background image

Biochemistry lectures

By

Assistant.Prof Dr. Ban Mahmood Al-joda

Clinical Biochemistry

College of Medicine University of 

Babylon


background image

Structure of amino acids and 

classification


background image

Objectives:

1-

Define amino acids, essential and non- essential 

amino acids.
2. List the aliphatic, aromatic, acidic and basic amino 
acids.
3. Name essential amino acids.
4. Classify amino acids based on structure, based on 
side chain character, based on metabolic fate, based 
on nutritional requirements.
5. Describe the basic structure and general 
properties of amino acids.


background image

REFERENCES

1. Lippincott’s Reviews of Biochemistry, 3

rd

ed. , 

2018.

2. Lehninger Principle of Biochemistry, 4

th

ed. 

2005.


background image

Amino Acids

Amino Acids are the building units of proteins. Proteins are
polymers of amino acids linked together by what is called “
Peptide bond” .

❑ There are about 300 amino acids occur in nature. Only 20 of
them occur in proteins.

Structure of amino acids:

Each amino acid has 4 different groups attached to α- carbon (
which is C-atom next to COOH). These 4 groups are : amino
group, COOH

Hydrogen atom and side

Chain (R)

R


background image

At physiological PH (7.4), -COOH is dissociated forming a
negatively charged carboxylate ion

(COO

-

)

and amino group

is protonated forming positively charged ion

(NH

3

+

)

forming

Zwitter ion


background image

Classification of amino acids

I- Chemical classification:

According to number of COOH 

and NH

groups i.e. according to net charge on amino acid.

A- Monobasic, monocarboxylic amino acids i.e. neutral or 

uncharged: 


background image

Subclassification of neutral amino acids: 

A)-ll structures are required  

1- Glycine

R= H     

2- Alanine

R= CH

3

3- Branched chain amino acids: 

R is branched such as in: 

a - Valine

R= isopropyl gp

b- Leucine

R= isobutyl gp

c- Isoleucine R = is isobutyl

R is isobutyl in both leucine and isoleucine but branching is
different:

in leucine →

branching occurs on γ carbon

in isoleucine→ branching occurs on β- carbon

4- Neutral Sulfur containing amino acids:

e.g. Cysteine and Methionine.

5- Neutral, hydroxy amino acids:

e.g. Serine and Threonine


background image

6- Neutral aromatic amino acids:

a- Phenyl alanine : 

It’s alanine in which one hydrogen of CH

is           

substituted with phenyl group. 

b- Tyrosine

: - it is P- hydroxy phenyl alanine

- it is classified as 

phenolic amino acid

c- Tryptophan:

as it contains indole ring so it is classified as

heterocyclic amino acid

7- Neutral heterocyclic amino acids:

a- Tryptophan: contains indole ring

b- Proline:

In proline, amino group enters in the ring formation

being α-imino gp so proline is an α-imino acid
rather than α-amino acid


background image

B- Basic amino acids: Contain two or more NH

2

groups or

nitrogen atoms that act as base i.e. can
bind proton.

At physiological pH, basic amino acids will be

positively charged

.

e.g.

a- Lysine

b- Arginine: contains guanido group

c- Histidine: is an example on basic heterocyclic amino acids


background image

C

-

Acidic Amino acids: 

at physiological pH will carry negative     

charge.

Example: Aspartic acid (aspartate) and Glutamic acid (glutamate). 

Aspargine and Glutamine:

They are amide forms of aspartate and 

glutamate in which side chain COOH groups are amidated.
They are classified as neutral amino acids.


background image

II- Classification according to polarity of side chain (R):

A- Polar amino acids: 

in which R contains polar hydrophilic group so 

can forms hydrogen bond with H

2

O. In those amino acids, R may 

contain:

1- OH group : as in serine, threonine and tyrosine
2- SH group : as in cysteine
3- amide group: as in glutamine and aspargine
4- NH

group or nitrogen act as a base (basic amino acids ): as lysine,   

arginine and histidine

5- COOH group ( acidic amino acids): as aspartic and glutamic .

B- Non polar amino acids: 

R is alkyl hydrophobic group which can’t  enter in hydrogen bond 
formation. 9 amino acids are non polar ( glycine, alanine, valine, leucine, 
isoleucine, phenyl alanine, tryptophan, proline and methionine)


background image

background image

III- Nutritional classification:

1- Essential amino acids:

These amino acids can’t be formed in the

body and so, it is essential to be taken in diet. Their deficiency
affects growth, health and protein synthesis.

2- Semiessential amino acids:

These are formed in the body but not

in sufficient amount for body requirements especially in children.

Summary of essential and semiessential amino acids:

V= valine

i= isoleucine

ly= lysine

l= leucine

A = arginine* H= histidine*

M= methionine

T= tryptophan Th= threonine P= phenyl alanine

*= arginine and histidine are semiessential

3- Non essential amino acids:

These are the rest of amino acids that

are formed in the body in amount enough for adults and children.
They are the remaining 10 amino acids.


background image

IV- Metabolic classification: 

according to metabolic or degradation 

products of amino acids they may be:

1- Ketogenic amino acids: 

which give ketone bodies . Lysine and 

Leucine are the only pure ketogenic amino acids.

2- Mixed ketogenic and glucogenic amino acids: 

which give both 

ketonbodies and glucose.These are: isoleucine, phenyl alanine, tyrosine 
and tryptophan. 

3- Glucogenic amino acids: 

Which give glucose. They include the rest 

of amino acids. These amino acids by catabolism yields products that 
enter in glycogen and glucose formation. 


background image

Chemical properties of amino acids:

1- Reactions due to COOH group:

-Salt formation with alkalis, ester formation with alcohols, amide
formation with amines and decarboxylation.

2- Reactions due toNH2 group:

deamination and reaction with

ninhydrin reagent.
-Ninhydrin reagent reacts with amino group of amino acid yielding
blue colored product. The intensity of blue color indicates quantity of
amino acids present.


background image

Ninhydrine can react with imino acids as proline and hydroxy

proline but gives 

yellow color.

3- Reactions due to side chain (R): 

1- Millon reaction: for tyrosine gives red colored mass

2Rosenheim reaction:  for trptophan and gives violet ring.

3- Pauly reaction: for imidazole ring of histidine: gives yellow to 

reddish product

4- Sakagushi test: for guanido group of arginine and gives red 

color.

5- Lead sulfide test (sulfur test): for sulfur containing amino   

acids as cysteine give brown 
color.




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 125 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل