அமினோ அமிலம்
வேதியியலில், அமினோ அமிலம் அல்லது அமினோக் காடி (amino acid) என்பது, அமைன் (-NH2), கார்பாக்சைல் (-COOH) ஆகிய இரண்டு வேதி வினைக்குழுக்கள் கொண்ட ஒரு மூலக்கூறு ஆகும். அமினோ அமிலத்தில் காணப்படும் முதன்மையான தனிமங்களாக கார்பன் (கரிமம்), ஐதரசன், ஆக்சிசன், நைதரசன் போன்றவை காணப்படுகின்றன, பிற சில தனிமங்கள், ஒரு சில அமினோ அமிலங்களின் பக்கச்சங்கிலிகளில் காணப்படுகின்றன. மரபுக்குறியீட்டில் 20 அமினோ அமிலங்களுக்குரிய தகவலே காணப்பட்டாலும், ஏறத்தாழ 500 அமினோ அமிலங்கள் அறியப்பட்டுள்ளன.[1] இவை பல்வேறு விதங்களில் வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, கட்டமைப்பின்படி இவற்றை வேதி வினைக்குழு இருப்பிடத்திற்கு ஏற்ப அல்பா- (α-), பீட்டா- (β-), காம்மா- (γ-) அல்லது டெல்டா- (δ-) அமினோ அமிலங்கள் என வகைப்படுத்தலாம். உயிர்வேதியியலில், இச் சொல் H2NCHRCOOH என்னும் பொது வாய்பாட்டைக் கொண்ட ஒரு ஆல்ஃபா-அமினோ அமிலத்தைக் குறிக்கும்[2]. இங்கே R ஒரு கரிம வேதிக்கூறு ஆகும். ஆல்ஃபா-அமினோ அமிலங்களில் அமினோ, கரிம ஆக்சைலேட்டு ஆகிய கூட்டங்கள் ஆல்ஃபா - கார்பன் (α–carbon) எனப்படும் ஒரே கரிம அணுவுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. எந்தப் பக்கச் சங்கிலி (R-கூட்டம்) ஆல்ஃபா-கார்பனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதைப் பொறுத்துப் பல்வேறு அமினோ அமிலங்கள் தங்களுக்குள் வேறுபடுகின்றன. இது, கிளைசினில் இருப்பது போல் ஒரு ஐதரசன் அணுவிலிருந்து, அலனைனில் உள்ள மெத்தைல் கூட்டம் (en:Methyl group) ஊடாக, டிரிப்டோபானில் காணப்படும் வேற்று வளையக் கூட்டம் வரை பல்வேறு அளவுகளில் உள்ளது.
எல்லா உயிரினங்களிலும் காணப்படும் அமினோ காடிகளுக்குப் புறம்பாகப் பல இயற்கையல்லாத பல அமினோ அமிலங்களும், தொழினுட்பம், தொழில்துறை ஆகியவற்றில் முக்கியமான பங்கு வகிக்கின்றன.
பொதுவான கட்டமைப்பு
அமினோவமிலங்களின் பொதுச்சூத்திரம் NH2RCHCOOH ஆகும்.
கொடுக்கப்பட்டிருக்கும் படிமத்தில், அமினோ அமிலங்களில் நடுவிலிருக்கும் கார்பன் அணுவுடன் ஒரு கார்பாக்சைல் (COOH) குழும மூலக்கூறும், ஒரு அமினோ மூலக்கூறும் (NH2), ஓர் ஐதரசன் அணுவும் (H), ஒவ்வொரு அமினோ அமிலத்துக்கும் தனித்துவமான R என்ற எழுத்தால் குறிப்பிடப்படும் ஓர் அணு/ மூலக்கூற்றுக் குழுவும் பங்கீட்டு வலுப் பிணைப்பால் பிணைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம். குறிப்பிட்ட அந்தக் கார்பன் அணுவானது α–கார்பன் எனப்படும். அமைனோ மூலக்கூறானது, நேரடியாக α–கார்பன் இல் பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் அமினோ அமிலங்கள் ஆல்ஃபா - அமினோ அமிங்கள் எனப்படுகின்றன.[3] இவற்றில் இரண்டாம்நிலை அமைன்களைக் கொண்ட புரோலின் போன்ற அமினோ அமிலங்களிம் அடங்கும். அவ்வாறு இரண்டாம்நிலை அமைன்களைக் கொண்டவை இமினோ அமிலங்கள் எனப்படுகின்றன.[4][5][6]
சமபகுதிய மாற்றியங்கள்
கிளைசினைத் தவிர மற்றைய அனைத்து 22 நியம அமினோ அமிலங்களுக்கும் சமபகுதிய மாற்றியங்கள் உள்ளன.[7] இதனடிப்படையில் இவற்றுக்கு கண்ணாடி விம்பங்களைப் போல L மற்றும் D எனப்படும் இரண்டு சமபகுதிய மாற்றியங்கள் காணப்படுகின்றன. L அமினோ அமிலங்களே உயிரங்கிகளில் பொதுவாகக் காணப்படும் அமினோ அமில வகையாகும். D வகை அமினோ அமிலங்கள் சில வகை ஆழ்கடல் நத்தைகளிலும்[8], பாக்டீரியாக்களின் உயிரணுச் சுவரிலும்[9], மூளையில் தகவல் கடத்தியாகவும்[10] உள்ளன.
ஸ்விட்டர் அயன்கள்
அமினோ அமிலங்களில் காணப்படும் அமைன் மற்றும் கார்பாக்சைல் கூட்டங்கள் காரணமாக அமினோ அமிலங்கள் இரசாயன ஈரியல்புப் பண்பைக் கொண்டுள்ளன. கார்பாக்சைல் அமிலக் குழு (−CO2H) பலம்குன்றிய அமிலமாகும். இது இலகுவில் தன் நேர்மின்னியை இழந்து மறையேற்றமுள்ள கார்பொக்சைலேட்டாக (−CO2− ) மாறும். அதேபோல் அமைன் குழுவில் α-amine பலம்குன்றிய காரத் தன்மை கொண்டதாகும். இந்த அமைன் குழு (NH2−) நேர்மின்னியை இலகுவில் ஏற்றுக் கொண்டு, நேரேற்றமுள்ள அமோனியம் குழுவாகவும் (+NH3−) மாற்றமடையும்.
பக்கச் சங்கிலிகள்
லைசின் போன்ற α–கார்பன் உடன் பக்கச்சங்கிலி பிணைக்கப்பட்ட அமினோ அமிலங்களில், கார்பன் அணுக்கள் α, β, γ, δ, என்ற ஒரு தொடர் ஒழுங்கில் குறிக்கப்படும்[11] சில அமினோ அமிலங்களில் அமைன் குழுவானது β அல்லது γ-கார்பனில் பிணைக்கப்பட்டிருக்கலாம். அவ்வாறெனின் அவை முறையே β- அல்லது γ- அமினோ அமிலங்கள் எனப்படுகின்றன.
பக்கச்சங்கிலிகளின் வேதியியற் பண்புகளைக்கொண்டு அமினோ அமிலங்கள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அமினோ அமிலங்களில் காணப்படும் ஒவ்வொன்றுக்கும் தனித்துவமான R குழுவானது ஒவ்வொரு அமினோ அமிலத்துக்கும் தனித்துவமான வேதியியற் பண்புகளை வழங்கும். இந்த R குழுவின் அடிப்படையில் அமினோ அமிலங்கள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. இக்குழு அமினோ அமிலத்தை மென்னமிலமாகவோ (மென் காடியாகவோ), மென் காரமாகவோ ஆக்குகின்றது. இக்குழு முனைவாக்கமுடையதெனின் நீர்விரும்பி அல்லது நீர் ஈர்ப்புத்தன்மை உடையதாகவும், முனைவாக்கமற்றதாயின் நீர்வெறுப்பி அல்லது நீர் விலக்கும் தன்மை உடையதாகவும் அமையும்.[7]
கிளைத்த சங்கிலி அமினோ அமிலங்கள் (branched-chain amino acids or BCAA) என்பவை நேரியலற்ற (non-linear), திறந்த சங்கிலியாலான (aliphatic) அமினோ அமிலங்களாகும். அவையாவன லியூசின், ஐசோலியூசின், வாலின் ஆகும். புரதமாக்கும் அமினோ அமிலங்களில் புரோலின் என்ற அமினோ அமிலத்தில் மட்டும், அதன் பக்கச் சங்கிலி α–அமைனோ குழுவில் பிணைந்திருப்பதுடன், அதில் இரண்டாம்நிலை அமைனோக் குழுவையும் கொண்டிருக்கும்.[7].
சமமின் புள்ளி
உயிர் வேதியல்
புரதமாக்கும் அமினோ அமிலங்கள் (நியம அமினோ அமிலங்கள்)
புரதங்களை ஆக்கும் ஒருபகுதியங்களே புரதமாக்கும் அமினோ அமிலங்கள் ஆகும். அமினோ அமிலங்கள் பெப்டைட்டுப் பிணைப்பால் பிணைக்கப்பட்டு கிளைகளற்ற இராட்சத புரத மூலக்கூறுகளை உருவாக்கக்கூடியன. அமினோ அமிலங்கள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக அமைன் கூட்டத்தையும் கார்பொக்ஸைல் கூட்டத்தையும் பிணைத்து நீரை வெளியேற்றுவதால், புரதங்கள் நீண்ட கிளைகளற்ற இழை போன்ற மூலக்கூறுகளாக ஆக்கப்படுகின்றன. பின்னர் ஐதரசன் பிணைப்பு காரணமாக (மின்னியல் பிணைப்பு-இரசாயன பிணைப்பு அல்ல) நீண்ட புரதங்கள் ஒன்றாக்கப்படலாம். உயிர்க் கலத்தின் இரைபோசோம்களிலேயே புரதங்கள் அமினோ அமிலங்களை இரசாயனப் பிணைப்புக்கு உட்படுத்துவதன் மூலம் தொகுக்கப்படுகின்றன. இச்சிக்கலான படிமுறையாக அமைந்த உயிரிரசாயனச் செயற்பாடு மொழிபெயர்ப்பு எனப்படும். DNAயிலிருந்து RNAக்கு உருவாக்கப்பட வேண்டிய புரதங்கள் பற்றிய தகவல் கடத்தப்படும். பின்னர் இரைபோசோமில் RNA மூலம் அமினோ அமிலங்களிலிருந்து புரதங்கள் தொகுக்கப்படுகின்றன.
22 அமினோ அமிலங்கள் உயிரினங்களின் புரதக் கட்டமைப்புகளில் காணப்படுகின்றன. இவையே நியம அமினோ அமிலங்களாகும். இவற்றில் இருபது அமினோ அமிலங்கள் பொதுவான மரபியல் கலச் செயற்பாட்டால் புரதங்களைத் தொகுப்பதில் பங்கெடுக்கின்றன. மற்றைய செலீனோசிஸ்டீன், பிரோலைசின் ஆகிய இரண்டு அமினோ அமிலங்களும் விசேட செயன்முறைகள் மூலம் புரதங்களில் இணைக்கப்படுகின்றன. மரபுக்குறியீட்டில் குறியிடப்படும் முக்குறியங்களில், UGA, UAG ஆகிய இரண்டும் நிறுத்த முக்குறியமாகத் தொழிற்படுவதுடன், அவை முறையே செலீனோசிஸ்டீன், பிரோலைசின் ஆகிய இரு அமினோ அமிலங்களையும் குறியிடுகின்றன.[12] இதனை முக்குறியத்தின் இரட்டைத் தொழிற்பாடு எனலாம்.
புரதமாக்கா அமினோ அமிலங்கள் (நியமமற்ற அமினோ அமிலங்கள்)
உயிரினங்களில் நிகழும் புரதச் சேர்க்கையில் பங்களிக்காத, அதற்கான மரபுக்குறியீட்டை உயிரினங்களில் கொண்டிராத அமினோ அமிலங்கள் புரதமாக்கா அமினோ அமிலங்கள் (en:Non-proteinogenic amino acids) எனப்படுகின்றன. உயிர்ப் புரதச்சேர்க்கையில் (en:Protein biosynthesis) பங்களிக்கும் 22 அமினோ அமிலங்கள் தவிர்த்து, 140 க்கு மேற்பட்ட அமினோ அமிலங்கள் இயற்கையில் புரதங்களில் காணப்படுவதாகவும், மேலும் 1000 க்கு மேற்பட்ட அமினோ அமிலங்கள் இயற்கயில் காணப்படுவதாகவோ, அல்லது ஆய்வகங்களில் தயாரிக்கப்படுவதாகவோ இருக்கின்றன.[13]
மனித உணவில்
உணவிலிருந்து பெறப்படும் அமினோ அமிலங்கள் (உணவிலுள்ள புரதங்கள் சமிபாட்டின் போது நீரேற்றப்பட்டு அமினோ அமிலங்களாக மாற்றப்படுகின்றன) புரதங்களையும், நொதியங்களையும், இயக்குநீர்களையும், வேறு பல உயிரியல் மூலக்கூறுகளையும் தொகுக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காபோவைதரேட்டு மூலம் போதிய சக்தி கிடைக்காவிட்டால் மீதமாகின்ற அமினோ அமிலங்கள் யூரியாவாகவும், காபனீரொக்சைட்டாகவும் ஒக்சியேற்றப்பட்டு சக்தி விடுவிக்கப்படுகின்றது. அமினோ அமிலங்கள் தான் புரதச் சங்கிலியின் அடிப்படை. புரதங்கள் தான் வாழ்வின் ஆதாரம். இவை உணவிலிருந்து பெறப்படுவதுடன், உடலின் உள்ளேயும் தொகுக்கப்படுகின்றன. ஆனால், எல்லா அமினோ அமிலங்களையும் மனிதர்கள்/விலங்குகள் உடலால் உற்பத்தி செய்ய முடியாது. சில குறிப்பிட்ட அமினோ அமிலங்களை உணவின் மூலமாக மட்டுமே பெற முடியும். அவ்வாறு மொத்தம் 9 இன்றியமையா அமினோ அமிலங்கள் உள்ளன. உணவூட்டத் தேவையை அடிப்படையாகக்கொண்டு, இவற்றைப் பாகுபடுத்தலாம்.[14]
| அத்தியாவசியமானவை (Indispensable/Essential) உடலால் தொகுக்கப்பட முடியாதவை | அத்தியாவசியமற்றவை (Dispensable/Non-essential) உடலால் தொகுக்கப்படக்கூடியவை | வரையறையில் அத்தியாவசியமானவை (Conditionally indispensable/Conditionally essential) சில சூழ்நிலைகளில் உடலால் தொக்குக்கப்பட முடியாதவை** |
|---|---|---|
| ஹிஸ்டிடின் | அலனைன் | ஆர்ஜினின் |
| ஐசோலியூசின் | அஸ்பார்டிக் அமிலம் | சிஸ்டீன் |
| லியூசின் | அஸ்பரஜின் | குளூட்டமின் |
| லைசின் | குளூட்டாமிக் காடி | கிளைசின் |
| மெத்தியோனின் | செர்ரீன் | புரோலின் |
| பினைல்அலனின் | செலீனோசிஸ்டீன் | டைரோசின் |
| திரியோனின் | பிரோலைசின்*** | |
| டிரிப்டோபான் | ||
| வாலின் |
** இவை உடலின் உள்ளேயே தொகுக்கப்படக்கூடியவையாக இருந்தாலும், சில நோய் நிலைமைகளிலோ, அல்லது குறிப்பிட்ட வயதிலோ தொகுக்கப்படமுடியாதவையாக இருக்கும். உடலியல், நோயியல் நிலமைகள் தொகுக்கப்படும் தன்மையைப் பாதிப்பதனால், இவை வரையறையில் அத்தியாவசியமானவையாகக் கருதப்படுகின்றன.
*** 22 ஆவது அமினோ அமிலமாக அடையாளப்படுத்தப்பட்டிருக்கும் பிரோலைசின், மனிதர்களில் பயன்படுவதில்லை எனவும், சில ஆர்க்கியா வகை பாக்டீரியாக்களில் இருப்பதாகவும் குறிப்பிடப்படுகிறது[15].
கைத்தொழில் நடவடிக்கைகளில் அமினொ அமிலங்களின் பங்களிப்பு
எத்தனையோ விதமான விடயங்களில் அமினொ அமிலங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டாலும் அவை பெரும்பாலும் விலங்குளின் போசணத்திற்காகவே பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.உணவுற்பத்தி என்ற துறையில் அமினொ அமிலங்கள்,குலுட்டமிக் அமிலம் தயரிக்கவும்,மேலும் ஆஸ்பார்டேம் எனும் ஒரு வித உணவுச்சேர்க்கை பதார்த்தத்தை உற்பத்தி செய்யவும் பெரிதும் நுகரப்படுகின்றது.மேலும் மனிதர்களிலும் விலங்குகளிலும் ஏற்படுகின்ற போசணைக்குறைபாடுகளை நிவர்த்தி செய்யவும் பயன்படுத்த படுகின்றது.தாவரங்களின் உரவுற்பத்தியிலும் அமினொ அமிலங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.தாவரங்களில்,முறையான கனிய உறிஞ்சலை நிகழ்த்த இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றது.அமினொ அமிலங்கள் மருந்துப்பொருட்களின் உற்பத்தியிலும் அழகுப்பொருட்களின் உற்பத்தியிலும் பயன்படுகின்றன.
வேதியியல் தாக்கங்கள்
இரசாயனத் தொகுப்பு
பெப்டைட் பிணைப்பு உருவாக்கம்
ஒரு அமினோ அமிலத்தின் அமைன் செயற்பாட்டுக் குழுவும், காபொக்சைல் குழுவும் தாக்கத்திலீடுபட்டு பொலிபெப்டைட்டை பெப்டைட் பிணைப்பை உருவாக்குதல் மூலம் தொகுக்கின்றன. இவ்வாறு அமினோ அமிலங்கள் பல்பகுதியமாதலுக்குட்பட்டு உருவாகும் சிக்கலான பொலிபெப்டைட்டுகள் புரதங்கள் எனப்படும். ஒரு தனியான பெப்டைட்டுப் பிணைப்பு உருவாகும் தாக்கத்தில் ஒரு எளிய பொலிபெப்டைட்டும் ஒரு நீர் மூலக்கூறும் விளைவுகளாக உருவாகின்றன.
இருபது அமினோ அமிலங்கள்
பிரதான கட்டுரை: அமினோ அமிலம் (புரதமாக்குபவை)
| அமினோ அமிலம் | மூவெழுத்து | ஓரெழுத்து | பக்கத்தொடரி முனைமை | பக்கத்தொடரி மின்னூட்டம் (pH 7.4) |
|---|---|---|---|---|
| அலனின் | Ala | A | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| ஆர்ஜினின் | Arg | R | மின் முனைவுள்ளது | நேர்மின்மம் |
| அஸ்பரஜின் | Asn | N | மின் முனைவுள்ளது | நடுநிலை |
| அஸ்பார்டிக் அமிலம் | Asp | D | மின் முனைவுள்ளது | எதிர்மின்மம் |
| சிஸ்டீன் | Cys | C | மின் முனைவுள்ளது | நடுநிலை |
| குளூட்டாமிக் காடி | Glu | E | மின் முனைவுள்ளது | எதிர்மின்மம் |
| குளூட்டமின் | Gln | Q | மின் முனைவுள்ளது | நடுநிலை |
| கிளைசின் | Gly | G | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| ஹிஸ்டிடின் | His | H | மின் முனைவுள்ளது | நேர்மின்மம் (10%) நடுநிலை (90%) |
| ஐசோலியூசின் | Ile | I | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| லியூசின் | Leu | L | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| லைசின் | Lys | K | மின் முனைவுள்ளது | நேர்மின்மம் |
| மெத்தியோனின் | Met | M | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| பினைல்அலனின் | Phe | F | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| புரோலின் | Pro | P | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| செரின் | Ser | S | மின் முனைவுள்ளது | நடுநிலை |
| திரியோனின் | Thr | T | மின் முனைவுள்ளது | நடுநிலை |
| டிரிப்டோபான் | Trp | W | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
| டைரோசின் | Tyr | Y | மின் முனைவுள்ளது | நடுநிலை |
| வாலின் | Val | V | மின் முனைவற்றது | நடுநிலை |
