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Nachschlagewerk für Aminosäuren

Aminosäuren sind organische Verbindungen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffatomen bestehen. Sie besitzen außerdem Amin- (–NH₂) und Carboxylgruppen (–COOH) mit Seitenketten (R-Gruppen), die die einzelnen Aminosäuren voneinander unterscheiden. In einigen Seitenketten kommen Schwefel und andere zusätzliche Elemente vor.

Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen. Sie können durch Peptidbindungen zu Polypeptidketten verbunden werden. Abhängig von den Wechselwirkungen benachbarter Aminosäuren und ihrer Seitenketten falten sich Polypeptide und bilden dreidimensionale Moleküle, die als Proteine bezeichnet werden. Die Form eines Proteins und seine Aminosäurebestandteile bestimmen maßgeblich seine Funktion.

Neben ihrer wesentlichen Rolle bei der Proteinbildung sind Aminosäuren wichtig für die Biosynthese, den Neurotransmittertransport und andere biochemische Prozesse.


Kategorien von Aminosäuren

Es gibt etwa 500 Aminosäuren, doch nur 20 davon kommen in unserem genetischen Code vor. Diese 20 proteinbildenden Aminosäuren werden als Standardaminosäuren bezeichnet.

Die Polarität einer Aminosäure hängt von der Struktur ihrer Seitenketten ab. Das Molekül ist umso polarer, je größer der Unterschied in der Elektronegativität zwischen den Atomen ist. So gelten beispielsweise Alkanverzweigungen und Benzolringe als unpolar, während Alkohole und Amine polar sind.

Amino acids are classified by:

  • Ladung (positiv vs. negativ)
  • pH-Wert (sauer vs. basisch)
  • Löslichkeit (polar vs. unpolar)
  • Position der zentralen funktionellen Gruppe: Alpha (α), Beta (β), Gamma (γ) oder Delta (δ)
  • Struktur der Seitenkette (aliphatisch, aromatisch usw.)

 

Wasserabweisung

Sehr wasserabweisend

  • Phenylalanin
  • Isoleucin
  • Tryptophan
  • Leucin
  • Valin
  • Methionin

Wasserabweisend

  • Tyrosin
  • Cystein
  • Alanin

Neutral

  • Threonin
  • Histidin
  • Glycin
  • Serin
  • Glutamin

Hydrophil

  • Arginin
  • Lysin
  • Asparagin
  • Glutaminsäure
  • Prolin
  • Asparaginsäure

Basierend auf Werten bei einem pH-Wert von 7.


Aminosäure-Nachschlagetabelle

Alanine

Alanin ist eine kleine, nicht essentielle Aminosäure mit einer relativ reaktionsarmen Seitenkette, die aus einer einzigen Methylgruppe besteht. Es ist eine der einfachsten Aminosäuren und die zweithäufigste in Proteinen. Sie wird von Codons kodiert, die mit GC beginnen.

AbkürzungenAla / A
pKa, NH29.87
pKa, COOH2.35
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)89.09
KlassifizierungAlkyl

Asparagine

Asparagin ist eine Aminosäure mit einer Carboxamid-Seitenkette. Die Amidgruppe behält ihre Polarität bei und ist eine reichhaltige Quelle für Wasserstoffbrückenbindungen, wodurch Asparagin zu einer häufigen Bindungsstelle für Proteine und zu einem Substrat für Glykosyltransferasen wird.

AbkürzungenAsn / N
pKa, NH28.80
pKa, COOH2.02
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)132.12
KlassifizierungNeutral

Cysteine

Cystein ist eine semi-essentielle proteinogene Aminosäure mit einer Thiol-Seitenkette, die an enzymatischen Reaktionen beteiligt ist. Ihre Sulfhydrylgruppe bildet Disulfidbrücken mit anderen Cysteinen oder Molekülen mit freien Sulfhydrylgruppen.

AbkürzungenCys / C
pKa, NH210.78
pKa, COOH1.71
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)121.16
KlassifizierungNeutral

Glutamine

Glutamin hat eine Seitenkette, die der von Glutaminsäure ähnelt; lediglich eine Carboxylgruppe ist durch eine Amidgruppe ersetzt. Es ist wichtig für den Stickstoffstoffwechsel und wird benötigt, um toxische Ammoniakkonzentrationen im Körper zu regulieren.

AbkürzungenGln / Q
pKa, NH29.13
pKa, COOH2.17
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)146.15
KlassifizierungNeutral

Histidine

Histidin ist selten und verfügt über eine teilweise protonierte aromatische Imidazol-Seitenkette. Es kann neutral oder positiv geladen sein und dient aufgrund seines Bindungspotenzials als natürlicher Katalysator oder häufiger Rest an Enzym-Aktivstellen.

AbkürzungenHis / H
pKa, NH28.97
pKa, COOH1.78
Polarität der SeitenkettePolar
LadungPositiv
Molekulargewicht (g/mol)155.16
KlassifizierungBase

Leucine

Leucin besitzt eine Seitenkette aus einer Isobutylgruppe mit vier vollständig protonierten Kohlenstoffatomen, die in einer voluminösen „Y“-Form angeordnet sind. Es ist zudem die häufigste Aminosäure in Proteinen und eine der größten aliphatischen Aminosäuren.

AbkürzungenLeu / L
pKa, NH29.60
pKa, COOH2.36
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)131.18
KlassifizierungAlkyl

Methionine

Methionin hat eine lineare Seitenkette und enthält eine Sulfidgruppe. Dadurch kann Methionin als reichhaltiger Methylgruppendonor fungieren. Es spielt zudem eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel, bei der Bildung neuer Blutgefäße und bei der Gewebereparatur.

AbkürzungenMet / M
pKa, NH29.21
pKa, COOH2.28
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)149.21
KlassifizierungAlkyl

Proline

Prolin ist eine proteinogene Aminosäure mit einer cyclischen Pyrrolidin-Seitenkette. Beim Menschen ist es nicht essenziell und kann aus Glutaminsäure synthetisiert werden. Prolin ist für das Immunsystem unverzichtbar und spielt zudem eine entscheidende Rolle für die Funktion von Gelenken und Sehnen.

AbkürzungenPro / P
pKa, NH210.60
pKa, COOH1.99
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)115.13
KlassifizierungAlkyl

Threonine

Threonin ist eine essentielle Aminosäure, die eine Hydroxylgruppe enthält, wodurch sie polar und ungeladen ist. Sie weist viele Eigenschaften mit Serin auf und dient als Substrat für Kinasen und Glykosyltransferasen. Sie wird von Codons kodiert, die mit AC beginnen.

AbkürzungenThr / T
pKa, NH29.12
pKa, COOH2.15
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)119.12
KlassifizierungNeutral

Tyrosine

Tyrosin ist eine aromatische Aminosäure, die Phenylalanin ähnelt, jedoch an der para-Position eine Hydroxylgruppe anstelle einer Phenylgruppe aufweist. Es verfügt über einzigartige chemische Eigenschaften und dient als Katalysator und Substrat für eine Vielzahl von Kinasen.

AbkürzungenTyr / Y
pKa, NH29.11
pKa, COOH2.20
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)181.19
KlassifizierungNeutral

Arginine

Arginin ist eine chemisch komplexe Aminosäure mit einer aliphatischen Seitenkette aus drei Kohlenstoffatomen, die in einer Guanidinogruppe endet. Es vermittelt häufig Wechselwirkungen zwischen Proteinen und den negativ geladenen DNA- und RNA-Ketten.

AbkürzungenArg / R
pKa, NH29.09
pKa, COOH2.18
Polarität der SeitenkettePolar
LadungPositiv
Molekulargewicht (g/mol)174.20
KlassifizierungBase

Aspartic Acid

Asparaginsäure verfügt über eine Carbonsäure-Seitenkette, die mit anderen Aminosäuren, Enzymen und Proteinen reagiert. Dank ihrer negativen Ladung und ihres hohen Potenzials für Wasserstoffbrückenbindungen ist sie an zahlreichen molekularen Wechselwirkungen beteiligt.

AbkürzungenAsp / D
pKa, NH29.60
pKa, COOH1.88
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNegativ
Molekulargewicht (g/mol)133.10
KlassifizierungSäure

Glutamic Acid

Glutaminsäure besitzt eine Aminogruppe und zwei Carboxylgruppen, wodurch sie in praktisch allen biologischen Systemen negativ geladen ist. Dadurch kann Glutaminsäure mit positiv geladenen Einheiten, darunter auch Metallionen, Wechselwirkungen eingehen.

AbkürzungenGlu / E
pKa, NH29.67
pKa, COOH2.19
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNegativ
Molekulargewicht (g/mol)147.13
KlassifizierungSäure

Glycine

Glycin ist die einfachste Aminosäure, deren Seitenkette aus einem einzigen Wasserstoffatom besteht. Dadurch eignet es sich ideal für die engen Windungen einiger Polypeptidketten. Glycin wirkt zudem als hemmender Neurotransmitter.

AbkürzungenGly / G
pKa, NH29.60
pKa, COOH2.34
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)75.07
KlassifizierungAlkyl

Isoleucine

Isoleucin besitzt eine verzweigte Kohlenwasserstoff-Seitenkette in L-Form und gilt als eine der größten aliphatischen Aminosäuren. Es kommt vor allem im Muskelgewebe vor und wird durch die Codons AUU, AUC und AUA kodiert.

AbkürzungenIle / I
pKa, NH29.76
pKa, COOH2.32
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)131.18
KlassifizierungAlkyl

Lysine

Lysin ist eine essentielle Aminosäure mit einer Lysyl-Seitenkette. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Proteinbildung, der Vernetzung von Kollagenpolypeptiden, der Aufnahme von Mineralstoffen und der Produktion von Carnitin, das für den Fettsäurestoffwechsel von entscheidender Bedeutung ist.

AbkürzungenLys / K
pKa, NH210.28
pKa, COOH8.90
Polarität der SeitenkettePolar
LadungPositiv
Molekulargewicht (g/mol)146.19
KlassifizierungBase

Phenylalanine

Phenylalanin enthält eine Benzylgruppe als Seitenkette und gilt als die einfachste und am häufigsten vorkommende aromatische Aminosäure in Proteinen. Es ist eine Vorstufe für die Synthese von Tyrosin, Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin und Melanin.

AbkürzungenPhe / F
pKa, NH29.24
pKa, COOH2.58
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)165.19
KlassifizierungAromatisch

Serine

Serin ist eine Aminosäure mit einer Hydroxymethylgruppe als Seitenkette. Es ist die einfachste Hydroxylaminosäure und die dritthäufigste Aminosäure in Proteinen. Serin kann aus Glycin und verschiedenen anderen Stoffwechselprodukten synthetisiert werden.

AbkürzungenSer / S
pKa, NH29.15
pKa, COOH2.21
Polarität der SeitenkettePolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)105.09
KlassifizierungNeutral

Tryptophan

Tryptophan ist sowohl die größte als auch die seltenste Aminosäure, die in Proteinen vorkommt. Tryptophan kommt in der Regel im hydrophoben Kern von Proteinen vor und ist häufig an aromatischen Stapelungen beteiligt. Seine Seitenkette wird von einer Indolgruppe dominiert.

AbkürzungenTrp / W
pKa, NH29.39
pKa, COOH2.38
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)204.23
KlassifizierungAromatisch

Valine

Valin ist eine mittelgroße aliphatische Aminosäure mit einer Seitenkette, die aus einer Propylgruppe besteht, die an der Position C2 an das CA-Molekül gebunden ist. Wie die anderen aliphatischen Aminosäuren kommt Valin häufig in den hydrophoben Kernen von Proteinen vor.

AbkürzungenVal / V
pKa, NH29.72
pKa, COOH2.29
Polarität der SeitenketteUnpolar
LadungNeutral
Molekulargewicht (g/mol)117.15
KlassifizierungAlkyl

Essentielle Aminosäuren

Der menschliche Körper kann 10 der 20 benötigten Aminosäuren selbst herstellen. Die andere Hälfte, die sogenannten essentiellen Aminosäuren, wird über die Nahrung aufgenommen und muss regelmäßig zugeführt werden.

Vom Körper produziert (nicht lebensnotwendig)

  • Alanin
  • Asparagin
  • Asparaginsäure
  • Cystein
  • Glutaminsäure
  • Glutamin
  • Glycin
  • Prolin
  • Serin
  • Tyrosin*

Lieferung durch Foods (Essential)

  • Arginin**
  • Histidin
  • Isoleucin
  • Cystein
  • Lysin
  • Methionin
  • Phenylalanin
  • Threonin
  • Tryptophan
  • Valin

*Zur Produktion wird Phenylalanin benötigt

**Wird von Kindern benötigt, nicht jedoch von Erwachsenen


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