D-amino acids

D-aminokiseline su stereoizomeri L-aminokiselina. Često se nazivaju neprirodnim aminokiselinama, zbog toga što se dugo vremena smatralo da se D-aminokiseline nalaze samo u nižim organizmima te se njihova prisutnost u tkivima eukariota smatrala neprirodnom. Međutim nekoliko D-aminokiselina nađeno je u mozgu sisavaca. Prednji dio mozga obiluje D-serinom, koji je kofaktor N-metil-D-aspartatnih receptora (NMDA) i potiče neurotransmisiju. D-aminokiselinska oksidaza (DAO), čija je uloga kataliza oksidacijske deaminacije neutralnih i bazičnih aminokiselina, u najvećem dijelu se nalazi u prednjem dijelu mozga. DAO katabolizira D-serin i zbog toga regulira neurotransmisiju. U mozgu mutiranih miševa koji nemaju DAO gen, došlo je do povećanja koncentracije D-serina i ostalih D-aminokiselina. Povećanje koncentracije D-serina utječe na funkcioniranje NMDA receptora, pa dolazi do promjena u mozgu mutiranih miševa. DAO i D-serin imaju važnu ulogu u razvoju mozga i sinaptičkoj plastičnosti. DAO je također povezan i s odgovorom na bol i šizofrenijom. D-aminokiseline su nužne komponente peptidoglikana (PG) bakterija i problemi u njihovoj sintezi dovode do smrti stanice. Peptidoglikan se sastoji od šećera i oligopeptida. Transpeptidaze povezuju oligopeptidne lance peptidogilkana i tako omogućuju stjenci čvrstoću i oblik. Transpeptidaze su zadužene i za ugradnju D-aminokiselina u peptidoglikan. D-aminokiseline se sintetiziraju racemizacijom ili epimerizacijom -ugljikova atoma pripadajuće L-aminokiseline pomoću D-aminokiselinskih racemaza ili D-aminokiselinskih epimeraza. Reakcija sinteze (racemizacija) D-aminokiselina zasniva se na otpuštanju protona sa -ugljikova atoma pri čemu nastaje karbanionski međuprodukt, koji se zatim protonira. Smjer iz kojeg se proton dodaje karbanionskom međuproduktu određuje kiralnost nastale aminokiseline. Aminokiselinske racemaze i epimeraze se dijele na dva razreda, ovisno o tome sadrže li prostetičku skupinu (piridoksal-5-fosfat, PLP) ili ne. Aminokiseline se mogu sintetizirati i stereospecifičnom aminacijom odgovarajuće -ketokiseline pomoću enzima transaminaza. Transaminaze poput racemaza i epimeraza kataliziraju reverzibilne reakcije i imaju prostetičku skupinu PLP, ali se razlikuju u mehanizmu reakcije.