Die Aminogruppe (-NH2) ist eine funktionelle chemische Gruppe, die Teil aller Aminosäuren ist. Freie Aminosäuren zirkulieren in begrenzten Konzentrationen im Blut, gerade genug, um für Zellen im Prozess des Aufbaus neuer Proteine verfügbar zu sein, und nicht mehr. Wenn es überschüssige Aminosäuren im Blut gibt, baut der Körper Aminosäuren ab und Aminogruppen müssen aus dem Körper entfernt werden.
Struktur der Aminogruppe
- Die Aminogruppe (--NH2) besteht aus einem Stickstoffatom, das kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden ist. Die Aminogruppe hat ein zusätzliches Valenzelektron am Stickstoffatom, was es dieser Molekülgruppe ermöglicht, sich mit einem anderen Atom zu verbinden.
Struktur der Aminosäure
- Aminosäuren sind so benannt, weil jedes Molekül eine saure Carboxyl-(COOH)-Gruppe und eine Amino-(NH2)-Gruppe enthält. Zusätzlich hat jede Aminosäure eine Seitenkette, bekannt als R-Gruppe. Alle drei Gruppen sind an dasselbe Kohlenstoffatom gebunden, bekannt als das alpha-Kohlenstoffatom. Die einfachste Aminosäure, Glycin, hat eine R-Gruppe, die aus einem einzelnen Wasserstoffatom besteht. Andere Aminosäuren-R-Gruppen reichen von der einfachen Methyl-(–CH3)-Grundgruppe in Alanin bis hin zu komplexeren Kohlenwasserstoffen, Säuren, Amiden, Alkoholen und Aminen.
Katabolismus der Aminosäure
- Wenn Aminosäuren einen Katabolismus durchlaufen, ist der erste Schritt die Entfernung der Aminogruppe (NH2) aus dem Molekül. Sobald die Aminogruppe entfernt ist, wird das verbleibende Kohlengerüst der Aminosäure in Energie umgewandelt oder als Fett gespeichert. Die Aminogruppe hingegen stellt überschüssigen Stickstoff dar, der aus dem Körper transportiert werden muss.
Wassertiere
- Ammoniak ist hochlöslich in Wasser, daher können Fische und einige aquatische Amphibien Stickstoff in Form von Ammoniak (NH3) ausscheiden. Bei einigen Fischarten wird überschüssiger Stickstoff über das Blut als Teil des Amids in der Aminosäure Glutamin transportiert. In den Kiemen unterliegt Glutamin einer Hydrolyse, um Glutaminsäure zu bilden, und Ammoniak wird ins umgebende Wasser freigesetzt.
Harnstoffzyklus
- Die meisten landsässigen Wirbeltiere wandeln überschüssige Aminogruppen in wasserlöslichen Harnstoff um. Harnstoff mit der chemischen Formel (NH2)2CO ist ein Molekül mit zwei Aminogruppen, die an eine Carbonylgruppe (C=O) gebunden sind. Die Synthese von Harnstoff findet in den Leberzellen statt. Von der Leber aus wird Harnstoff in den Blutkreislauf freigesetzt, von den Nieren aus dem Blut gefiltert und dann über den Urin aus dem Körper ausgeschieden.
Harnsäure
- Vögel, Reptilien und einige wüstenbewohnende Säugetiere wandeln überschüssigen Stickstoff in Harnsäure (C5H4N4O3) um, die mit dem Kot ausgeschieden wird. Die Synthese von Harnsäure ist in Bezug auf metabolische Energie kostspielig, aber es wird weniger Wasser benötigt, um sie aus dem Körper zu entfernen.
