Ποια είναι κατά τη γνώμη σας τα 30 μικρομόρια που συνιστούν τα πρόδρομα μόρια των βιομακρομορίων; Πώς μπορούν να ταξινομηθούν; Γενικά Για να προσδιορίσουμε τα 30 πρόδρομα μόρια των βιομακρομορίων θα πρέπει να ανατρέξουμε στις κύριες κατηγορίες των τελευταίων. Αυτές είναι: Οι πρωτεΐνες Τα νουκλεϊκά οξέα Οι υδατάνθρακες Τα λιπίδια Πρωτεΐνες Οι πρωτεΐνες και τα μικρότερα δομικά παρόμοια τμήματά τους, τα πεπτίδια, είναι πολυμερή τα οποία αποτελούνται από αμινοξέα. Τα τελευταία αποτελούν τις μονομερείς μονάδες, οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους με αμιδικό δεσμό που είναι γνωστός ως πεπτιδικός δεσμός. (1) Τα αμινοξέα που βρίσκονται στη φύση και λαμβάνονται από τις πρωτεΐνες με όξινη υδρόλυση ή τη χρήση ειδικών ενζύμων (πρωτεάσες) είναι είκοσι έξι. Τα είκοσι από αυτά είναι τα επικρατέστερα, ενώ η συχνότητα των υπολοίπων είναι εξαιρετικά μικρή. Όλα τα αμινοξέα με εξαίρεση την προλίνη και την υδροξυπρολίνη περιέχουν μια πρωτοταγή αμινομάδα. Η προλίνη και η υδροξυπρολίνη περιέχουν δευτεροταγή αμινομάδα, η οποία είναι ενσωματωμένη σε ένα πενταμελή δακτύλιο. Η δομική διαφορά των αμινοξέων εντοπίζεται στον πλευρικό υποκαταστάτη (R) που συνδέεται με τον α άνθρακα. Αυτή ακριβώς η διαφορά καθορίζει τη δομική ποικιλομορφία των πρωτεϊνών και κατά συνέπεια τη μεγάλη τους λειτουργική ποικιλία. (1) Ο γενικός τύπος των αμινοξέων είναι: R
Τα 20 αμινοξέα ταξινομούνται ανάλογα με τη φύση της πλευρικής τους ομάδας σε οκτώ κατηγορίες: (1) i. Αλειφατικά αμινοξέα είναι όσα έχουν ως πλευρικές ομάδες αλκύλια. Σε αυτήν την κατηγορία περιλαμβάνονται τα αμινοξέα γλυκίνη, αλανίνη, βαλίνη, λευκίνη και ισολευκίνη. 3 3 3 Γλυκίνη Αλανίνη Βαλίνη Gly Ala Val G A V 3 3 2 3 2 3 Λευκίνη Leu L Ισολευκίνη Ile I ii. Υδροξυαμινοξέα είναι όσα περιέχουν ΟΗ στις πλευρικές τους αλυσίδες. Εδώ ανήκουν η σερίνη και η θρεονίνη. 3 2 Σερίνη Ser S Θρεονίνη Thr T
iii. Θειοαμινοξέα είναι όσα περιέχουν θείο στις πλευρικές τους αλυσίδες, δηλαδή η κυστεϊνη και η μεθειονίνη. S 2 3 S 2 2 Κυστεϊνη ys Μεθειονίνη Met M iv. Όξινα αμινοξέα είναι όσα φέρουν στην πλευρική τους αλυσίδα μια επιπλέον καρβοξυλομάδα, δηλαδή το ασπαραγινικό οξύ και το γλουταμινικό οξύ. 2 2 2 Aσπαραγινικό οξύ Asp D Γλουταμινικό οξύ Glu E v. Αμίδια όξινων αμινοξέων είναι η ασπαραγίνη και η γλουταμίνη. 2 2 2 2 2 Aσπαραγίνη Asn Γλουταμίνη Gln Q
vi. Βασικά αμινοξέα είναι όσα περιέχουν στην πλευρική τους αλυσίδα ένα επιπλέον άτομο αζώτου με βασικές ιδιότητες. Αυτά είναι η λυσίνη και η αργινίνη. 2 2 2 2 2 2 2 2 Λυσίνη Αργινίνη Lys Arg K R vii. Βενζυλαμινοξέα είναι όσα περιέχουν έναν βενζολικό δακτύλιο, δηλαδή η φαινυλαλανίνη και η τυροσίνη. 2 2 Φαινυλαλανίνη Τυροσίνη Phe Tyr F Y viii. Ετεροκυκλικά αμινοξέα είναι όσα περιέχουν ετεροκυκλικό δακτύλιο. Σε αυτά ανήκουν η προλίνη, η ιστιδίνη και η θρυπτοφάνη. 2 2 2 Προλίνη Pro P 2 Ιστιδίνη is
2 Θρυπτοφάνη Trp W Νουκλεϊκά οξέα Τα νουκλεϊκά οξέα (DA και RA) έχουν μεγάλα μοριακά μεγέθη, με μοριακό βάρος που κυμαίνεται από 20.000 μέχρι περίπου 10 9. Περιέχουν τρία δομικά συστατικά: τις αζωτούχες βάσεις, μια πεντόζη και φωσφορικό οξύ. (2) φωσφορικό οξύ P αζωτούχος βάση πεντόζη Γενικό σχήμα νουκλεοτιδίου i. Αζωτούχες βάσεις Είναι συνολικά πέντε, από τις οποίες οι τρεις υπάρχουν τόσο στο DA όσο και στο RA (αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη), ενώ η θυμίνη υπάρχει μόνο στο DA και η ουρακίλη μόνο στο RA. Αδενίνη (Α) Γουανίνη (G) Κυτοσίνη ()
3 Θυμίνη (T) Ουρακίλη (U) ii. Πεντόζες Στο RA υπάρχει ριβόζη, ενώ στο DA δεοξυριβόζη. 2 2 2 Ριβόζη Δεοξυριβόζη iii. Φωσφορικό οξύ P Φωσφορικό οξύ Υδατάνθρακες Υπάρχουν δύο κατηγορίες υδατανθράκων, οι απλοί υδατάνθρακες ή απλά σάκχαρα που είναι οι μονοσακχαρίτες (monosaccharides) και οι σύνθετοι υδατάνθρακες (complex carbohydrates). Οι σύνθετοι αποτελούνται από δύο ή και περισσότερους μονοσακχαρίτες, που συνδέονται μεταξύ τους με γλυκοζιτικό δεσμό. Έτσι, ένας δισακχαρίτης (disaccharide) αποτελείται από δύο μονοσακχαρίτες, ένας ολιγοσακχαρίτης (oligosaccharide) από τρεις μέχρι και δέκα μονοσακχαρίτες, ενώ ένας πολυσακχαρίτης (polysaccharide) περιέχει πάνω από δέκα γλυκοζιτικά συνδεδεμένους μονοσακχαρίτες. Η διαφορά μεταξύ των δύο κατηγοριών είναι ότι οι
σύνθετοι υδατάνθρακες είναι δυνατόν να διασπαστούν με επίδραση οξέων ή ενζύμων σε μονοσακχαρίτες, ενώ οι τελευταίοι δεν μπορούν να υδρολυθούν σε απλούστερα σάκχαρα. (3) Ο βασικότερος μονοσακχαρίτης που αποτελεί κύριο συστατικό πολλών υδατανθράκων είναι η β-d-γλυκόζη. 2 προβολή aworth διαμόρφωση ανακλίντρου προβολή Fischer Απεικονίσεις της β-d-γλυκόζης Λιπίδια Μια μεγάλη κατηγορία λιπιδίων είναι τα τριγλυκερίδια. Καλούνται επίσης τριακυλογλυκερόλες, και είναι ενώσεις στις οποίες οι τρεις ομάδες της γλυκερόλης εστεροποιημένες με λιπαρά οξέα. (4) Σημαντικό επομένως είναι το μόριο της γλυκερόλης. 2 2 R 1 R 1 R 2 R 2 2 R 3 2 R 3 R 3 Γλυκερόλη Λιπαρά οξέα Τριγλυκερίδιο
Βιβλιογραφία 1. Καραμάνος Ν.Κ. Βιομόρια, δομή και λειτουργικότητα Εκδόσεις ΕΑΠ, Τόμος Δ, Κεφ. 3, σελ. 82-106 2. Καραμάνος Ν.Κ. Βιομόρια, δομή και λειτουργικότητα Εκδόσεις ΕΑΠ, Τόμος Δ, Κεφ. 6, σελ. 165-175 3. Καραμάνος Ν.Κ. Βιομόρια, δομή και λειτουργικότητα Εκδόσεις ΕΑΠ, Τόμος Δ, Κεφ. 1, σελ. 16-48 4. Καραμάνος Ν.Κ. Βιομόρια, δομή και λειτουργικότητα Εκδόσεις ΕΑΠ, Τόμος Δ, Κεφ. 5, σελ. 140-162