Aminosäuren

18.03.2009

Aus der Reihe "Gelöste organische Stoffe (DOM) erfahren Sie im Artikel wissenswertes zum Thema Aminosäuren.

Aminosäuren (AS) werden als organische Verbindungen, die eine Karboxylgruppe (-COOH) und eine Aminogruppe (-NH2) beinhalten, definiert. Aus einer unerschöpflichen Reihe von Aminosäuren gehören aus der Sicht der Naturwissenschaften zu den Wichtigsten die 20 L-Alfa-Aminosäuren, die Grundbausteine für Proteine.


Die Hauptcharakteristiken

Die Hauptcharakteristiken der Aminosäuren (AS), die ihre physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften beinflussen:

 

Die Struktur der Seitenkette:

Einzelne Typen der Alfa-Aminosäuren werden durch die Struktur der Seitenkette (R im Strukturschema) definiert. Diese bestimmt auch ihre Haupteigenschaften.

Die Chiralität  

Alle Alfa-AS, außer Glycin treten in zwei spiegelverkehrten Formen (L und D optische Isomere - Antipoden) auf. Bis auf seltene Ausnahmen beteiligen sich am Proteinaufbau bei Tieren nur die L-Isomere.

Die Hybridität     

Da die AS sowohl eine Karboxyl als auch eine Aminogruppe beinhalten, sind sie Säuren und Basen gleichzeitig. Diese Tatsache ist vor allem für polare Lösungen von Aminosäuren (z.B. im Wasser) wichtig, wo der pH-Wert die Schlüsselrolle für ihr Verhalten spielt. Bei einem bestimmten Wert der pH-Lösung – der für jede AS spezifisch ist – gleichen sich die Ladungen beider Gruppen aus und die Moleküle verhalten sich neutral. Das AS-Molekül in diesem Zustand – isoelektrischer Punkt – heißt Zwitterion, hat minimale Lösungsfähigkeit und in einer Lösung kann es sich in fester Form niederschlagen.


Biogene Rolle

Der Metabolismus von AS bei lebenden Tieren kann sich auf folgende Weise realisieren:

   1. Wachstum – Synthese von Peptiden und Proteinen (Eiweiß)
   2. Funktionalität – Synthese von nicht-proteinogenen Stoffen
   3. Energiegewinn durch die AS-Oxidation

Bezüglich der tatsächlich lebenden Organismen, kann man sowohl essentielle, als auch nicht-essentielle AS definieren, wobei man unter essentiellen AS diejenige versteht, die der Organismus nicht selbst synthetisieren kann, sondern sie aus der Nahrung oder – im Fall von z.B. Korallen – aus dem Meerwasser aufnehmen muss.     
            
Wachstum – Proteinensynthese     
            
Die Proteinensynthese aus AS ist eigentlich eine Polymerisation, bei der sich verschiedene AS verbinden und über sog. Peptidbindung Ketten bilden können:

Die Reaktion verlangt eine Energiezufuhr und läuft nicht direkt im Organismus. Sie wird durch einen genetischen Code bestimmt und durch RNA oder Enzyme vermittelt. Das daraus resultierende Protein ist durch die Anzahl und die Reihenfolge einzelner AS bestimmt.      
            
Funktionalität – Synthese von nicht-proteinogenen Stoffen     

AS haben hier die Funktion eines Ausgangsprodukts (Prekursor) für die Synthese von wichtigen nicht-proteinogenen Stoffen – Neurotransmitter, Porphyrine, Nukleotide, Hormone u.A.

Einig Meerestiere (z.B. Kegelschnecken) können die L-Isomere der AS auf D-Isomere umwandeln, die auf andere Organisme wie ein scharfes Gift wirken und daher als eine Abwehr gegen Prädatore dienen. Auch wenn der einzige Unterschied zwischen den Isomeren die spiegelverkehrte Form ist, ist der Unterschied in der biologischen Wirkung drastisch.
    
            
Die Verwertung von freien Aminosäuren     

Das Maß und die Schnelligkeit der direkten AS-Absorbtion von Wirbellosen     

Die Quelle der AS für Meereswirbellose ist außer der eigenen Synthese und der makromolekularen organischen Nahrung auch das Meerwasser. Das beinhaltet eine kleine Menge von freien gelösten Aminosäuren. Ihre direkte biologische Auswertung auf einer ganzen Reihe von Meerestieren wurde mit ziemlich eindeutigem Ergebnis, das für die absolute Mehrheit der untersuchten Organismen gilt, untersucht:
     
Die Organismen absorbieren die freien AS aus dem Meerwasser relativ schnell und in beträchtlichem Maße.

Die Graphik stellt das Ausmaß der Absorbtion einer ausgewählten AS innerhalb von 24 Stunden beim Weichtier Spinula solidissima in % zur ursprünglichen AS-Konzentration dar.

Aus der Tabelle geht die durchschnittliche Gesamtabsorbtion einer ausgewählten AS durch einzelne Tiergruppen nach 16-24stündigen Exposition in % zur ursprünglichen AS-Konzentration hervor. Hohe Absorbtionswerte weisen vor allem diejenigen Wirbellose auf, die die Nahrung durch das Filtrieren des Meerwassers gewinnen.      
            
Pilze                64%
Spritzwürmer     36%
Nesseltiere       34%
Weichtiere        47%
Schnurwürmer   58%
Gliederfüsser      1%
Moostierchen    70%
Stachelhäuter   64%
Ringelwürmer   57%
Chordatiere      32%
    
Die Auswirkung der Aminosäuren auf die Symbiose von Korallen und Zooxanthellen     
            
Eine Mehrzahl von Blumentieren bewirtet in eigenen Zellen endosymbiotische Dinoflagellaten – Zooxanthellen. Die Symbiose von beiden Organismen basiert vor allem auf dem verbundenen Stoffwechsel vom Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor:

    * Die Zooxanthellen bieten ihrem Gastgeber in Form von Kohlenstoffbindungen (dem Produkt der Photosynthese):
          o bis zu 90% die Deckung seines energetischen Bedarfs
          o für das Wachstum wichtige Stoffe
    * Der Gastgeber bietet den Zooxanthellen:
          o Lebensraum und Schutz
          o Ernährung – eigentlich die Abfallstoffe seines Metabolismus, die Phosphor und Stickstoff beinhalten
          o ununterbrochene Zufuhr vom für die Photosynthese nötigen Kohlendyoxid (CO2)

Die Frage für die wissenschaftliche Forschung ist, welcher Lenkfaktor den Prozess der Freisetzung und des Transports von Photosyntheseprodukten aus den Zooxanthellenzellen in die Zellen des Gastgebers startet und kontrolliert.

Ein wissenschaftliche Arbeit hat dieses Problem auf der Koralle Pocillopora damicornis erforscht, und als ein Lenkfaktor wurde ein Satz von freien Aminosäuren identifiziert, der:

    * die selektive Freisetzung von Photosyntheseprodukten für den Bedarf des Gastgebers startet
    * bei Zooxanthellen die Fähigkeit der Kohlenstofffixierung erhöht

Es wurde festgestellt, dass die freien Aminosäuren eine wichtige Rolle als Signalmoleküle bei der Leitung der biologischen Prozesse spielen.
    
            
CS CoraDOM Amino A     

Die Firma coral-shop hat ein einzigartiges Produkt CS CoraDOM Amino A entwickelt, das 21 Aminosäuren und ihre Derivate beinhaltet.

Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Arbeiten weisen darauf hin, dass das Maß und die Schnelligkeit der direkten Absorbtion der freien AS aus dem Meerwasser durch Wirbellose von erheblicher Bedeutung ist. Ihr Anteil an dem gesamten Metabolismus dieser Tiere in Meerwasseraquarien kann so, falls die aminosäurenartige Nahrung regelmäßig zugegeben wird, wesentlich höher sein, als im natürlichen ozeanischen Ökosystem.
    
            
Die momentan laufenden Tests der coral-shop-Referenzklienten deuten darauf hin, dass einmalige höhere Dosiermengen des Mittels CS CoraDOM Amino A (etwa 4-6mal höher als die empfohlene Dosierung) schnell und erfolgreich zum Ende des Korallenabsterbens durch coral bleaching führen können. Momentan laufen weitere Tests, über deren Erbebnisse wir in Kürze ausführliche Informationen präsentieren werden.     
            

Die Theorie und die Praxis bestätigen, dass die regelmäßige Zugabe vom CS CoraDOM Amino A bei Blumentieren und anderen Wirbellosen eine schnelle und nachweisbare Wirkung haben auf:

    * Wachstumsgeschwindigkeit
    * langfristig gesunde Entwicklung

Durch die regelmäßige Zugabe der Produkte aus der Reihe CS CoraDOM (Vitamins, Amino A, Fatty A, CarboH und Poly A) ist ein erhöhter Anteil der beinhalteten Stoffen auf dem ganzen Metabolismus der Wirbellosen auf Kosten der makromolekularen organischen Nahrung zu erreichen.

Hier wird eindeutig nur über die Anteilserhöhung und nicht über den vollständigen Ersatz gesprochen – es gibt eine große Menge von vor allem makromolekularen organischen Stoffen, die für die Wirbellosen und Meeresfische nur aus der makromolekularen organischen Nahrung zu entnehmen sind.

Die Reduktion ihres Anteils an dem gesamten Metabolismus ist aber in künstlichen Bedingungen der Meerwasseraquarien wünschenswert vor allem wegen der ziemlich hohen Konzentration Nitraten und Phosphaten, die in der Nahrung enthalten sind.
    
            
Literatur    

UPTAKE OF AMINO ACIDS BY MARINE INVERTEBRATES, Grover C. Stephens and Robert A, Schinslw University of Minnesota and Marinc Biological Laboratory, Woods Hole, Massachusetts.
Free amino acids exhibit anthozoan "host factor" activity: They induce the release of photosynthate from symbiotic dinoflagellates in vitro RuTH D. GATES*t, OVE HOEGH-GULDBERGt, MARGARET J. MCFALL-NGAI§, KARL Y. BIL'*, AND LEONARD MUSCATINE* *Biology Department, University of California, Los Angeles, 405 Hilgard Avenue, Los Angeles, CA 90024-1606; *Department of Biological Sciences, University of Sydney, Sydney, New South Wales 2006, Australia; and §Department of Biological Sciences, University of Southern California, Los Angeles, CA 90089-0371
    
coral-shop, Ing. Frantisek Floder

 

Coral-shop bietet eine komplette Produktpalette für die Meerwasserpflege. Sie können aus drei unterschiedlichen Konzeptionen auswählen - je nach dem, ob Sie eine einfache Handhabung bevorzugen oder höchste Kontrolle und Steuerung Ihres Aquariums beanspruchen. Diese Konzeptionen werden von Mitteln für die Schadstoffbeseitigung, einzigartigem Biofutter und hochwertigem Meersalz ergänzt." Beachten Sie bitte nachfolgende Tabelle. Durch Anklicken wird sie groß.

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