Aminosäuren auch: Aminocarbonsäuren sind organische Verbindungen, die als [[funktionelle Gruppe]]n sowohl eine Carboxyl- ([[Carboxylgruppe|-COOH]]) als auch eine Aminogruppe (NH<sub>2</sub>) enthalten.
Sie sind die kleinsten Bausteine der [[Proteine ]] und obwohl nur 20 verschiedene Aminosäuren in den Proteinen [[Proteine]]n vorkommen (proteinogene Aminosäuren), lassen sie sich auf viele verschiedene Weisen zu vielen unterschiedlichen Proteinen kombinieren. Zum Vergleich eignet sich hier das Alphabet besonders gut. Es besteht nur aus 26 Buchstaben und doch lassen sie sich zu Wörtern, Sätzen und Büchern zusammensetzen.
== Funktionen ==
Die Aminosäuren dienen dem Aufbau von Peptiden (z.B. [[DNS]]), aus denen die [[Proteine ]] aufgebaut werden können, daher auch "Bausteine des Lebens" genannt. Aus ihnen besteht nicht nur die Muskulatur und die Zellwände, sondern auch andere lebenswichtigen Verbindungen, wie z.B. Hormone, Enzyme und die Antikörper des Immunsystems. Es gibt enorm viele und verschiedene Proteine, (pflanzliche, tierische) die im Körper alle unterschiedliche Aufgaben übernehmen.Aminosäuren werden vom Körper über die [[Proteine ]] aufgenommen, welche dann gespalten und resorbiert werden.
In der Neurochemie (chemische Vorgänge in den Nerven) spielen Aminosäuren und ihre Derivate eine wichtige Rolle als Neurotransmitter. Zu ihnen zählen Glycin, Glutamat und Aspartat.
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Aminosäuren sind [[Carbonsäuren]], die zusätzlich zur [[Carboxylgruppe ]] eine weiter funktionelle Aminogruppe am α-C-Atom enthalten.
Sämtliche Aminosäuren sind in der Lage Wasserstoffbrücken zu bilden. Die schwefelhaltigen Säuren Cystein und Methionin nehmen zudem noch eine Sondeerstellung ein, da sie neben den H-Brücken auch noch Schwefelbrücken bilden können. Diese Bindungsart dient zur Ausbildung und Festigung der Proteinstrukturen.
* Saure Aminosäuren enthalten zusätzlich eine Carboxylgruppe. Zu ihnen gehören: Arpartat, Asparagin, Glutaminsäure (Salz: Glutamat)
* Basische Aminosäuren enthalten zusätzlich eine Aminogruppe. Zu ihnen zählen: Arginin, Lysin,
*Polar: (hydrophil) Seitenkette enthält eine Hydroxyl- oder Sulfhydrylgruppe z.B. Serin
*Unpolar: (hydrophob) Seitenkette enthält Kohlenwasserstoffreste z.B. Alanin
== Säure-Basen-Eigenschaften ==
Ein ungeladener Zustand, wie er oft in Strukturformeln dargestellt wird, existiert praktisch nicht. Aminosäuren sind Zwitterionen d.h. sie reagieren sowohl sauer (Protonendonatoren) als auch basisch (Protonenakzeptoren), auch Ampholyte genannt. Dadurch haben sie im Organismus eine Pufferfunktion, indem sie den [[pH-Wert]] regulieren.(Sie sie sind nach außen hin ungeladen, weisen aber NH<sub>3</sub><sup>+</sup> und COO<sup>-</sup> auf).
Erhöhung des [[pH-WertesWert]]es: Wasserstoffion wird an die COO- Gruppe abgegeben [[Bild:Pfeil.gif]]Zwitterion wird zum positiven [[Kation]].
Erniedrigung des pH-Wertes: Abgabe eines Wasserstoffions an die NH3NH<sub>3</sub>-Gruppe [[Bild:Pfeil.gif]]Zwitterion wird zum negativen [[Anion]]
Jede Aminosäure hat ihren eigenen Isoelektrischen isoelektrischen Punkt, bei dem exakt gleich viele Säuregruppen negativ, sowie positiv geladen sind, sprich die Summenladung ist neutral.
Durch diese Säure-Base-Eigenschaften sind die Aminosäuren in der Lage , den [[pH-Wert ]] im Gewebe aufrecht zu erhalten und haben somit eine weitere wichtige Aufgabe. Denn wenn der [[pH-Wert ]] nur minimal aus dem Gleichgewicht kommt, werden der Quellungszustand der Eiweißstoffe, die Funktionen der Zellmembranen, die Wirkungsweise der Enzyme usw. beeinträchtigt. Und schon bei einer Abweichung von 0,5-0,6 kann der Tod infolge einer Acidose ([[pH-Wert ]] zu niedrig) oder Alkalose ([[pH-Wert ]] zu hoch) eintreten.
== Essentielle Aminosäuren ==
Essentielle Aminosäuren können vom Körper nicht selbst synthetisiert, sondern müssen mit der Nahrung ([[Proteine]]) aufgenommen werden. Für den Menschen sind dies Isoleucin, Leucin, Lysin, Metheonin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Daneben werden einige Aminosäuren als semi-essentiell bezeichnet, da diese nur in bestimmten Situationen bzw. bei erhöhtem Bedarf oder Mangelerscheinungen gezielt mit der Nahrung aufgenommen werden müssen z.B. Wachstum, Verletzungen. Als semi-essentiell gelten Histidin, Arginin, Tyrosin und Cystein.
Die letzten beiden nehmen eine Sonderstellung ein, da sie aus den essentiellen Aminosäuren Metheonin und Phenylalanin synthetisiert werden können.
[[Bild:Urey-Miller-text.jpg|thumb|200px|Aufbau des Miller-Experiments]]
Stanley L. Miller stellte 1953 an der University of Chicago in einem Experiment die Entstehung erster organischer Moleküle aus anorganischer Materie, wie zu Beginn der Erdgeschichte, im Labor nach.
Seine Apparatur war wie folgt aufgebaut: in In einer Glaskugel im unteren Bereich des Aufbaus wir Wasser erhitzt und simuliert so die Urozeane. Der Wasserdampf steigt in die Reaktionskammer auf, welche mit [[Methan]], H2 [[Wasserstoff|H<sub>2</sub>]] und NH3 [[Ammoniak|NH<sub>3</sub>]] gefüllt ist. Mittels zweier Elektroden, die in die Reaktionskammer ragen, werden Blitze erzeugt, welche die Reaktion des Gasgemischs mittels der durch sie zugeführten Energie katalysieren. Als Endprodukte dieses Vorgangs entstehen überwiegend Teer und unbedeutende [[Carbonsäuren]], aber auch viele Aminosäuren, wie Glycin (1,05906%)und Alanin (0,85986%) und Spuren einiger weiterer. Verändert man die Zusammensetzung des Gasgemischs, so ändert sich auch die Konzentration der Produkte und können zusätzlich Kohlenhydrate, Nucleotide und Fettsäuren entstehen. Dies ist der wundervolle Ursprung der biologischen Evolution. 1969 fand man dieselbe Aminosäurenzusammensetzung, wie beim Miller-Experiment in einem Meteoriten in Australien.
1970 folgte ein Experiment des Wissenschaftlers Fox zur Entstehung der Urzellen, mittels Erhitzung bestimmter Proteine. Hiernach war es nur noch ein kleiner Schritt bis zur Entstehung der Erbsubstanz.
Pufferwirkung von Aminosäuren
Chemikalien: Universalindikatorlösung, Phenolphtalein, Glycin (oder eine andere Aminosäure, verdünnte [[Essigsäure]], verdünnte Ammoniaklösung[[Ammoniak]]lösung
Geräte: 2 Bechergläser (100 ml)
* In das Glas mit der Essigsäure außerdem einige ml Universalindikatorlösung
* In das Glas mit der Ammoniaklösung die Phenolphtaleinlösung hinzufügen
* Zum Schluss in jedes Becheglas Becherglas eine Spatelportion Glycin geben und umrühren
Beobachtung: Die [[pH-Werte Wert]]e beider Lösungen neutralisieren sich
== Quellen ==
==== Literatur ====
Chemie heute Sek. II, Schroedel Verlag, 1998, S. 372 ff
Römpp Chemielexikon, Thieme Verlag, 9. Auflage, S. 160 ff