ในธรรมชาติมีสารสองกลุ่ม: อินทรีย์และอนินทรีย์ หลังรวมถึงสารประกอบเช่นไฮโดรคาร์บอน, แอลไคน์, แอลคีน, แอลกอฮอล์, ลิปิด, นิวคลีอิกและกรดอื่น ๆ, โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต, กรดอะมิโน สารเหล่านี้มีไว้เพื่ออะไรเราจะบอกในบทความนี้ สารประกอบอินทรีย์ทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน นอกจากนี้ยังอาจมีออกซิเจน กำมะถัน ไนโตรเจน และองค์ประกอบอื่นๆ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาโปรตีน กรด ออกไซด์ กรดอะมิโน เป็นวิชาเคมี เป็นการสำรวจคุณสมบัติและลักษณะของสารแต่ละกลุ่ม
กรดอะมิโน - มีไว้เพื่ออะไร
พวกมันมีความสำคัญต่อร่างกายของสิ่งมีชีวิตใดๆ ในโลก เนื่องจากพวกมันเป็นส่วนประกอบของสารที่สำคัญที่สุด - โปรตีน โดยรวมแล้วมีกรดอะมิโน 21 ชนิดที่ทำให้เกิดสารประกอบเหล่านี้ แต่ละอะตอมประกอบด้วยไฮโดรเจน ไนโตรเจน คาร์บอน และออกซิเจน โครงสร้างทางเคมีของสารเหล่านี้มีหมู่อะมิโน NH2 ซึ่งเป็นที่มาของชื่อ
กรดอะมิโนประกอบเป็นโปรตีนได้อย่างไร
ข้อมูลสารอินทรีย์เกิดขึ้นในสี่ขั้นตอนโครงสร้างประกอบด้วยโครงสร้างหลัก, ทุติยภูมิ, ตติยภูมิและควอเทอร์นารี แต่ละตัวมีคุณสมบัติเฉพาะของโปรตีน ปฐมวัยกำหนดจำนวนและลำดับการจัดตำแหน่งของกรดอะมิโนในสายพอลิเปปไทด์ รองคือโครงสร้างเกลียวอัลฟ่าหรือเบต้า อันแรกเกิดจากการบิดของสายโซ่โพลีเปปไทด์และการเกิดพันธะไฮโดรเจนภายในเส้นเดียว
ที่สอง - เนื่องจากการเกิดขึ้นของพันธะระหว่างกลุ่มของอะตอมของสายโซ่โพลีเปปไทด์ต่างๆ โครงสร้างตติยภูมิคือเฮลิเคียลอัลฟาและโครงสร้างเบตาที่เชื่อมต่อถึงกัน สามารถเป็นได้สองประเภท: ไฟบริลลาร์และทรงกลม อันแรกเป็นเส้นยาว โปรตีนที่มีโครงสร้างดังกล่าว ได้แก่ ไฟบริน ไมโอซิน ซึ่งอยู่ในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ และอื่นๆ ประการที่สองมีรูปแบบของขดลวด โปรตีนทรงกลม ได้แก่ อินซูลิน เฮโมโกลบินและอื่น ๆ อีกมากมาย ในร่างกายของสิ่งมีชีวิต ออร์แกเนลล์เซลล์พิเศษ ไรโบโซม มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีนจากกรดอะมิโน ข้อมูลเกี่ยวกับโปรตีนที่จะผลิตนั้นถูกเข้ารหัสใน DNA และถูกส่งไปยังไรโบโซมโดย RNA
กรดอะมิโนคืออะไร
สารประกอบที่เกิดจากโปรตีน มีเพียง 21 ชนิดเท่านั้นในธรรมชาติ บางส่วนของร่างกายมนุษย์สามารถสังเคราะห์ในการเผาผลาญ (เมตาบอลิซึม) ในขณะที่คนอื่นไม่ได้ โดยทั่วไปในธรรมชาติมีกรดอะมิโนเช่น: ฮิสติดีน, วาลีน, ไลซีน, ไอโซลิวซีน, ลิวซีน, ธรีโอนีน, เมไทโอนีน, ฟีนิลอะลานีน, ทริปโตเฟน, ซิสเทอีน,ไทโรซีน, อาร์จินีน, อะลานีน, กลูตามีน, แอสปาราจีน, ไกลซีน, โพรลีน, คาร์นิทีน, ออร์นิทีน, ทอรีน, ซีรีน กรดอะมิโน 9 ตัวแรกที่ระบุไว้ข้างต้นมีความจำเป็น นอกจากนี้ยังมีเงื่อนไขที่จำเป็น - สิ่งที่ร่างกายสามารถใช้แทนสิ่งที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในกรณีที่รุนแรง ตัวอย่างเช่น ไทโรซีนและซิสเทอีน ครั้งแรกสามารถใช้แทนฟีนิลอะลานีนและครั้งที่สอง - หากไม่มีเมไทโอนีน กรดอะมิโนที่จำเป็นในอาหารเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการรับประทานอาหารเพื่อสุขภาพ
มีอาหารอะไรบ้าง
- วาลีน - เนื้อปลา
- ฮิสติดีน - บัควีท ซีเรียล ปลาแดง หมู สัตว์ปีก
- ไอโซลิวซีน - ไข่ เนื้อ ปลา นม ชีส คอทเทจชีส
- ลิวซีน - เหมือนกับไอโซลิวซีน
- เมไทโอนีน - ซีเรียล ถั่วลิสง วอลนัท พิสตาชิโอ ธัญพืช
- Threonine - เนื้อ ซีเรียล เห็ด
- ทริปโตเฟน - ไก่งวง กระต่าย หมู ปลาทู
- ฟีนิลอะลานีน - เนื้อสัตว์ ถั่ว ถั่วลันเตา ถั่วเลนทิล ถั่วเหลือง ปลา คอทเทจชีส นม ชีส
กรดอะมิโนอื่นๆ ทั้งหมดในอาหารที่มนุษย์บริโภคอาจไม่สามารถกักเก็บได้ เนื่องจากร่างกายสามารถผลิตได้ด้วยตัวเอง แต่ก็ยังเป็นที่พึงปรารถนาที่กรดอะมิโนบางส่วนมาจากอาหาร กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็นส่วนใหญ่พบได้ในอาหารชนิดเดียวกับที่จำเป็น เช่น เนื้อสัตว์ ปลา นม ซึ่งเป็นอาหารที่มีโปรตีนสูง
บทบาทของกรดอะมิโนแต่ละชนิดในร่างกายมนุษย์
แต่ละสารเหล่านี้ทำหน้าที่เฉพาะในร่างกาย จำเป็นสำหรับความสมบูรณ์กรดอะมิโนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับชีวิต ดังนั้นการบริโภคอาหารในปริมาณที่เพียงพอจึงเป็นสิ่งสำคัญมาก
เนื่องจากวัสดุก่อสร้างหลักสำหรับร่างกายของเราคือโปรตีน เราจึงกล่าวได้ว่าสารที่สำคัญและจำเป็นที่สุดคือกรดอะมิโน ทำไมไม่สามารถถูกแทนที่ได้ตอนนี้เราจะบอกคุณ ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว กรดอะมิโนกลุ่มนี้รวมถึงฮิสติดีน วาลีน ลิวซีน ไอโซลิวซีน ทรีโอนีน เมไทโอนีน ฟีนิลอะลานีน ทริปโตเฟน สารประกอบทางเคมีแต่ละชนิดเหล่านี้มีบทบาทเฉพาะในร่างกาย ดังนั้นวาลีนจึงจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตเต็มที่ ดังนั้นอาหารที่มีปริมาณมากจึงต้องมีในปริมาณที่เพียงพอในอาหารของเด็ก วัยรุ่น และนักกีฬาที่ต้องการเพิ่มความเข้มข้นของมวลกล้ามเนื้อ ฮิสทิดีนยังมีบทบาทสำคัญ - มันมีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเฮโมโกลบิน (ซึ่งเป็นสาเหตุที่แนะนำให้เพิ่มปริมาณโจ๊กบัควีทที่บริโภคในเลือดในปริมาณต่ำ) ร่างกายต้องการลิวซีนเพื่อสังเคราะห์โปรตีน และรักษาการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
Lysine - หากไม่มีสารนี้ แคลเซียมก็จะไม่ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย ดังนั้นจึงไม่ควรให้กรดอะมิโนนี้ขาด - คุณต้องเพิ่มปลา ชีส และผลิตภัณฑ์นมอื่นๆ ในอาหารของคุณ ทริปโตเฟนจำเป็นสำหรับการผลิตวิตามินบี เช่นเดียวกับฮอร์โมนที่ควบคุมความหิวและอารมณ์สารนี้เป็นส่วนหนึ่งของยาที่ช่วยให้สงบและขจัดอาการนอนไม่หลับ ร่างกายใช้ฟีนิลอะลานีนเพื่อผลิตฮอร์โมน เช่น ไทโรซีนและอะดรีนาลีน สารนี้ยังสามารถเป็นส่วนหนึ่งของยาที่กำหนดสำหรับการนอนไม่หลับหรือภาวะซึมเศร้า
กรดอะมิโนในแง่ของเคมี
คุณรู้อยู่แล้วว่าส่วนประกอบของโปรตีนและสารสำคัญสำหรับมนุษย์คือกรดอะมิโน เราได้พิจารณาแล้วว่าสารประกอบเหล่านี้มีไว้เพื่ออะไร ตอนนี้มาดูคุณสมบัติทางเคมีของพวกมันกัน
คุณสมบัติทางเคมีของกรดอะมิโน
แต่ละอันมีลักษณะเฉพาะตัว แม้ว่าจะมีคุณลักษณะทั่วไป เนื่องจากองค์ประกอบของกรดอะมิโนอาจแตกต่างกันและรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน คุณสมบัติจะแตกต่างกันเล็กน้อย คุณลักษณะทั่วไปของสารทั้งหมดในกลุ่มนี้คือความสามารถในการควบแน่นเพื่อสร้างเปปไทด์ กรดอะมิโนยังสามารถทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัสเพื่อสร้างกรดไฮดรอกซี น้ำ และไนโตรเจน
นอกจากนี้ พวกเขายังโต้ตอบกับแอลกอฮอล์ ในกรณีนี้จะเกิดเกลือไฮโดรคลอไรด์ของอีเธอร์และน้ำ สำหรับปฏิกิริยาดังกล่าว จำเป็นต้องมีกรดไฮโดรคลอริกในสถานะการรวมตัวของก๊าซเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
จะตรวจจับการปรากฏตัวของพวกเขาได้อย่างไร
เพื่อตรวจสอบการมีอยู่ของสารเหล่านี้ มีปฏิกิริยาเชิงคุณภาพพิเศษของกรดอะมิโน ตัวอย่างเช่น ในการตรวจหาซิสเทอีน คุณต้องเติมตะกั่วอะซิเตท รวมทั้งใช้ความร้อนและสื่อที่เป็นด่าง โดยที่ตะกั่วซัลไฟด์ควรก่อตัวขึ้นซึ่งตกตะกอนสีดำ นอกจากนี้ ปริมาณของกรดอะมิโนในสารละลายสามารถกำหนดได้โดยการเพิ่มกรดไนตรัสลงไป พวกเขารับรู้สิ่งนี้ได้จากปริมาณไนโตรเจนที่ปล่อยออกมา
