البروتينات والأحماض الأمينية

الأحماض الأمينية هي مركبات عضوية تكون أساسا من  النيتروجين والكربون والهيدروجين والأكسجين، ويوجد 20 نوع من الأحماض الأمينية يحتاجها الجسم لاكتمال نموه

تعمل الأحماض الأمينية بمثابة اللبنات الأساسية للبروتينات، تحفز البروتينات الغالبية العظمى من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية، وتوفر العديد من العناصر الهيكلية للخلية، وتساعد على ربط الخلايا معًا في الأنسجة.

الأحماض الأمينية غير الأساسية تملأ الأدوار الأساسية وتدعم الأحماض الأمينية غير الأساسية في نمو الأنسجة وإصلاحها، ووظيفة المناعة، وتكوين خلايا الدم الحمراء، وتكوين الهرمونات.

يحتوي كل جين في الحمض النووي الخلوي على رمز بنية بروتينية فريدة، ولا يتم تجميع هذه البروتينات بتسلسلات مختلفة من الأحماض الأمينية فحسب، بل يتم أيضًا تجميعها معًا بواسطة روابط مختلفة.

الأحماض الأمينية هي الأساس للبروتينات، وتعتبر بمثابة العمود الفقري النيتروجيني لمركبات مثل النواقل العصبية والهرمونات في الكيمياء، وتعتبر البروتينات سلاسل أو بوليمرات من نوع محدد من الأحماض الأمينية التي تعرف بحمض ألفا أميني

يحتوي كل حمض أميني على 4 مجموعات مختلفة مرتبطة بكربون (وهو C-atom بجوار COOH) وهذه المجموعات الأربع هي: المجموعة الأمينية، مجموعة COOH، ذرة الهيدروجين والسلسلة الجانبية (R)،

إن البيبتيدات هو عبارة عن مركب كيميائي يتكون من سلسلة من اثنين أو أكثر من الأحماض الأمينية، وعادة ما يكون أصغر من البروتين، ويمكن أن تكون الأحماض الأمينية متشابهة أو مختلفة

يجب أن تنثني البروتينات بشكل عام إلى مطابقة دقيقة ثلاثية الأبعاد لأداء وظائفها البيولوجية، في الخلية، يتم مساعدة هذه العملية الأساسية من خلال مرافق جزيئية تعمل على منع اختلال البروتين وتجميعه.

الحمض النووي هو جزيء طويل للغاية يمثل المكون الرئيسي للكروموسومات، وهو المادة التي تنقل الخصائص الوراثية في جميع أشكال الحياة، وهي مكونة من خيطين من النوكليوتيدات ملفوفين حول بعضهما البعض في ترتيب سلمي

تتكون كل أشكال الحياة بشكل أساسي من نفس لبنات البناء DNA و RNA، حيث إن أهم أحد الاختلافات الأساسية بين DNA و RNA، هو أن الحمض النووي ثنائي الشريطة والحمض النووي الريبي واحد.

بدأت ملحمة الحمض النووي في عام 1869، عندما عزل عالم الكيمياء الحيوية السويسري فريدريش "ميشر" مادة جديدة من نوى خلايا الدم البيضاء، كان الباحثون يدركون مؤخرًا أن الخلايا هي الوحدة الأساسية للحياة.

إن بروتينات جسمك في حالة تغير مستمر، وفي ظل الظروف العادية، يفكك جسمك نفس كمية البروتين التي يستخدمها لبناء الأنسجة وإصلاحها، وفي أوقات أخرى، يقوم بتكسير بروتين أكثر مما يمكن أن ينتج.

تحفز البروتينات تقريبًا جميع التفاعلات الكيميائية في الجسم، كما أنها تنظم التعبير الجيني وتشكل العناصر الهيكلية الرئيسية لجميع الخلايا وتنظم جهاز المناعة وتشكل المكونات الرئيسية للعضلات

يحمل ((mRNA)) الشفرة الجينية من الحمض النووي في شكل يمكن التعرف عليه لصنع البروتينات، ويحدد تسلسل ترميز (mRNA) تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين المنتج، وبمجرد نسخها من الحمض النووي

فالين يعتبر حمض أميني أساسي، وهو كاره للماء، ويوجد عادة في داخل البروتينات، ويختلف حمض الفالين عن ثريونين باستبدال مجموعة الهيدروكسيل ببدائل الميثيل

(Leucine) و(Isoleucine) و(Valine) هي أحماض أمينية متفرعة السلسلة (BCAAs)، وتشكل مجموعة مهمة من الأحماض الأمينية، من بين هؤلاء، يعتبر اللوسين هو الأكثر دراسة بسبب معدل الأكسدة الأعلى من الأيزولوسين أو الفالين.

الجليسين هو من الأحماض الأمينية غير الأساسية والأهم والأكثر بساطة في البشر والحيوانات والعديد من الثدييات، بشكل عام، يتم تصنيع الجلايسين من الكولين والسيرين والهيدروكسي برولين وثريونين من خلال التمثيل الغذائي بين الأعضاء

(L-lysine) هو حمض له دور كمغذيات دقيقة ومغذيات ومضاد للاختلاج ومستقلب (Escherichia coli) ومستقلب (Saccharomyces cerevisiae) ومستقلب نباتي ومستقلب بشري ومستقلب للطحالب وهو عبارة عن حمض أميني لعائلة الأسبارتات.

هو حمض أميني أساسي ولكن لا يمكن تصنيعه من قبل الجسم ويجب الحصول عليه من الطعام أو الدواء، ويدعم (Threonine) العديد من الأعضاء مثل الجهاز العصبي المركزي والقلب والكبد والجهاز المناعي.

فينيل ألانين هو حمض أميني أساسي، هذا يعني أن جسم الإنسان غير قادر على تصنيع الفينيل ألانين الخاص به، لذلك يجب على الناس الحصول عليه من المصادر الغذائية بدلاً من ذلك، وبشكل عام، الأطعمة الغنية بالبروتين غنية أيضًا بالفينيل ألانين.

التربتوفان (Trp) هو حمض أميني أساسي في جميع الحيوانات، يتم تصنيعه وتوفيره لمستويات غذائية أعلى عن طريق البكتيريا والفطريات والنباتات، وبالإضافة إلى كونه مكونًا لتخليق البروتين.

الجلوتامين هو الأحماض الأمينية الأكثر وفرة وتنوعًا في الجسم، في الصحة والمرض، يكون معدل استهلاك الجلوتامين من قبل الخلايا المناعية مماثل أو أكبر من الجلوكوز.

مكملات حمض الأسبارتيك ليست ضرورية عادةً في البشر، وعلى الرغم من أن مكملات حمض الأسبارتيك تحظى بشعبية كبيرة بين الأشخاص الذين يرغبون في بناء كتلة العضلات وقوتها، إلا أن هناك القليل من الأدلة التي تثبت أن حمض الأسبارتيك مفيد لهذا الاستخدام.

يلعب السيرين دورًا لا غنى عنه في عملية التمثيل الغذائي، عادة ما يتم تصنيعه بالكامل تقريبًا في الكلى، ويؤدي وجود قيود على توافر البروتين إلى تحريض ملحوظ لتخليق السيرين في الكبد.

حمض الجلوتاميك هو حمض أميني يستخدم في تكوين البروتينات، وفي الجسم يتحول إلى غلوتامات، وهذه مادة كيميائية تساعد الخلايا العصبية في الدماغ على إرسال واستقبال المعلومات من الخلايا الأخرى

الأرجينين يلعب عددًا من الوظائف الحيوية الأخرى، له دور في التوازن الحمضي/ القاعدي، وهو أمر لا يتم تقديره جيدًا سريريًا، لكن دورة اليوريا هي مصدر مهم لاستهلاك البيكربونات وحاسمة للحفاظ على التوازن الحمضي/ الأساسي

يحتوي البرولين على مجموعة أمين ثانوية، تسمى إيمين، بدلاً من مجموعة أمين أولية؛ ولهذا السبب، يسمى البرولين حمض إيمينو، نظرًا لانصهار مجموعة R المكونة من ثلاثة كربون من البرولين في مجموعة (α-nitrogen)،

التيروزين هو حمض أميني غير أساسي ويمكن تشكيله عن طريق الهيدروكسيل للفينيل ألانين في الكبد عندما يكون تناول التيروزين في النظام الغذائي منخفضًا

الأسباراجين هو حمض أميني غير أساسي في البشر، والأسباراجين هو مشتق بيتا أميدو من حمض الأسبارتيك ويلعب دورًا مهمًا في التخليق الحيوي للبروتينات السكرية والبروتينات الأخرى

الأحماض الأمينية هي الأساس للبروتينات، وهي بمثابة العمود الفقري النيتروجيني لمركبات مثل النواقل العصبية والهرمونات، وفي الكيمياء، يعتبر الحمض الأميني مركبًا عضويًا يحتوي على مجموعة وظيفية أمينية (-NH2)