กรดอะมิโนเป็นกลุ่มของสารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน และออกซิเจน รวมถึงกลุ่มโซ่ด้านข้างที่แปรผันได้ เป็นสารประกอบสองหน้าที่ซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยกลุ่มคาร์บอกซิล COOH และกลุ่มเอมีน NH 2 Show
สูตรทั่วไปของกรดอะมิโนมีดังนี้ NH 2 – R – COOH ชื่อของพวกเขาเป็นรูปแบบย่อของคำว่า "α-amino carboxylic acid" เมื่อเราพูดถึงกรดอะมิโนประเภทต่างๆ เรามักจะแทนที่ชื่อที่เป็นระบบด้วยชื่อตามธรรมเนียม เพื่อยกตัวอย่าง กรดอะมิโนเรียกว่าไกลซีน กรด 2-อะมิโนโพรพาโนอิกเรียกว่าอะลานีน และกรด 2-อะมิโน-3-เมทิลบิวทาโนอิกเรียกว่าวาลีน การจำแนกประเภทของกรดอะมิโนกรดอะมิโนแบ่งหลักๆ ออกเป็นประเภทโปรตีนและไม่ใช่โปรตีน กลุ่มแรกประกอบด้วยสารประกอบประมาณ 20 ชนิด ซึ่งแต่ละชนิดเป็นส่วนประกอบของโปรตีนและมีความสำคัญต่อร่างกายมนุษย์ โปรตีนเหล่านี้ซึ่งมีอยู่เป็นโมเลกุลโครงสร้างในพืชและสัตว์ มีบทบาทพื้นฐานโดยมีส่วนร่วมในกลไกหลายอย่างที่รับผิดชอบในการรักษาสภาวะสมดุลในร่างกายมนุษย์ การจำแนกประเภทอื่นคำนึงถึงความเป็นไปได้ในการผลิตกรดอะมิโนชนิดใดชนิดหนึ่งหรือกรดอะมิโนที่จำเป็นต่อร่างกายมนุษย์พร้อมกับอาหาร กรดอะมิโนภายนอกและภายนอกกรดอะมิโนจากภายนอก เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่จำเป็นต่อการรักษาสภาวะสมดุลในร่างกายของเรา แต่กรดอะมิโนเหล่านี้ไม่สามารถผลิตได้เอง ด้วยเหตุนี้จึงต้องจัดหาอาหารเหล่านี้ในรูปแบบของอาหารที่เหมาะสมควบคู่กับอาหารที่สมดุลอย่างเหมาะสมและอยู่ในรูปแบบของอาหารเสริมที่เพียงพอ กรดอะมิโนกลุ่มนี้ประกอบด้วย:
อีกประเภทหนึ่ง ได้แก่ กรดอะมิโนภายในร่างกาย ซึ่งสังเคราะห์ขึ้นเป็นประจำในร่างกายมนุษย์ ดังนั้นความต้องการกรดอะมิโนจึงได้รับการคุ้มครองอย่างต่อเนื่องบนพื้นฐานที่เป็นอิสระ กลุ่มนี้มีกรดอะมิโนมากกว่า ซึ่งรวมถึง:
กรดอะมิโนแบบมีเงื่อนไขเหล่านี้เป็นสารประกอบที่สามารถผลิตได้ในร่างกายเฉพาะในกรณีที่เข้าถึงสารตั้งต้นในปริมาณที่เหมาะสมเท่านั้น กรดอะมิโนแบบมีเงื่อนไข ได้แก่ :
กรดอะมิโนโปรตีนตามชื่อก็บอกอยู่แล้วว่ายังมีกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของโปรตีนอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งโปรตีนคือกรดอะมิโนหลายประเภทรวมกัน มียี่สิบชนิดและในระหว่างการสังเคราะห์พวกมันจะถูกเข้ารหัสโดยสิ่งที่เรียกว่าโคดอน (ลำดับของนิวคลีโอไทด์สามตัวที่มีอยู่ใน mRNa ซึ่งประกอบเป็นหน่วยการเข้ารหัส) แต่ละตัวมีคุณสมบัติทั่วไปสองประการ: คือกรดอัลฟ่าและแอล-อะมิโน ซึ่งหมายความว่ากลุ่มเอมีนเชื่อมต่อกับอัลฟ่าคาร์บอนซึ่งอยู่ติดกับกลุ่มคาร์บอนิลโดยตรง ตัวอักษร "L" ย่อมาจากสเตอริโอไอโซเมอร์ในการฉายภาพฟิสเชอร์ ดังนั้นหมู่เอมีนจึงอยู่ที่ด้านซ้ายของสูตร คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของกรดอะมิโนกรดอะมิโนในรูปแบบทางกายภาพมักเป็นของแข็งที่เป็นผลึกซึ่งมีรสหวาน ความสามารถในการละลายในน้ำได้ดี แต่ไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ จุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง ลักษณะทางเคมีของกรดอะมิโนคือแอมโฟเทอริก และปฏิกิริยาของสารละลายที่เป็นน้ำจะเป็นกลาง การแยกตัวออกจะทำให้เกิดไอออนคู่ ซึ่งเป็นผลมาจากการทำให้หมู่เอมีนพื้นฐานเป็นกลางด้วยคาร์บอกซิลเรดิคัล ซึ่งส่งผลให้เกิดเกลือแอมโมเนียมภายในที่แสดงประจุทั้งบวกและลบ ปริมาณของพวกเขาเท่ากัน กรดอะมิโนสามารถดำรงอยู่ได้ในรูปของแคตไอออนหรือแอนไอออน ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่แยกตัวออกจากกัน สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นกรด หมู่คาร์บอกซิลจะไม่แยกตัวออก และกรดอะมิโนมีประจุบวก ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปสู่การสร้างไอออนลบ จุดไอโซอิเล็กทริก (pI)เป็นจุดที่กรดอะมิโนอยู่ในรูปของไอออนคู่ สำหรับแต่ละโมเลกุล เราสามารถปรับความเข้มข้นของไอออน [H 3 O +] ได้อย่างเพียงพอ ซึ่งหมายถึงค่า pH ที่ไอออนไม่เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า ธรรมชาติของแอมโฟเทอริกของกรดอะมิโนและการดำรงอยู่ของมันในรูปของไอออนคู่แสดงถึงโครงสร้างเกลือของไอออนิกเมื่อได้รับผลกระทบจากกรดและด่าง การตรวจวัดจุดไอโซอิเล็กทริกในการทดลองทำได้โดยการเติมกรดอะมิโน เช่น เคซีน ลงในหลอดทดลองที่เหมาะสมซึ่งมีสารละลาย (CH 3 COOH และ CH 3 COONa) โดยมีความเข้มข้นของ pH ที่ทราบ ถึงจุดไอโซอิเล็กทริกถึงจุดที่มีคราบสะสมมากที่สุด เมื่อพิจารณาถึงคุณลักษณะของจุดไอโซอิเล็กทริก เราสามารถใช้จุดนั้นเพื่อแยกส่วนผสมของโปรตีนโดยใช้อิเล็กโตรโฟรีซิส วิธีนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่เป็นกรด-เบสของกรดอะมิโน และวางส่วนผสมลงบนกระดาษที่เปียก ด้วยการใช้ค่า pH ที่ทราบ เราสามารถกำหนดรูปแบบที่กรดอะมิโนนั้นจะมีอยู่ได้ จากนั้น ถ้าเราจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับกระดาษ กรดอะมิโนที่มีประจุบวกจะเคลื่อนที่ไปทางแคโทด (-) และที่มีประจุลบจะเคลื่อนไปยังขั้วบวก (+) สารประกอบที่มีประจุเป็นกลางซึ่งมีความสมดุลระหว่างประจุบวกและประจุลบในโมเลกุลจะยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิม ลักษณะปฏิกิริยาของกลุ่มคาร์บอกซิล
ลักษณะปฏิกิริยาของกลุ่มเอมีน
ปฏิกิริยาที่ใช้ในการตรวจจับกรดอะมิโน
แหล่งที่มาของกรดอะมิโนเพื่อให้มั่นใจว่าร่างกายมนุษย์มีสภาพร่างกายและจิตใจที่ดี เราควรจัดเตรียมวัสดุก่อสร้างแต่ละชนิด รวมทั้งกรดอะมิโน ในปริมาณที่เหมาะสม แหล่งที่สำคัญอย่างยิ่งของกรดอะมิโนทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมคือโปรตีนที่สมบูรณ์ รวมถึงเนื้อสัตว์ โดยเฉพาะสัตว์ปีก ปลา ไข่ และผลิตภัณฑ์จากนม นมมีลิวซีน ไอโซลิวซีน ทรีโอนีน และทริปโตเฟนในปริมาณสูง ไลซีนและเมไทโอนีนสามารถพบได้ในถั่วเหลือง วาลีนสามารถรับประทานร่วมกับข้าว ถั่วลิสง งา และอัลมอนด์ ในขณะที่ฟีนิลอะลานีน โดยรวมไข่ ชีส และผลิตภัณฑ์จากธัญพืชไว้ในอาหารของเรา การมีกรดอะมิโนในผลิตภัณฑ์อาหารเป็นเรื่องปกติ แต่เพื่อให้อาหารของเรามีความสมดุลอย่างเหมาะสม ผลิตภัณฑ์ที่เราใช้ก็ควรมีความหลากหลาย เนื่องจากประกอบด้วยกรดอะมิโนบางชนิดจากกลุ่มที่จำเป็นต่อการรักษาหน้าที่ที่สำคัญอย่างเหมาะสม กรดแอมิโนที่จำเป็นสำหรับทารกคือข้อใดไอโซลิวซีน (Isoleucine) ช่วยเสริมสร้างการเจริญเติบโตและเสริมสร้างการทำงานของระบบประสาท ช่วยพัฒนาการเรียนรู้ ฮิสทิดีน (Histidine) เป็นกรดอะมิโมจำเป็น สำหรับทารกและเด็กเท่านั้น* กรดอะมิโนมีความสำคัญต่อพืชอย่างไรกรดอะมิโนอุดมด้วยสารอาหารช่วยปรับปรุงคุณภาพดินให้มีโครงสร้างที่เหมาะสมกับการเจริญเติบโตของพืชและจุลินทรีย์ในดินให้มีการขยายตัวดี พืชสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างรวดเร็ว กรดอะมิโนช่วยในการสังเคราะห์แสงของต้นพืชและบังคับการ ปิด-เปิด ปากใบของพืชเพื่อลดการสูญเสียน้ำ ในต้นพืช ช่วยกระตุ้นการทำงานของฮอร์โมนพืช Essential Amino Acid ในผู้ใหญ่มีกี่ชนิดกรดอะมิโนเป็นส่วนประกอบของโปรตีนที่สำคัญต่อการทำงานของระบบต่าง ๆ ในร่างกาย ซึ่งมีทั้งหมด 20 ชนิด โดยแบ่งเป็นกรดอะมิโนจำเป็น (Essential Amino Acids) 9 ชนิดที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้และจะได้รับจากการรับประทานอาหารเท่านั้น ส่วนกรดอะมิโนชนิดอื่นร่างกายสามารถสร้างได้ การได้รับกรดอะมิโนจำเป็นจากอาหารจึงเป็นสิ่งสำคัญ กรดอะมิโนและโปรตีนมีหน้าที่ทางชีวภาพอย่างไรหน้าที่ทางชีวภาพของกรดแอมิโน กรดแอมิโนชนิดต่าง ๆ พบในเซลล์เนื้อเยื่อและของเหลว ได้แก่ เลือดของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีบทบาท หน้าที่ส าคัญต่าง ๆ เช่น เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์พอลิเพปไทด์ (polypeptide) หรือโปรตีน ให้พลังงาน ช่วยสังเคราะห์กลูโคส หรือเก็บสะสมในรูปของไขมัน เป็นต้น นอกจากนี้ ยังท าหน้าที่ ทางชีวภาพเฉพาะ ดังนี้ |