Diese Klassifizierung richtet sich nach den Eigenschaften des Rests, da der Aminocarbonteil weitgehend identisch ist.
Die ungeladenen Aminosäuren heißen Glycin, Alanin, Valin, Cystein, Methionin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Phenylalanin und Tryptophan.
Polar und ungeladen sind Serin, Threonin, Tyrosin, Asparagin und Glutamin.
Unter die polar und geladenen Aminosäuren fallen Aspartat, Glutamat, Histidin, Lysin und Arginin.
Von diesen sind Valin, Leucin, Isoleucin, Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Threonin und Lysin essentiell und können nicht vom Körper synthetisiert werden. Semi-essentiell sind Tyrosin und Cystein, da diese nur aus essentiellen Aminosäuren hergestellt werden können.
Bei der Aufnahme proteinhaltiger Nahrung werden die Eiweiße im Magen und im Dünndarm von der Magensäure und Enzymen in kleinere Bruchstücke zerlegt, welche je nach Länge als Poly- oder Oligopeptide bezeichnet werden.
Im Dünndarm werden von diesen Peptiden enzymatisch die endständigen Aminosäuren abgetrennt, so dass sie als Dipeptide (zwei verknüpfte Aminosäuren) vorliegen. Nach Aufnahme in die Darmzellen werden sie in einzelne Aminosäuren gespalten und über die Pfortader zur Leber transportiert.
In der Leber werden die Aminosäuren zum Teil in andere umgewandelt und anschließend über das Blut zu ihren Zielgeweben befördert.
Beim Abbau körpereigener Proteine (Muskulatur) werden diese ebenfalls zu einzelnen Aminosäuren gespalten und gelangen über den Blutkreislauf zu den Geweben.
Aminosäurestoffwechsel
Die Aminosäuren werden im Körper durch verschiedene enzymgesteuerte Reaktionsarten verstoffwechselt.
Einer dieser Wege ist die Decarboxylierung, bei der durch Aminosäure- Decarboxylasen über die Entfernung der Carboxylgruppe (bzw. CO2) biogene Amine (z.B. Histamin, Dopamin) und Kohlenstoffdioxid entstehen.
Einen anderen wichtigen Stoffwechselweg stellt die Transaminierung dar, bei der aber die Aminosäuren nicht abgebaut, sondern die Aminogruppen gegen andere funktionelle Gruppen ausgetauscht werden.
Eine Abbauart stellt die nichtoxidative Desaminierung dar, bei der durch Aminosäure-Ammonium-Lyasen die Aminogruppe abgespalten wird und eine Doppelbindung entsteht. Bei der Reaktion fällt Ammoniak an.
Ein weiterer Abbauweg ist die oxidative Desaminierung, wobei auch die Aminogruppe entfernt wird. Hierbei werden die Aminosäuren unter Dehydrierung zur Iminosäure abgebaut und dann zu ?-Ketosäure und Ammoniak (NH3) hydrolysiert.
Der dabei frei werdende Wasserstoff wird an NAD+ gebunden.
Aminosäureabbau
Die verschiedenen Aminosäuren werden dabei gruppenweise zu unterschiedlichen Produkten abgebaut.
Phenylalanin und Tyrosin werden in Fumarat und Acetoacetat gespalten.
Asparagin und Aspartat reagieren zu Oxalacetat.
Arginin, Histidin, Prolin und Glutamin werden über das Glutamat zu ?-Ketoglutarat umgewandelt, welches ein Zwischenprodukt im Citratzyklus ist und dieses bei Verbrauch ersetzt.
Valin, Methionin und Isoleucin gehen ins Succinyl-CoA über, wobei beim Weg des Isoleucins stattdessen auch Acetyl-CoA gebildet werden kann.
Alanin, Cystein, Glycin, Serin und Threonin werden über die Reaktion zum Pyruvat abgebaut.
Die entstandenen Stoffe Fumarat, Oxalacetat, ?-Ketoglutarat, Succinyl-CoA, Acetyl-CoA und Pyruvat gehen anschließend in den Citratzyklus ein.
Das Acetoacetat und teilweise auch das Acetyl-CoA werden über die Ketonkörperbildung weiter verstoffwechselt. Acetoacetat kann auch über eine Umwandlung in das Acetyl-CoA über den Citratzyklus abgebaut werden.
Beim Abbau der Aminosäuren entsteht durch ihre Stickstoffhaltigkeit als Nebenprodukt Ammoniak (NH3), der über den Harnstoffzyklus in den Harnstoff eingebaut oder zur Synthese von anderen Verbindungen verwendet wird.
Der Ammoniak, welcher in höheren Konzentrationen als Zellgift toxisch wirkt, muss hierbei zum ungiftigen Harnstoff synthetisiert und über die Niere ausgeschieden werden.
Harnstoff besteht aus einem Kohlenstoffatom mit einer Doppelbindung zu einem Sauerstoffatom (Carbonylgruppe) und zwei Aminogruppen (NH2-Gruppe).
Der Kohlensauerstoffanteil kommt aus dem Hydrogencarbonat (HCO3- ) und die Biosynthese verbraucht Energie in Form von drei Molekülen ATP (Adenosintriphosphat).
Reaktionsgleichung Harnstoffzyklus
2 NH3 + HCO3- + 3 ATP ? CO(NH2)2 + 2 ADP + AMP + 4 P
Quellen
Schlieper, Cornelia A. „Grundfragen der Ernährung“ 18.Auflage Dr. Felix Büchner- Verlag Handwerk und Technik GmbH Kiel 2005
Becker, Hans, Reichling, Jürgen „Grundlagen der Pharmazeutischen Biologie“ 4., völlig neu bearbeitete Auflage Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 1999