Aminosäuren gehören zu den grundlegendsten Molekülen der Biochemie. Sie sind die kleinsten Bausteine, aus denen Peptide und Proteine aufgebaut sind. Dieser Artikel erklärt, was Aminosäuren chemisch ausmacht, welche 20 am Aufbau von Proteinen beteiligt sind und wie aus ihnen Peptide entstehen.
Was sind Aminosäuren?
Eine Aminosäure vereint zwei chemische Gruppen: eine basische Aminogruppe und eine saure Carboxylgruppe, beide gebunden an ein zentrales Kohlenstoffatom. Zusätzlich trägt sie eine variable Seitenkette, den sogenannten Rest. Weil sie saure und basische Anteile besitzt, ist eine Aminosäure amphoter. Die Seitenkette verleiht den 20 proteinogenen Aminosäuren ihre unterschiedlichen Eigenschaften.
Die 20 proteinogenen Aminosäuren
Als proteinogen bezeichnet man die 20 Standard-Aminosäuren, die zum Aufbau von Proteinen verwendet werden; jede wird durch ein Basentriplett codiert. Dazu zählen unter anderem Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Phenylalanin, Tryptophan, Methionin, Serin, Threonin, Cystein, Tyrosin, Asparagin, Glutamin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Lysin, Arginin und Histidin. Nach Art der Seitenkette unterscheidet man unpolare, polare sowie geladene Aminosäuren.
Essenziell, nicht-essenziell und bedingt essenziell
- Essenziell: nicht selbst herstellbar, über die Nahrung nötig (Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin).
- Nicht-essenziell: vom Körper selbst aufbaubar (etwa Alanin, Asparaginsäure, Glutaminsäure).
- Bedingt essenziell: in bestimmten Phasen wie Wachstum oder Erkrankung nicht ausreichend selbst herstellbar (etwa Arginin, Cystein, Glutamin, Glycin, Prolin, Tyrosin).
Diese Einteilung ist rein biochemisch und stellt keine Empfehlung zur Einnahme dar.
Wie aus Aminosäuren Peptide und Proteine entstehen
Aminosäuren verbinden sich über die Peptidbindung: Die Carboxylgruppe der einen reagiert mit der Aminogruppe der nächsten, unter Abspaltung von Wasser. Zwei Aminosäuren ergeben ein Dipeptid, bis etwa 50 Aminosäuren ein Peptid und deutlich längere Ketten ein Protein. Die Abfolge der Aminosäuren ist genetisch festgelegt und bestimmt Faltung und Funktion des Moleküls.
Aminosäuren und Peptide im Zusammenhang
Peptide sind kurze Ketten aus wenigen Aminosäuren. Der Unterschied zwischen Aminosäure, Peptid und Protein liegt in Anzahl und Anordnung der Bausteine, vergleichbar mit einem kurzen Wort gegenüber einem ganzen Satz. Einen Überblick bietet der Beitrag Was sind Peptide?
Welche Rolle spielen Aminosäuren im Körper?
Proteine und Peptide sind Bestandteil von Gewebe, wirken als Enzyme oder Antikörper; viele Hormone wie Insulin sind chemisch Peptide. Einzelne Aminosäuren dienen als Ausgangsstoff weiterer Moleküle, etwa Tryptophan für Serotonin oder Tyrosin für Katecholamine.
Fazit
Aminosäuren bilden mit Aminogruppe, Carboxylgruppe und variablem Rest die Grundlage für Peptide und Proteine. Ihre Einteilung und das Prinzip der Peptidbindung geben einen grundlegenden Einblick in die Biochemie des Lebens.
Quellen
- DocCheck Flexikon – Aminosäure
- AMBOSS – Aminosäuren und Proteine
- Wikipedia – Peptidbindung