Aminosäuren sind die grundlegenden Bausteine der Proteine. Sie bestehen aus einer Carboxygruppe, einer Aminogruppe und einem organischen Rest. In diesem Artikel erfährst du mehr über die Struktur, Eigenschaften und die Bedeutung von Aminosäuren.
Struktur und Eigenschaften der Aminosäuren
Aminosäuren können entweder α-Aminosäuren (wenn die Aminogruppe am Kohlenstoffatom neben der Carboxygruppe gebunden ist) oder β-Aminosäuren (wenn sie am nächsten Kohlenstoffatom gebunden ist) sein.
α-Aminosäuren besitzen ein Chiralitätszentrum am α-Kohlenstoffatom, was bedeutet, dass sie eine D- und eine L-Form haben. In den Proteinen von höheren Lebewesen findet man hauptsächlich die α-L-Aminosäure.
Aminosäuren als Zwitterionen
Durch die Carboxygruppe können Aminosäuren Protonen abgeben, während sie gleichzeitig Protonen aufgrund der Aminogruppe aufnehmen können. Dies führt zur Bildung von Zwitterionen. In Feststoffen und wässrigen Lösungen liegen Aminosäuren hauptsächlich in dieser Zwitterionenform vor.
Aufgrund ihrer Fähigkeit, Protonen abzugeben oder aufzunehmen, sind Aminosäuren Ampholyte. In saurer Lösung verhalten sie sich als Basen und liegen als Kationen vor, während sie in basischen Lösungen als Säuren wirken und als Anionen vorliegen.
Schmelztemperatur und Löslichkeit von Aminosäuren
Die Schmelztemperatur von Aminosäuren ist normalerweise sehr hoch, da sie als Zwitterionen vorliegen und zwischenmolekulare Ionenbindungen aufweisen. Diese Bindungen erfordern viel Energie, um aufgebrochen zu werden. Daher können die meisten Aminosäuren nicht geschmolzen werden.
Die Löslichkeit von Aminosäuren in Wasser hängt von ihrer Polarität ab. Aufgrund der positiven und negativen Ladungen im Zwitterionmolekül weisen Aminosäuren eine hohe Polarität auf und sind daher gut in polaren Lösungsmitteln wie Wasser löslich. Je größer und unpolarer der organische Rest ist, desto geringer ist die Löslichkeit in Wasser.
Übersicht von Aminosäuren
Aminosäuren werden nicht mit IUPAC-Namen, sondern mit Trivialnamen angegeben. Diese Namen sind wichtig, um die jeweilige Aminosäure zu identifizieren. Hier eine Übersicht der gebräuchlichsten Aminosäuren:
Elektrophorese zur Trennung von Aminosäuren
Die Elektrophorese ist eine Methode zur Trennung von Aminosäuregemischen. Sie basiert auf den unterschiedlichen isoelektrischen Punkten der Aminosäuren bei bestimmten pH-Werten. In einem elektrischen Feld wandern positiv geladene Aminosäuren zum negativ geladenen Pol, während negativ geladene Aminosäuren zum positiv geladenen Pol wandern. Zwitterionen wandern nicht, da sie keine Ladung besitzen.
Faszinierend, wie Aminosäuren die Grundlage des Lebens bilden. Ihre Struktur, Eigenschaften und ihre vielfältigen Funktionen machen sie zu einem spannenden Forschungsgebiet. Es ist erstaunlich, wie kleine Moleküle eine so große Rolle spielen können!
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