικών δεσμών στα δομικά τους αμινοξέα επιτυγχάνεται με υδρόλυση. Πολλά προϊόντα τροφίμων στο εμπόριο περιέχουν υδρολυμένες φυτικές πρωτεΐνες ως γευστικές ύλες. Η σάλτσα σόγιας παράγεται υδρολύοντας τις πρωτεΐνες της σόγιας και του σιταριού μέσω της ζύμωσης με μύκητες ή κατά τον βρασμό σε όξινα διαλύματα. Το γλουταμινικό μονονάτριο (MSG ), ένα ενισχυτικό γεύσης, είναι ένα άλας με νάτριο του γλουταμινικού οξέος το οποίο απαντά φυσικά σε φύκια και σε ορισμένα προϊόντα σόγιας που έχουν υποστεί ζύμωση.

Πηγές :

• http://medweb.bham.ac.uk/bmedsci/bms2/chime/structure/structure.html
• http://www.scientificpsychic.com/fitness/aminoacids.html
• http://oregonstate.edu/instruction/bb450/lecturenoteskevin/proteinstructureIoutline.html
• Εγχειρίδια βιοχημείας