Axit amin và protein là chất trung gian của quá trình chuyển đổi từ thế giới khoáng sản sang vật chất sống.
Như tên gọi của chúng, axit amin là các chất hữu cơ nhị phân: chúng được cấu thành bởi chức năng amino (-NH2) và bởi chức năng carboxylic (-COOH); chúng có thể là α, β, γ, v.v., tùy thuộc vào vị trí chiếm giữ của nhóm amino đối với nhóm carboxyl:
 |  |  |
| axit alpha-amino | axit beta-amino | axit gamma-amino |
Các axit amin quan trọng về mặt sinh học là tất cả các axit amin.
Cấu trúc protein bao gồm hai mươi axit amin.
Như có thể thấy từ các cấu trúc chung được trình bày ở trên, các axit amin đều có một phần chung và một phần khác đặc trưng cho chúng (đại diện chung cho R) .
Trong số hai mươi axit amin, mười chín là hoạt động quang học (chúng làm lệch mặt phẳng của ánh sáng phân cực).
Hầu hết các axit amin chỉ có một nhóm amin và một carboxyl, vì vậy chúng được gọi là axit amin trung tính ; những người có thêm một carboxyl được gọi là axit amin trong khi những người có thêm nhóm amin là axit amin cơ bản .
Axit amin là các chất kết tinh rắn và có độ hòa tan tốt trong nước.
Việc thiếu một số axit amin trong chế độ ăn uống dẫn đến những thay đổi nghiêm trọng trong phát triển; trong thực tế, cơ thể người không thể tổng hợp một số axit amin được gọi chính xác là thiết yếu (chúng phải được đưa vào chế độ ăn uống), trong khi nó chỉ có thể tự sản xuất một số axit amin (những chất không thiết yếu).
Một trong những căn bệnh do thiếu axit amin thiết yếu là một trong những bệnh được biết đến với tên kwashiorkor (một từ có nguồn gốc từ một phương ngữ châu Phi có nghĩa là "thứ nhất và thứ hai"); Bệnh này ảnh hưởng đến đứa con đầu lòng nhưng sau khi sinh đứa con thứ hai vì sữa mẹ chứa lượng protein chính xác bị thiếu từ lần đầu tiên. Bệnh này, do đó, phổ biến trong các quần thể thiếu dinh dưỡng và liên quan đến tiêu chảy, thiếu thèm ăn dẫn đến sự suy yếu dần dần của sinh vật.
Như đã đề cập, các axit amin tự nhiên, ngoại trừ glycine (nó là axit a-amin với hydro thay vì nhóm R và nhỏ nhất trong số hai mươi), có hoạt tính quang học do có ít nhất một carbon không đối xứng. Trong các axit amin tự nhiên, cấu hình tuyệt đối của carbon không đối xứng mà chỉ có các nhóm amin và carboxyl bị ràng buộc, thuộc về chuỗi L ;
Axit D-amino không bao giờ trở thành một phần của cấu trúc protein.
Nhớ lại rằng:
DNA ---- phiên mã → m-RNA ---- dịch → protein
Phiên mã có thể mã hóa dưới dạng axit L-amino; Các axit D-amino có thể được chứa trong các cấu trúc phi protein (ví dụ trong thành tế bào của vi khuẩn: trong vi khuẩn không có thông tin di truyền để có axit D-amino cho vai trò bảo vệ, tuy nhiên, có thông tin di truyền cho enzyme người chăm sóc bức tường phủ vi khuẩn).
Chúng ta hãy quay trở lại với các axit amin: cấu trúc khác nhau của nhóm R xác định các đặc điểm riêng của từng axit amin và đóng góp cụ thể vào các đặc tính của protein.
Do đó, người ta đã nghĩ rằng, để phân chia các axit amin theo bản chất của nhóm R:
Các axit amin phân cực nhưng không có điện tích (7):
Glycine (R = H-)
Huyết thanh (R = HO-CH2-)
threonine
Threonine có hai trung tâm đối xứng: trong tự nhiên chỉ có threonine 2S, 3R.
Threonine là một axit amin thiết yếu (không bị nhầm lẫn với thiết yếu: tất cả các axit amin đều cần thiết), vì vậy nó phải được thực hiện với chế độ ăn uống, ví dụ như ăn thực phẩm có chứa nó bởi vì như đã nói, trong các tế bào của con người không có di sản có thể sản xuất axit amin này (di sản này có mặt trong nhiều loại thực vật và tốt hơn).
Nhóm hydroxyl của serine và threonine có thể được ester hóa với một nhóm phosphoryl (thu được phosphoserine và phosphotreonin), quá trình này được gọi là phosphoryl hóa ; phosphoryl hóa được sử dụng trong tự nhiên để dịch các tín hiệu giữa bên trong và bên ngoài tế bào.
Cystein (R = HS-CH2-)
Các sulfhydryl của cysteine dễ bị proton hơn so với hydroxyl của serine: lưu huỳnh và oxy đều thuộc nhóm thứ sáu nhưng lưu huỳnh dễ bị oxy hóa hơn vì nó có kích thước lớn hơn.
Tyrosine [R = HO- (C6H4) -CH2-]
NB
(C6H4) = vòng benzen thay thế
Cũng như đối với serine và threonine, hydroxyl có thể được ester hóa (phosphorylated).
Măng tây (R = NH2-CO-CH2-)
Glutamine (R = NH2-CO-CH2-CH2-)
Axit amin không phân cực (8)
họ có các nhóm bên kỵ nước; trong lớp này, chúng tôi phân biệt:
Aliphatic :
Alanine (R = CH3-)
Valine (R = (CH3) 2-CH-) cần thiết
Leucine (R = (CH3) 2-CH-CH2-) cần thiết
Isoleucine (R =
Methionine (R = CH3-S-CH2-CH2-) cần thiết
Màng tế bào được tạo thành từ một lớp lipid kép với protein được neo do đặc tính kỵ nước của chúng do đó chúng có chứa alanine, valine, isoleucine và leucine. Methionine, mặt khác, là một axit amin hầu như luôn luôn xuất hiện với số lượng nhỏ (khoảng 1%).
Proline
Thơm
Phenylalanine (R = Ph-CH2-) Ph = phenyl: benzen đơn chất cần thiết
Tryptophan (R =
Hai axit amin này, có mùi thơm, hấp thụ bức xạ cực tím gần (khoảng 300nm); do đó có thể khai thác kỹ thuật quang phổ UV để xác định nồng độ của một protein đã biết có chứa các axit amin đó.
Axit amin có điện tích (5)
Đổi lại, chúng được phân biệt trong:
Các axit amin axit (có dư lượng cực có điện tích âm ở pH 7) là như vậy bởi vì chúng có khả năng mang lại điện tích dương H +:
Axit glutamic (R =
Các axit amin này có nguồn gốc từ asparagine và glutamine tương ứng; trong tự nhiên có tất cả bốn và điều này có nghĩa là có một thông tin cụ thể cho từng người trong số họ, tức là có một bộ ba cơ sở trong DNA mã hóa cho mỗi người trong số họ.
Các axit amin cơ bản (có dư lượng cực có điện tích dương ở pH 7) là như vậy bởi vì chúng có thể chấp nhận điện tích dương H +:
Lysine (R =
Arginine (R =
Histidine (R =
Có các protein trong đó có các dẫn xuất của axit amin trong chuỗi bên: ví dụ, có thể có một photphoine (không có thông tin di truyền nào mã hóa phosphoine chỉ với serine); Phosphoine là một sửa đổi sau dịch mã : sau khi quá trình tổng hợp protein đã xảy ra
DNA ---- phiên mã → m-RNA ---- dịch → protein
sửa đổi sau dịch mã như vậy có thể xảy ra trên chuỗi bên của protein.
Xem thêm: Protein, một cái nhìn về hóa học
