Aminokwasy są to związki, będące pochodnymi węglowodorów. Posiadają w swoim składzie grupę aminową oraz grupę karboksylową. Ogólnie rzecz biorąc aminokwasy to kwasy karboksylowe, posiadające właściwości aromatyczne lub alifatyczne, zawierające w swojej strukturze grupę karboksylową - COOH i aminową - NH2.
Są to związki amfoteryczne które w środowisku o niższym pH niż ich punkt izoelektryczny tworzą kationy, a przez to mogą wchodzić w reakcję z anionami. W wyższym pH niż punkt izoelektryczny aminokwasy występują w formie anionów, które mogą reagować z kationami. Punkt izoelektryczny to inaczej punkt izojonowy. W tym punkcie aminokwasy występują w formie jonów obojnaczych i są obojętne pod względem ładunku.
Na tej podstawie możemy wyróżnić aminokwasy:
- zasadowe, mające punkt izoelektryczny w zakresie pH zasadowego,
- kwaśne, ich punkt izojonowy mieści się w zakresie pH kwaśnego,
- obojętne, których punkt izojonowy wynosi około 6.3 jednostek pH
Aminokwasy budujące białka a tym samym żywe organizmy nazywane są aminokwasami naturalnymi. W swojej cząsteczce posiadają asymetryczny węgiel, który sprawia że są związkami optycznie czynnymi.
Związki te stanowią materiał budulcowy łańcuchów polipeptydowych. Kolejne aminokwasy połączone są ze sobą za pomocą wiązania peptydowego. Aminokwasy mogą spełniać w organizmie również inne ważne funkcje. Są produktami wyjściowymi do biosyntezy hormonów. Hormony tarczycowe oraz adrenalina powstają na bazie tyrozyny. Organizmy zwierzęce w odróżnieniu od roślin nie są zdolne do produkcji wszystkich aminokwasów. Aminokwasy, które muszą być dostarczane z zewnątrz wraz z pokarmem nazywamy aminokwasami egzogennymi. Aminokwasy które organizm może wytwarzać nazywamy aminokwasami endogennymi.
Aminokwasami których organizmy zwierzęce nie potrafią wytwarzać są aminokwasy aromatyczne, do których należy tryptofan i fenyloalanina, oraz aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach, takie jak leucyna, walina i izoleucyna. Organizm zwierzęcy nie wytwarza także treoniny, metioniny ani lizyny. Tyrozyna jest co prawda aminokwasem egzogennym, ale jej wytworzenie możliwe jest jeśli w komórkach występuje nadmiar fenyloalaniny. Pod względem wykorzystania w reakcjach aminokwasy dzielimy na glikogenne, które zaangażowane są w metabolizm cukrów oraz ketogenne, biorące udział w syntezie i przemianach tłuszczowców.
W białkach występują aminokwasy naturalne. Są one wbudowywane w łańcuchy polipeptydowe na podstawie ułożenia kodonów w cząsteczce DNA. Obecnie znanych jest około 23 aminokwasów, z czego 20 buduje białka. Pozostałe to tak zwane aminokwasy wolne.
Aminokwasami wchodzącymi w skład białek są alanina, glicyna, seryna, walina, cysteina, izoleucyna leucyna, treonina, metionina, lizyna, prolina, arginina, tryptofan, tyrozyna, histydyna, fenyloalanina, glutaminian, glutamina, asparaginian i asparagina.
Aminokwasami nie występującymi w białkach są: cytrulina, ornityna i homoseryna.
W przypadkach zaburzeń gospodarki białkowej a szczególnie u pacjentów z zaburzeniami w przyswajaniu białka podaje się odpowiednie aminokwasy. Podobną kurację stosuje się także w czasie przewlekłych chorób, marskości wątroby oraz po operacjach chirurgicznych. Naturalne aminokwasy stosuje się także jako surowce do syntezy leków.
Aminokwasem aromatycznym mającym duże znaczenie przy produkcji barwników jest kwas antranilowy. Wykorzystuje się go do syntezy indyga. W drożdżach występuje kwas p-aminobenzoesowy, w skrócie PAB. Należy on do grupy witamin B, stanowi cenną substancję w badaniach biochemicznych i mikrobiologicznych.
