الحمض الأميني
تعتبر الأحماض الأمينية الوحدات الأساسية التي تشكل العناصر الحيوية في الكائنات الحية. هذه الوحدات العضوية الصغيرة ترتبط ببعضها البعض لتشكل سلاسل قصيرة تُعرف باسم البيبتيدات (المونومرات)، أو سلاسل طويلة غير متفرعة تُسمى بولي بيبتيدات، والتي تمثل البروتينات. تقوم بعض هذه البروتينات بأدوار حيوية مثل كإنزيمات أو أجسام مضادة، أو تعمل على توفير الدعم الهيكلي للجسم.
يستطيع الجسم إنتاج الأحماض الأمينية بوسائل ثلاث رئيسية: عملية التحلل السكري لهضم السكريات، دورة حمض السيتريك لتفكيك الدهون والكربوهيدرات، ومسار فوسفات البنتوز الذي يحدث أثناء عملية التمثيل الضوئي في النباتات.
تركيب الحمض الأميني في الجسم
يعتبر كل من الجلوتامات والجلوتامين حمضين أمينيين ضروريين في امتصاص النيتروجين والأمونيا، مما يؤدي إلى إنتاج الأحماض الأمينية اللازمة للجسم. يعتمد تشكيل الحمض الأميني على وجود حمض ألفا كيتو المناسب، والذي يتم استخدامه لتكوين الحمض الأميني المطلوب.
يتكون الحمض الأميني من ذرة كربون مركزية ترتبط بروابط تساهمية مع ذرة هيدروجين ومجموعة أمين وذرة كربون أخرى، بالإضافة إلى مجموعة كاربوكسيل ومجموعة جانبية تختلف من حمض إلى آخر. يمكن تصنيف الأحماض الأمينية بناءً على تركيب المجموعات الجانبية إلى:
المجموعات العطرية، وهي الأحماض الأمينية التي تحتوي مجموعاتها الجانبية على حلقة (مثل هيستيدين، فينيل ألانين، تريبتوفان، تيروسين). تعتبر هذه الأحماض أساسية ويتعين على الجسم الحصول عليها من الغذاء، لأنها لا يمكن تصنيعها داخله.
الأحماض الأمينية الحمضية: تتواجد في الوسط الحمضي لجسم الإنسان الذي يبلغ قيمة الحموضة فيه (pH=7.4).
أنواع الأحماض الأمينية
توجد نوعان رئيسيان من الأحماض الأمينية:
الأحماض الأساسية: وهي تسعة أحماض يحصل عليها الجسم من خلال الغذاء ولا يمكنه تصنيعها بنفسه، وهذه تشمل هيستيدين، فينيل ألانين، تريبتوفان، ثريونين، ايسوليوسين، لايسين، ميثيونين، فالين.
الأحماض غير الأساسية: عددها 11 ويمكن للجسم تصنيعها داخلياً، وتشمل ألانين، أرجينين، أسباراجين، أسبارتايد، سيستين، جلوتاميك أسيد، جلوتامين، جلايسين، برولاين، سيرين، تيروسين.
الأحماض الأمينية الأساسية المشروطة: تعتبر عادة أحماض غير أساسية يصنعها الجسم في الظروف الطبيعية، ولكن في حالات المرض أو الضغط النفسي أو الجسدي، يحتاج الجسم إلى تزويد خارجي بها. تشمل هذه الأحماض: أرجينين، سيستين، جلوتامين، جلايسين، برولاين، سيرين، تيروسين، والأورنيثين.
تصنيف الأحماض الأمينية
يمكن تصنيف الأحماض الأمينية ضمن أربع فئات بناءً على خصائص المجموعة الجانبية:
- أحماض أمينية قطبية.
- أحماض أمينية غير قطبية.
- أحماض أمينية سالبة الشحنة.
- أحماض أمينية موجبة الشحنة.
الأحماض الأمينية والبروتينات: إن ترتيب الأحماض الأمينية هو الذي يحدد التركيب والشكل والوظيفة البيولوجية للبروتين، بالإضافة إلى خصائصه الفيزيائية والكيميائية. على سبيل المثال، يُعتبر هرمون الأنسولين أبسط بروتين حيث يتكون من 51 حمضاً أمينياً. ومع وجود 20 نوعاً من الأحماض الأمينية المختلفة، يتمكن الجسم من إنتاج عدد كبير جداً من البروتينات نتيجة لتنوع التوزيع والاحتمالات في تسلسل البروتين.