Αμινοξέα

Τα αμινοξέα είναι χημικές ενώσεις που συναντώνται στη φύση στους

Ονομάζονται έτσι γιατί στο μόριό τους έχουν δύο ομάδες που επηρεάζουν σημαντικά την φυσικοχημική, την βιοχημική και βιολογική συμπεριφορά τους.

• Tην αμινοομάδα (ΝΗx) που δίνει βασικό χαρακτήρα στην ένωση
• και την καρβοξυλοομάδα (-COOH) που δίνει όξινο χαρακτήρα στην ένωση.

Η χημική δομή των αμινοξέων είναι τέτοια που τα κάνει να έχουν ξεχωριστή συμπεριφορά όταν βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα (όπως είναι τα υγρά των κυττάρων).

Τα αμινοξέα τα παράγουν οι οργανισμοί ή τα λαμβάνουν με την τροφή τους και τα χρησιμοποιούν ως δομικές μονάδες σημαντικών ουσιών για τη λειτουργία τους, για αυτό και έχουν μελετηθεί και έχουν μεγάλη σημασία στη βιοχημεία, χημεία τροφίμων, την ιατρική, φαρμακευτική, διατροφολογία και σε πολλές άλλες επιστήμες.

Γνωρίζουμε ότι ο άνθρωπος χρησιμοποιεί κατά βάση 20 αμινοξέα για να συνθέσει τις πρωτεΐνες του και άλλα μόρια σημαντικά για τις λειτουργίες του.  Από τα 20 αμινοξέα, τα 10 δεν μπορεί να τα συνθέσει ο ανθρώπινος οργανισμό και αυτό σημαίνει ότι πρέπει να τα πάρει έτοιμα με την τροφή. Αυτά τα αμινοξέα χαρακτηρίζονται «απαραίτητα». Ο ανθρώπινος οργανισμός  δεν αποθηκεύει αμινοξέα για να τα αξιοποιήσει αργότερα, για αυτό θα πρέπει να λαμβάνει καθημερινά κάποια ποσότητα από τα απαραίτητα αμινοξέα για να παράγει επαρκώς, ζωτικής σημασίας βιομόρια.

Αν φανταστούμε τα αμινοξέα με χρωματιστούς κρίκους, τότε αυτοί συνδέονται μεταξύ τους (με συγκεκριμένους δεσμούς που ονομάζονται πεπτιδικοί δεσμοί) και σχηματίζουν κοντές ή μακριές αλυσίδες που ονομάζονται πεπτίδια και πολυπεπτίδια αντίστοιχα. Τα σύνθετα πεπτίδια (που αποτελούνται από πολλά αμινοξέα) ονομάζονται πρωτεΐνες.

Όταν στον οργανισμό εισάγονται πεπτίδια με την τροφή (π.χ. κρέας που είναι πλούσιο σε πρωτεΐνες), τότε αρχίζει η διάσπαση τους σε απλούστερα μόρια που είναι τα αμινοξέα. Αυτά τα αμινοξέα ο οργανισμός θα τα χρησιμοποιήσει για την παραγωγή νέων πεπτιδίων ή θα τα υποβάλλει σε μια σειρά αντιδράσεων για να τα αξιοποιήσει για άλλους σκοπούς όπως για την παραγωγή ενέργειας. Όλες αυτές οι βιοχημικές δράσεις είναι ο λεγόμενος μεταβολισμός.

Η αποκαρβοξυλίωση και η απαμίνωση των αμινοξέων είναι σημαντικές δράσεις που γίνονται κατά τον μεταβολισμό των αμινοξέων.

Ένας οργανισμός χρησιμοποιεί τα αμινοξέα για την παραγωγή αμινών (βιογενείς αμίνες) που τις χρειάζεται ως νευροδιαβιβαστές/ορμόνες και άλλα. Από το κατάλληλο αμινοξύ «κόβεται» η καρβοξυλική ομάδα και αυτή η δράση ονομάζεται  αποκαρβοξυλίωση.  Η αποκαρβοξυλιώση γίνεται με εξειδικευμένα ένζυμα που ονομάζονται αποκαρβοξυλάσες.  Για παράδειγμα στην περίπτωση του αμινοξέος ιστιδίνη, με αποκαρβοξυλίωση παράγεται η ισταμίνη. Υπάρχουν βακτήρια που μετατρέπουν την ιστιδίνη σε ισταμίνη καθώς και κάποια κύτταρα του ανθρώπου, οπότε παράγεται η ισταμίνη, αυτή που ελευθερώνεται κατά την έκθεση σε αλλεργιογόνους παράγοντες.

Όταν ο οργανισμός δεν χρειάζεται τα αμινοξέα «κόβει» την αμινοομάδα τους και είτε την μεταφέρει σε άλλον μόριο, είτε την αποβάλλει από το σώμα μετατρέποντάς την σε ουρίας που είναι ο τρόπος αποβολής του αζώτου από τον οργανισμό. Η ουρία μέσω του αίματος μεταφέρεται στους νεφρούς από όπου απεκκρίνεται μέσω των ούρων. Η απομάκρυνση της αμινοομάδας από τα αμινοξέα ονομάζεται απαμίνωση. Η απαμίνωση γίνεται με εξειδικευμένα ένζυμα που ονομάζονται αμινοτρανσφεράσες. Αφού απομακρυνθεί η αμινοομάδα, το υπόλοιπο μόριο μετατρέπεται σε γλυκόζη (γλυκονεογένεση) και με αυτό τον τρόπο αξιοποιούνται τα αμινοξέα για την παραγωγή ενέργειας, δηλαδή όπως θα λέγαμε για την παραγωγή θερμίδων.