Proteíny alebo po starom bielkoviny dnes pozná už väčšina ľudí. Zaujímalo by ma či pomenovanie bielkoviny súvisí s vaječnými bielkami, alebo nie?
Ale to už trochu odbáčam od témy. Proteíny sú v dnešnej dobe spojené hlavne s kulturistami alebo ak chcete „body-buildermi“. Proteínové tyčinky, proteínové drinky, proteínové preparáty a tak ďalej. Svaly ako aj všetky „hýbateľné časti“ nášho tela sú tvorené hlavne proteínmi. Proteíny sú tiež všetky enzýmy a mnohé hormóny. Viacero ľudí ale nevie z čoho sú proteíny zložené. Základnými kameňmi proteínov sú aminokyseliny. Sú to organické zlúčeniny, ktoré ako ich meno napovedá obsahujú amino (zásaditú) skupinu a zároveň aj karboxylovú (kyslú) skupinu.
V skutočnosti takmer všetky proteíny (ale nie peptidy!) sú zložené z 21 až 22 aminokyselín. Tieto aminokyseliny sa nazývajú proteogénne. Všetky proteogénne aminokyseliny patria k α-aminokyselinám. To znamená že uhlík na ktorom je naviazaná aminoskupina je hneď vedľa uhlíku karboxylovej skupiny. V proteínoch sa aminoskupina jednej aminokyselina naviaže na karboxylovú skupinu druhej aminokyseliny a tým vytvoria medzi sebou peptidovú väzbu (čo je v skutočnosti amidová väzba). Na voľnú aminoskupinu a karboxylovú kyselinu takto spojených aminokyselín sa potom môžu viazať ďalšie aminokyseliny a takto sa tvorí proteínový reťazec. Aminokyseliny majú ďalšie funkcie v ľudskom tele o ktorých si ešte niečo povieme. Nakoniec si musíme niečo povedať ešte o priestorovom usporiadaní ich štruktúry.
Viacerí ste si určite všimli, že pri názvoch aminokyselín, napríklad v obsahu rôznych výživových doplnkov sa zjavuje „L-„. Toto vyjadruje o ktorý stereoizomér aminokyseliny sa jedná. Ak sú v organickej zlúčenine na atóm uhlíku naviazané štyri rozdielne skupiny, tento uhlík sa nazýva chirálne centrum. Prítomnosť chirálneho centra spôsobí, že daná zlúčenina môže existovať v dvoch stereoizoméroch, ktoré sú zrkadlové obrazy. Dalo by sa to predstaviť si ako ruky človeka. Ľavá a pravá ruka nie sú rovnaké, ale sú navzájom zrkadlové obrazy. Ak sa pozriete na svoje ruky, tak dlaň je smerom „od vás“ a štyri prsty smerom dohora. Teraz na pravej ruke palec smeruje doľava a na ľavej ruke palec smeruje doprava. Ak by ste chceli zmeniť smer palca tak by ste otočili aj dlaň smerom k sebe a preto sú ruky zrkadlovým obrazom. Rovina zrkadla by bola medzi dvoma rukami tam kde k sebe smerujú palce. Neviem či táto analógia s rukami bola názorná, ale nenapadá ma lepší prístup bez toho aby sme sa nezaoberali stereochémiou. Teraz ak by sme si miesto palca na ruke predstavili aminoskupinu, tak keď bude smerovať doľava je to L- izomér (Levo) a ak bude smerovať doprava je to D- izomér (Dextro). Levo a Dextro sú pojmy odvodené buď z gréčtiny alebo z latinčiny, priznám sa že už si presne nepamätám. Tu musím ešte poznamenať že v modernej organickej chémii sa D,L-systém používa už len pre α-aminokyseliny a cukry.
Teraz by ste sa mohli tiež opýtať na čo to je dobré, či to nie je len o tom ako sa „nakreslí“ vzorec na papier. V skutočnosti je to životne dôležité. Pretože živé organizmy takmer vždy vyžadujú len jeden z týchto izomérov pre správnu funkciu – život. Človek ako aj drvivá väčšina živých tvorov na Zemi potrebuje práve L-izoméry. D-izoméry sú pre nich buď „nefunkčné“ alebo dokonca môžu byť jedovaté! D-izoméry sú však používané niektorými druhmi baktérii. Preto je na tých výživových doplnkoch vždy uvedené práve to „L-„ Existujú aj aminokyseliny, ktoré nemajú D a L izoméry.
Tak, dosť bolo rečí okolo, poďme si niečo povedať o jednotlivých aminokyselinách. Existujú dva hlavné typy - proteogénne a neproteogénne aminokyseliny. V tejto časti článku o neproteogénnych aminokyselinách
Neproteogénne aminokyseliny
Ornitín
Ornitín je neproteogénna aminokyselina, ktorá vzniká v močovinovom cykle v poslednej reakcii. V tej sa mení arginín a voda na ornitín a močovinu. Okrem toho sa ornitín v tomto cykle podieľa cez citrulín na „regenerácii“ arginínu. Je to vlastne lyzín, ale o jeden uhlík kratší reťazec, na ktorom je naviazaná bočná aminoskupina.Podľa výskumov sa ornitín podieľa na znížení únavy pri fyzickom cvičení a tiež na raste svalovej hmoty a preto je vysoko populárny vo výživových doplnkoch pre tých čo chcú mať riadne svaly.
Citrulín
Je to neproteogénna aminokyselina, ktorá je súčasťou močovinového cyklu, v ktorom vzniká z ornitínu. Okrem toho vzniká ako vedľajší produkt pri biosyntéze NO z arginínu. Práve kvôli tomuto sa teraz spolu s arginínom hojne využíva vo výživových doplnkoch určených pre zvýšenie tvorby NO. Výrobcovia a tí čo predávajú tieto preparáty tvrdia že len správny pomer arginínu a citrulínu v týchto preparátoch zaručí poriadnu tvorbu NO, ktorý vás potom zbaví prakticky všetkých kardiovaskulárnych ochorení.
β-alanín
Je to neproteogénna aminokyselina. Je to štrukturálny izomér alanínu. Je to biela kryštalická látka. Aj keď sa nenachádza v žiadnych proteínoch, je dôležitou súčasťou mnohých peptidov. Napríklad karnozín a pantoténovej kyseliny (vitamín B5). V pracujúcich svaloch slúži na vyrovnávanie pH. V dnešnej dobe je populárny vo výživových doplnkoch podporujúcich fyzický výkon.
GABA
Je to gama-aminomaslová kyselina, alebo gama-aminobutánová kyselina, skratka je z jej anglického názvu Gamma-AminoButyric Acid. Je to veľmi dôležitý neurotransmiter v CNS. Na jej receptory pôsobí veľké množstvo látok, hlavne tie ktoré majú sedatívny účinok – alkohol, barbituráty, benzodiazepíny a mnohé iné. V ľudskom tele vzniká z glutámovej kyseliny. Je to neproteogénna aminokyselina, v čistej forme je to biela kryštalická látka. V dnešnej dobe sa využíva vo výživových doplnkoch.