__TOC__Aminosäuren sind [[organische Verbindung]]en, 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 [[Proteine]]n vorkommen (proteinogene Aminosäuren), lassen sie sich zu einer Vielzahl unterschiedlicher Proteine kombinieren. Zum Vergleich eignet sich hier das Alphabet besonders gut: Es besteht nur aus 26 Buchstaben und doch lassen sich diese zu Wörtern, Sätzen und Büchern zusammensetzen.
== Definition Funktionen ==
Die Aminosäuren auch: Aminocarbonsäuren sind eine Gruppe organischer Säuren mit mindestens einer Carboxylgruppe dienen dem Aufbau von Peptiden (-COOHz. 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 mindestens einer Aminogruppe verschiedene Proteine, (NH2pflanzliche, tierische)die im Körper alle unterschiedliche Aufgaben übernehmen.Sie sind Aminosäuren werden vom Körper über die Bausteine der [[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.
Aminosäuren sind [[Carbonsäuren]], die zusätzlich zur [[Carboxylgruppe]] eine weitere funktionelle Aminogruppe am α-C-Atom enthalten.
== Aufgaben == Sämtliche Aminosäuren sind die Bausteine in der ProteineLage, [[Wasserstoffbrücke]]n zu bilden. Die schwefelhaltigen Säuren Cystein und Methionin nehmen zudem noch eine Sonderstellung ein, da sie neben den H-Brücken auch noch Schwefelbrücken bilden können. Diese Bindungsart dient zur Ausbildung und Festigung der Proteinstrukturen.
Die einfachste von ihnen ist das ''Glycin''. Um weitere Aminosäuren aufzubauen, wird das Wasserstoffatom am alpha-C-Atom durch eine Seitenkette (-R) ersetzt. Diese Seitenkette bestimmt die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Moleküls, sodass sich folgende Gruppen einteilen lassen:
* 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 [[Puffer]]funktion, indem sie den [[pH-Wert]] regulieren (sie sind nach außen hin ungeladen, weisen aber NH<sub>3</sub><sup>+</sup> und COO<sup>-</sup> auf).
Erhöhung des [[pH-Wert]]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 NH<sub>3</sub>-Gruppe [[Bild:Pfeil.gif]]Zwitterion wird zum negativen [[Anion]]
Jede Aminosäure hat ihren eigenen 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.
Eine mangelhafte Aufnahme von essentiellen Aminosäuren führt zu einem Stocken der Eiweißsynthese und somit gegebenenfalls zu lebensbedrohlichen Mangelerscheinungen.
== Herstellung ==
Es gibt verschiedene Theorien, wie die Aminosäuren aus unbelebter Materie vorgegangen sein kann. Tatsache ist jedoch, dass sie auf der Erde bereits seit 3 Mrd. Jahren existieren und auch in Meteoriten und Mondgestein vorhanden sind, möglicherweise auch außerhalb des Sonnensystems. (s. Miller- Experiment)
Aminosäuren können hergestellt werden, indem:
* Durch den Abbau von Proteinen zu einem Gemisch von Aminosäuren, die durch spezifische Verfahren (Fällung, Umkristallisation) isoliert werden können. Dabei werden die versch. Löslichkeiten genutzt, welche vom jeweiligen isoelektrischen Punkt abhängig sind.
* Bei der Umsetzung von Halogencarbonsäuren mit [[Ammoniak]].
==== Miller-Experiment ====
[[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 einer Glaskugel im unteren Bereich des Aufbaus wird Wasser erhitzt und simuliert so die Urozeane. Der Wasserdampf steigt in die Reaktionskammer auf, welche mit [[Methan]], [[Wasserstoff|H<sub>2</sub>]] und [[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]] (1,06%)und [[Alanin]] (0,86%) und Spuren einiger weiterer. Verändert man die Zusammensetzung des Gasgemischs, so ändert sich auch die Konzentration der Produkte und können zusätzlich [[Kohlenhydrate]], Nucleotide und [[Fettsäure]]n 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.
Der gesamte Vorgang hat damals mindestens 100 Millionen Jahre in Anspruch genommen!
==Nutzen der Aminosäuren==
[[Bild:Fläschchen.jpg|thumb|100px|Aminosäuren als Nahrungsergänzung]]
Aminosäuren werden auch in Tablettenform o.ä. als Nahrungsergänzungsmittel angeboten. Die Konsumenten erhoffen sich dadurch eine Unterstützung des Immunsystems und vor allem Der Muskulatur. Diese werden hauptsächlich von Sportlern gekauft.
== DNA ==
Siehe zum Aufbau und wissenschaftlichen Nutzen der DNA: