Aminosäuren sind [[organische VerbindungenVerbindung]]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.
== 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.
Aminosäuren sind [[Carbonsäuren]], die zusätzlich zur [[Carboxylgruppe]] eine weitere funktionelle Aminogruppe am α-C-Atom enthalten.
Sämtliche Aminosäuren sind in der Lage, Wasserstoffbrücken [[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 Pufferfunktion[[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]].
== 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.
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 Fettsäuren [[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.
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:
==Verwandte Artikel ==Versuch*[[Aminosäuren/Proteine - Chemische Prozesse im menschlichen Körper]]*[[Proteine]]*[[Peptidbindung]] == Experimente == === Pufferwirkung von Aminosäuren ===
Pufferwirkung von Aminosäuren Chemikalien: Universal[[indikator]]lösung, [[PhenolphtaleinPhenolphthalein]], [[Glycin ]] (oder eine andere Aminosäure, verdünnte [[Essigsäure]], verdünnte [[Ammoniak]]lösung
Geräte: 2 Bechergläser (100 ml)
Beobachtung: Die [[pH-Wert]]e beider Lösungen neutralisieren sich
=== Weitere Experimente ===
{{chas|20-2|DC-Trennung von Aminosäuren}}
*[[Eiweißnachweis durch Biuret-Versuch]]
{{Ex-ch|374|3|Hydrolyse und [[Dünnschichtchromatographie]]-Trennung von Aminosäuren und Proteinen}}
{{chas|20-1|Löslichkeit von Aminosäuren in Abhängigkeit vom pH-Wert}}
{{Ex-ec|349|1|Trennung von Aminosäuren durch Elektrophorese}}
{{Ex-ch09|{{fb|453}}|1|[[Aminosäuren]] und [[Proteine]]|Eigenschaften von Aminosäuren und Proteinen}}
{{Ex-ch09|{{fb|453}}|2|Aminosäuren und Proteine|Hydrolyse und [[Dünnschichtchromatographie|Dünnschicht-Chromatografie]]}}
== Quellen ===== Literatur ===Chemie heute Sek. II, Schroedel Verlag, 1998, S. {{cb|-|372 ffChemie heute Sek II, Schroedel Verlag, 1992, S. 378 ff|346}}{{www2}}* Grundfragen der Ernährung, Verlag Handwerk und Technik, S. 101 ff * Kurzlehrbuch Biochemie, Urban und Fischer, 11. Auflage, S. 7 ff * Römpp Chemielexikon, Thieme Verlag, 9. Auflage, S. 160 ff === Internet === * http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/13/bs13-50.htm{{blume|nh3}}httpVersuchsanleitungen der Fa. Conatex://www{{cona|Chemie_Aminosaeuren.biologie.de/biowiki/Aminos%C3%A4urepdf}}, Teil 1http://de{{cona|Chemie_Aminosaeuren_2.wikipedia.org/wiki/Aminos%C3%A4urenpdf}}, Teil 2
Versuchsanleitungen der Fa. Conatex zum Thema {{PAGENAME}} als PDF-Datei zum Download:
* [http://www.conatex.com/mediapool/versuchsanleitungen/VAD_Chemie_Aminosaeuren.pdf Teil 1]
* [http://www.conatex.com/mediapool/versuchsanleitungen/VAD_Chemie_Aminosaeuren_2.pdf Teil 2]