அமினோ அமிலம் (புரதமாக்குபவை)

புரதமாக்கும் அமினோ அமிலங்கள் (Proteinogenic amino acids) எனப்படுபவை மொழிபெயர்ப்பு என்ற உயிரியல் சேர்க்கை (Biosynthesis) மூலம் இணைக்கப்பட்டு, புரதங்களை உருவாக்கக்கூடிய அமினோ அமிலங்களாகும். இவற்றிற்கு மரபுக்குறியீட்டிலிருந்து குறிமுறைச் செய்ய உயிரணு அமைப்பு முறை தேவைப்படுகின்றது.^[1] மொத்தம் 22 நிறுவப்பட்ட அமினோ அமிலங்கள் உள்ளன. ஆனால், உட்கரு பெற்றவைகளில் 21 அமினோ அமிலங்கள்தான் உள்ளன. இந்த 22 அமினோ அமிலங்களில், இருபது அமினோ அமிலங்கள் பொது மரபுக்குறியீட்டில் இருந்து நேரடியாகக் குறிமுறைச் செய்யப்படுகின்றன. இவற்றில், மனிதர்கள் 11 அமினோ அமிலங்களை ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றிற்கோ (அ) இடைநிலை வளர்சிதைமாற்றத்தில் விளையும் பிற மூலக்கூறுகளிலிருந்தோ உருவாக்க முடியும். பிற 9 அமினோ அமிலங்களையும் உணவிலிருந்தே பெற்றுக்கொள்ள வேண்டும். இவை, இன்றியமையா (அத்தியாவசியமான) அமினோ அமிலங்கள் என்றழைக்கப்படுகின்றன. இவையாவன: ஹிஸ்டிடின், ஐசோலியூசின், லியூசின், லைசின், மெத்தியோனின், பினைல்அலனின், திரியோனின், டிரிப்டோபான் மற்றும் வாலின். மேலதிகமாக உள்ள இரு அமினோ அமிலங்களான செலீனோசிஸ்டீன் மற்றும் பிரோலைசின் தனித்தன்மை வாய்ந்த மொழிபெயர்ப்பு மூலம் புரதங்களாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.

புரதமாக்கா அமினோ அமிலங்கள் (non-proteinogenic amino acids) முதலில் புரதங்களில் காணப்படுவதில்லை (உதாரணமாக, கார்னிதின், காமா அமினோ புயூட்டைரிக் காடி (GABA) (அ) L-DOPA). மேலும், புரதமாக்கா அமினோ அமிலங்கள் நேரடியாகவோ (அ) தனித்தோ நிறுவப்பட்ட புரதப் பெயர்ப்பின்போதும் உருவாக்கப்படுவதில்லை (உதாரணமாக, ஹைட்ராக்சிபுரோலின் மற்றும் செலீனோமெத்தியோனின்). பிந்தையவை புரதப்பெயர்ப்பிற்கு பின்னான மாற்றங்களினால் விளைபவை. புரதமாக்கா அமினோ அமிலங்கள் ரைபோசோம் தவிர்த்த புரதக்கூறுகளில் காணப்படுகின்றது. இவை, புரதப் பெயர்ப்பின்போது ரைபோசோம்களால் உருவாக்கப்படுவதில்லை.

கட்டமைப்புகள்

கீழ்வரும் புதிய இரண்டு அமினோ அமிலங்களுக்கும் தரமானக் குறுக்கங்கள் பரிந்துரைக்கப்பட்டுள்ளது:

L-செலீனோசிஸ்டீன்
(Sec / U)
L-பிரோலைசின்
(Pyl / O)

குறிப்பிடப்படாத குறுக்கங்கள்

சிலவேளைகளில், ஒரு அமினோ அமிலத்தின் தெளிவான அடையாளம் பொருள்மயக்கமற்று அறிய முடிவதில்லை. புரத வரிசை வழிமுறைகள் சில இணைகளை வேறுபடுத்துவதில்லை. எனவே, கீழுள்ளக் குறிமுறையன்கள் உபயோகப்படுத்தப்படுகின்றன:

Asx (B) - "அஸ்பரஜின் (அ) அஸ்பார்டிக் அமிலம்"
Glx (Z) - "குளூட்டாமிக் காடி (அ) குளூட்டமின்"
Xle (J) - "லியூசின் (அ) ஐசோலியூசின்"

மேலும், "X" குறியீடு இதுவரை கண்டறியப்படாத அமினோ அமிலத்தைக் குறிக்கப் பயன்படுகிறது.

வேதிப்பண்புகள்

பொது வேதிப்பண்புகள்

அமினோ அமிலம்	ஓரெழுத்து	மூவெழுத்து	சராசரி நிறை [டால்டன், Da]	சமமின்புள்ளி (pI)	அமிலத்தன்மை எண் (pK₁ (α-COOH)	pK₂ (α-⁺NH₃)
அலனின்	A	Ala	89.09404	6.01	2.35	9.87
சிஸ்டீன்	C	Cys	121.15404	5.05	1.92	10.70
அஸ்பார்டிக் அமிலம்	D	Asp	133.10384	2.85	1.99	9.90
குளூட்டாமிக் அமிலம்	E	Glu	147.13074	3.15	2.10	9.47
பினைல்அலனின்	F	Phe	165.19184	5.49	2.20	9.31
கிளைசின்	G	Gly	75.06714	6.06	2.35	9.78
ஹிஸ்டிடின்	H	His	155.15634	7.60	1.80	9.33
ஐசோலியூசின்	I	Ile	131.17464	6.05	2.32	9.76
லைசின்	K	Lys	146.18934	9.60	2.16	9.06
லியூசின்	L	Leu	131.17464	6.01	2.33	9.74
மெத்தியோனின்	M	Met	149.20784	5.74	2.13	9.28
அஸ்பரஜின்	N	Asn	132.11904	5.41	2.14	8.72
பிரோலைசின்	O	Pyl
புரோலின்	P	Pro	115.13194	6.30	1.95	10.64
குளூட்டமின்	Q	Gln	146.14594	5.65	2.17	9.13
ஆர்ஜினின்	R	Arg	174.20274	10.76	1.82	8.99
செரின்	S	Ser	105.09344	5.68	2.19	9.21
திரியோனின்	T	Thr	119.12034	5.60	2.09	9.10
செலீனோசிஸ்டீன்	U	Sec	168.053
வாலின்	V	Val	117.14784	6.00	2.39	9.74
டிரிப்டோபான்	W	Trp	204.22844	5.89	2.46	9.41
டைரோசின்	Y	Tyr	181.19124	5.64	2.20	9.21

பக்கத் தொடரியின் பண்புகள்

அமினோ அமிலம்	ஓரெழுத்து	மூவெழுத்து	பக்கத் தொடரி	நீர் விலக்குபவை	அமிலத்தன்மை எண் (pKa)	முனைமை	அமிலக்காரக் குறியீடு (pH)	சிறியவை	மிகச் சிறியவை	நறுமணமானவை (அ) கொழுப்பார்ந்தவை	வான் டெர் வால்ஸ் கன அளவு
அலனின்	A	Ala	-CH₃	X	-	-	-	X	X	-	67
சிஸ்டீன்	C	Cys	-CH₂SH	X	8.18	-	அமிலமானது	X	-	-	86
அஸ்பார்டிக் அமிலம்	D	Asp	-CH₂COOH	-	3.90	X	அமிலமானது	X	-	-	91
குளூட்டாமிக் அமிலம்	E	Glu	-CH₂CH₂COOH	-	4.07	X	அமிலமானது	-	-	-	109
பினைல்அலனின்	F	Phe	-CH₂C₆H₅	X	-	-	-	-	-	நறுமணமானது	135
கிளைசின்	G	Gly	-H	X	-	-	-	X	X	-	48
ஹிஸ்டிடின்	H	His	-CH₂-C₃H₃N₂	-	6.04	X	வலுவற்ற காரம்	-	-	நறுமணமானது	118
ஐசோலியூசின்	I	Ile	-CH(CH₃)CH₂CH₃	X	-	-	-	-	-	கொழுப்பானது	124
லைசின்	K	Lys	-(CH₂)₄NH₂	-	10.54	X	காரம்	-	-	-	135
லியூசின்	L	Leu	-CH₂CH(CH₃)₂	X	-	-	-	-	-	கொழுப்பானது	124
மெத்தியோனின்	M	Met	-CH₂CH₂SCH₃	X	-	-	-	-	-	-	124
அஸ்பரஜின்	N	Asn	-CH₂CONH₂	-	-	X	-	X	-	-	96
பிரோலைசின்	O	Pyl
புரோலின்	P	Pro	-CH₂CH₂CH₂-	X	-	-	-	X	-	-	90
குளூட்டமின்	Q	Gln	-CH₂CH₂CONH₂	-	-	X	-	-	-	-	114
ஆர்ஜினின்	R	Arg	-(CH₂)₃NH-C(NH)NH₂	-	12.48	X	வலுவானக் காரம்	-	-	-	148
செரின்	S	Ser	-CH₂OH	-	-	X	-	X	X	-	73
திரியோனின்	T	Thr	-CH(OH)CH₃	-	-	X	வலுவற்ற அமிலம்	X	-	-	93
செலீனோசிஸ்டீன்	U	Sec	-CH₂SeH	X	5.73	-	-	X	-	-
வாலின்	V	Val	-CH(CH₃)₂	X	-	-	-	X	-	கொழுப்பானது	105
டிரிப்டோபான்	W	Trp	-CH₂C₈H₆N	X	-	-	-	-	-	நறுமணமானது	163
டைரோசின்	Y	Tyr	-CH₂-C₆H₄OH	-	10.46	X	-	-	-	நறுமணமானது	141

குறிப்பு: அமினோ அமிலங்கள் புரதத்திற்குள் உள்ளபோது அமிலத்தன்மை எண்கள் (pKa) சிறிதளவு மாறுபடும்.

மரபணு வெளிப்பாடு மற்றும் உயிரிவேதியியல் பண்புகள்

அமினோ அமிலம்	ஓரெழுத்து	மூவெழுத்து	குறிமுறையன்கள்	மனிதப் புரதத்தில் இருப்பு (%)	அத்தியாவசியத் தன்மை
அலனின்	A	Ala	GCU, GCC, GCA, GCG	7.8	-
சிஸ்டீன்	C	Cys	UGU, UGC	1.9	நிபந்தனைக்குட்பட்டது
அஸ்பார்டிக் அமிலம்	D	Asp	GAU, GAC	5.3	-
குளூட்டாமிக் அமிலம்	E	Glu	GAA, GAG	6.3	நிபந்தனைக்குட்பட்டது
பினைல்அலனின்	F	Phe	UUU, UUC	3.9	ஆம்
கிளைசின்	G	Gly	GGU, GGC, GGA, GGG	7.2	நிபந்தனைக்குட்பட்டது
ஹிஸ்டிடின்	H	His	CAU, CAC	2.3	ஆம்
ஐசோலியூசின்	I	Ile	AUU, AUC, AUA	5.3	ஆம்
லைசின்	K	Lys	AAA, AAG	5.9	ஆம்
லியூசின்	L	Leu	UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG	9.1	ஆம்
மெத்தியோனின்	M	Met	AUG	2.3	ஆம்
அஸ்பரஜின்	N	Asn	AAU, AAC	4.3	-
பிரோலைசின்	O	Pyl	UAG		-
புரோலின்	P	Pro	CCU, CCC, CCA, CCG	5.2	-
குளூட்டமின்	Q	Gln	CAA, CAG	4.2	-
ஆர்ஜினின்	R	Arg	CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG	5.1	நிபந்தனைக்குட்பட்டது
செரின்	S	Ser	UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC	6.8	-
திரியோனின்	T	Thr	ACU, ACC, ACA, ACG	5.9	ஆம்
செலீனோசிஸ்டீன்	U	Sec	UGA		-
வாலின்	V	Val	GUU, GUC, GUA, GUG	6.6	ஆம்
டிரிப்டோபான்	W	Trp	UGG	1.4	ஆம்
டைரோசின்	Y	Tyr	UAU, UAC	3.2	நிபந்தனைக்குட்பட்டது
நிறுத்தக் குறிமுறையன்கள்	-	குறிப்பிட்ட நேரத்தில்	UAA, UAG, UGA	-	-

பொருண்மை நிரலாய்வு

புரதம் மற்றும் புரதக்கூறுகளின் பொருண்மை நிரலாய்வில், படிவுகளின் நிறையைக் கண்டறிவது முக்கியம். புரதம் மற்றும் புரதக்கூறுகளின் நிறையானது படிவுகளின் நிறை மற்றும் நீர் மூலக்கூற்று நிறையின் கூட்டுத்தொகையாகும்.^[2]

அமினோ அமிலம்	ஓரெழுத்து	மூவெழுத்து	வாய்பாடு	ஓரகத் தனிம நிறை [டால்டன் (Da)]	சராசரி நிறை [டால்டன் (Da)]
அலனின்	A	Ala	C₃H₅NO	71.03711	71.0788
சிஸ்டீன்	C	Cys	C₃H₅NOS	103.00919	103.1388
அஸ்பார்டிக் அமிலம்	D	Asp	C₄H₅NO₃	115.02694	115.0886
குளூட்டாமிக் அமிலம்	E	Glu	C₅H₇NO₃	129.04259	129.1155
பினைல்அலனின்	F	Phe	C₉H₉NO	147.06841	147.1766
கிளைசின்	G	Gly	C₂H₃NO	57.02146	57.0519
ஹிஸ்டிடின்	H	His	C₆H₇N₃O	137.05891	137.1411
ஐசோலியூசின்	I	Ile	C₆H₁₁NO	113.08406	113.1594
லைசின்	K	Lys	C₆H₁₂N₂O	128.09496	128.1741
லியூசின்	L	Leu	C₆H₁₁NO	113.08406	113.1594
மெத்தியோனின்	M	Met	C₅H₉NOS	131.04049	131.1986
அஸ்பரஜின்	N	Asn	C₄H₆N₂O₂	114.04293	114.1039
பிரோலைசின்	O	Pyl	C₁₂H₂₁N₃O₃	255.15829	255.3172
புரோலின்	P	Pro	C₅H₇NO	97.05276	97.1167
குளூட்டமின்	Q	Gln	C₅H₈N₂O₂	128.05858	128.1307
ஆர்ஜினின்	R	Arg	C₆H₁₂N₄O	156.10111	156.1875
செரின்	S	Ser	C₃H₅NO₂	87.03203	87.0782
திரியோனின்	T	Thr	C₄H₇NO₂	101.04768	101.1051
செலீனோசிஸ்டீன்	U	Sec	C₃H₅NOSe	150.95364	150.0388
வாலின்	V	Val	C₅H₉NO	99.06841	99.1326
டிரிப்டோபான்	W	Trp	C₁₁H₁₀N₂O	186.07931	186.2132
டைரோசின்	Y	Tyr	C₉H₉NO₂	163.06333	163.1760

விகிதவியல் மற்றும் உயிரணுவில் வளர்சிதைமாற்ற ஆக்கச் செலவு

கீழ் வரும் அட்டவணை ஈ.கோலை பாக்டீரியாவில் உள்ள அமினோ அமிலங்களின் செழிப்பையும், இந்த அமினோ அமிலங்களைத் தொகுக்க ஆகும் வளர்சிதைமாற்றச் சக்தி (ATP) செலவினையும் பட்டியலிடுகிறது. குறை எண்கள், இந்த அமினோ அமிலங்களின் வளர்சிதைமாற்ற நிகழ்வு சக்தி (ATP) செலவினத்திற்கு சாதகமானது என்பதையும், இந்நிகழ்வினால் உயிரணுவிற்கு மொத்த சக்தி செலவில்லை என்பதையும் குறிக்கின்றது.^[3] அமினோ அமிலங்களின் செழிப்பு என்பது அமினோ அமிலங்கள் கட்டறு வடிவத்திலும், புரதங்களில் உள்ள பல்படியாக்க வடிவத்திலும் உள்ள மொத்தச் செழிப்பைக் குறிப்பிடுகின்றது.

அமினோ அமிலம்	செழிப்பு [ஈ.கோலை உயிரணுவில் (×10⁸) உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை]	உயிர்வளிநாட்டச் சூழலில் தொகுக்க ஆகும் சக்தி செலவு	உயிர்வளிகலவா நிலைமையில் தொகுக்க ஆகும் சக்தி செலவு
அலனின்	2.9	-1	1
சிஸ்டீன்	0.52	11	15
அஸ்பார்டிக் அமிலம்	1.4	0	2
குளூட்டாமிக் அமிலம்	1.5	-7	-1
பினைல்அலனின்	1.1	-6	2
கிளைசின்	3.5	-2	2
ஹிஸ்டிடின்	0.54	1	7
ஐசோலியூசின்	1.7	7	11
லைசின்	2.0	5	9
லியூசின்	2.6	-9	1
மெத்தியோனின்	0.88	21	23
அஸ்பரஜின்	1.4	3	5
புரோலின்	1.3	-2	4
குளூட்டமின்	1.5	-6	0
ஆர்ஜினின்	1.7	5	13
செரின்	1.2	-2	2
திரியோனின்	1.5	6	8
டிரிப்டோபான்	0.33	-7	7
டைரோசின்	0.79	-8	2
வாலின்	2.4	-2	2

குறிப்புகள்

அமினோ அமிலம்	குறுக்கம்		குறிப்புகள்
அலனின்	A	Ala	இது, உடலில் மிக அதிகமாகக் காணப்படும் அமினோ அமிலமாகும். மிகவும் சுழலும் திறம் வாய்ந்தது. என்றாலும் கிளைசினைக் காட்டிலும் வளையாதத் தன்மை கொண்டது. ஆனால், அமைப்பில் சிறியதாக உள்ளதால் புரதக் கட்டமைப்பிற்கு சிறிய அளவே இடத்தடங்கலை விளைவிக்கக் கூடியது.
அஸ்பரஜின் (அ) அஸ்பார்டிக் அமிலம்	B	Asx	இரண்டில் ஒன்று (அமினோ அமிலம்) நிரப்புவதற்கு முன்னால் இடம் பிடிப்பானாக செயல்படுகிறது.
சிஸ்டீன்	C	Cys
அஸ்பார்டிக் அமிலம்	D	Asp	குளூட்டாமிக் அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
குளூட்டாமிக் அமிலம்	E	Glu	அஸ்பார்டிக் அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
பினைல்அலனின்	F	Phe	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது.
கிளைசின்	G	Gly	"பக்கத் தொடரில்" இரண்டு ஹைட்ரசன் அணுக்களை மட்டும் கொண்டுள்ளதால், இதற்கு சமச்சீரின்மை (chiral) பண்பு கிடையாது.
ஹிஸ்டிடின்	H	His
ஐசோலியூசின்	I	Ile	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது.
லியூசின் (அ) ஐசோலியூசின்	J	Xle	இரண்டில் ஒன்று (அமினோ அமிலம்) நிரப்புவதற்கு முன்னால் இடம் பிடிப்பானாக செயல்படுகிறது.
லைசின்	K	Lys	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது. ஆர்ஜினின் அமினோ அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
லியூசின்	L	Leu	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது. ஐசோலியூசின் மற்றும் வாலின் அமினோ அமிலங்களைப் போலவே செயல்படுகிறது.
மெத்தியோனின்	M	Met	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது.
அஸ்பரஜின்	N	Asn	அஸ்பார்டிக் அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது. அஸ்பரஜின் அமைடு தொகுதியையும், அஸ்பார்டிக் அமிலம் கார்பாக்சில் தொகுதியையும் கொண்டுள்ளன.
பிரோலைசின்	O	Pyl	பிரோலின் வளையம் இணைக்கப்பட்டு, லைசின் அமினோ அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
புரோலின்	P	Pro
குளூட்டமின்	Q	Gln	குளூட்டாமிக் அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது. குளூட்டமின் அமைடு தொகுதியையும், குளூட்டாமிக் அமிலம் கார்பாக்சில் தொகுதியையும் கொண்டுள்ளன. புரதங்களிலும், அமோனியாவைச் சேமிக்கவும் உபயோகப்படுத்தப்படுகின்றது. இது, உடலில் மிக அதிகமாகக் காணப்படும் அமினோ அமிலமாகும்.
ஆர்ஜினின்	R	Arg	லைசின் அமினோ அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
செரின்	S	Ser	செரின் மற்றும் திரியோனின் அமினோ அமிலங்கள் ஹைட்ராக்சில் செயல் தொகுதியைக் கொண்ட சிறிய தொகுதியை முடிவில் கொண்டுள்ளன. இவற்றின் ஹைட்ரசன் அணு எளிதில் நீக்கக்கூடியதாக உள்ளதால் செரின் மற்றும் திரியோனின் அமினோ அமிலங்கள் நொதியங்களில் அடிக்கடி ஹைட்ரசன் வழங்கியாகக் கருதப்படுகின்றன. இவ்விரண்டு அமினோ அமிலங்களும் நீர்விலக்கிகளாக உள்ளதால் கரையும் புரதங்களின் வெளிப் பகுதிகளில் செறிவாகக் காணப்படுகின்றன.
திரியோனின்	T	Thr	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது. செரின் அமினோ அமிலத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
செலீனோசிஸ்டீன்	U	Sec	செலீனியமாக்கப்பட்ட சிஸ்டீன், கந்தகத்திற்கு மாற்றாக உள்ளது.
வாலின்	V	Val	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது. ஐசோலியூசின் மற்றும் லியூசின் அமினோ அமிலங்களைப் போலவே செயல்படுகிறது.
டிரிப்டோபான்	W	Trp	மனிதர்களுக்கு இன்றியமையாதது. பினைல்அலனின் மற்றும் டைரோசின் அமினோ அமிலங்களைப் போலவே செயல்படுகிறது. செரடோனின் முன்னோடி. இயற்கையாகவே ஒளிரும் தன்மை கொண்டது.
தெரியாதவை	X	Xaa	தெரியாத (அ) முக்கியமில்லாத அமினோ அமிலத்திற்கான இடம் பிடிப்பானாக செயல்படுகிறது.
டைரோசின்	Y	Tyr	பினைல்அலனின் (டைரோசின் முன்னோடி) மற்றும் டிரிப்டோபான் போலவே வினை புரிகிறது. மெலனின், எபிநெப்ரின் மற்றும் கேடய (தைராய்டு) இயக்குநீர் ஆகியவற்றுக்கான முன்னோடி. இயற்கையாகவே ஒளிரும் தன்மை கொண்டது. எனினும், சாதாரணமாக சக்தியை டிரிப்டோபானுக்கு இடம் மாற்றுவதன் மூலம் இதன் ஒளியுமிழ்தல் தணிக்கப்படுகிறது.
குளூட்டாமிக் அமிலம் (அ) குளூட்டமின்	Z	Glx	இரண்டில் ஒன்று (அமினோ அமிலம்) நிரப்புவதற்கு முன்னால் இடம் பிடிப்பானாக செயல்படுகிறது.