Kemistin tietämys on siitä hauskaa omata, että välillä osaa nähdä asioita, joita muut eivät tässä aineellisessa maailmassa välttämättä näe. Lisäravinteina myytävät aminohappojauheet voivat olla vaaraksi hampaille kuten etikka tai sitruuna ovat. Tämä johtuu paitsi aminohappojen mahdollisesta happamuudesta, mutta ennemmin niiden kyvystä kelatoida, eli kemiallisesti sitoa kalsiumia hampaasta. Edellä olevassa upotteessa olen kuvannut 5 vuorokauden ajan kahta kuumasinkittyä rautanaulaa aminohappoliuoksissa. Kuten videolta näkyy, alkaa sinkki ehtyä naulan pinnalta ja rauta värjää irrotessaan liuoksen ruskeaksi.
Tähän videoon sain idean vanhasta paskapuheesta, että kolajuoma liuottaa rautanaulankin, todellisuudessa kolajuomien hampaita mädättävä teho perustuu ehkäpä ennemmin sokeria syöviin bakteereihin ja niiden aineenvaihduntatuotteisiin sekä lisääntymiseen hampaiden pinnalla, kuin itse juoman happamuuteen saati sokereiden kykyyn kelatoida kalsiumia. Itseasiassa hampaita tuhoavan aineen ei tarvitse olla hapan. Uskallan väittää, että trinatriumsitraatti (sitruunahapon emässuola) vie hampaat paljon nopeammin mukanaan kuin lievästi hapan limonadi.
Hieman aminohappojen rakenteesta ja reaktioista
Aminohapot, nimensä mukaisesti, sisältävät vähintään yhden amiiniryhmän (-NH2) sekä yhden karboksyylihapporyhmän (-COOH). Ne voivat sopivissa olosuhteissa reagoida keskenään ja muodostaa yhdessä amidin (-NH-C(O)-), jolloin vesimoleykyyli lohkeaa pois. Koska aminohapoissa on nämä molemmat funktionaaliset ryhmät, niin ne voivat muodostaa useita aminohappoja pitkiä ketjuja, jollaisia myös proteiinit osaltaan ovat.
Aminohapon amiini- ja karboksyylihappo voivat toimia vetyionin (H+) vastaanottajana tai -luovuttajana, jolloin saadaan ammoniumryhmä (-NH4+) sekä karboksylaattiryhmä (COO-). Usein aminohapot, etenkin vesiliuoksissa, ovat ns. kahtaisionisessa (molekyyli-ioni, joka sisältää molempia + ja – varauksia) muodossaan molekulaarisen (varaukseton) muodon sijaan. Tarvitseeko olla kemisti, jotta muistaisi tämän ulkoa?
Nämä edellä mainitut funktionaaliset ryhmät, ammoniumryhmää lukuunottamatta, muodostavat useimpien metalli-ioneiden kanssa kemiallisia sidoksia. Tällaisia rakenteita on myös joissain entsyymeissä ja niitä käytetään kemiallisten reaktioiden nopeuttamiseen (katalyysi). Se on oma lajinsa kemistien työn joukossa selvittää metallia sisältävien entsyymimalliyhdisteiden reaktioita.
Kerrohan, kemisti, miten metalli löytää aminohapon luo?
Lyhyesti kerrottuna, amiiniryhmässä on typpi ja karboksyyliryhmässä on kaksi happea, jotka voivat muodostaa metalli-ionin kanssa sidoksen. Metalli-ioni on käytännössä aina positiivisesti varattu, joten negatiivisen varauksen omaava kemiallinen oikeushenkilö (atomi) muodostaa sidoksen positiivisen kanssa kuten kaksi magneettia tarttuu toiseensa. Positiivinen vetää negatiivista puoleensa ja päinvastoin. No, kun tarkastellaan tarkemmin, niin voidaan todeta, että ainoastaan karboksylaattiryhmässä on yksi happi, jolla on negatiivinen varaus. Onko se ainoa atomi, joka kiinnittyy metalli-ioniin? Ei, sillä neutraaleilla atomeilla, kuten amiinin typellä ja karboksyylihapon hapilla on vapaita elektroneja, jotka muodostavat myös sidoksia metalli-ionien kanssa. Ihan sivuhuomautuksena, oikoluen tätä tekstiä ja sanon vain, että ei jumalauta, jos joku ei-kemisti lukee tämän kokonaan. Sori.
Muodostunut aminohappojen ja metallin välinen kompleksiyhdiste ei kuitenkaan ole sanan varsinaisessa merkityksessä välttämättä suola, sillä metalli-ionin ja hapen tai typen välinen elektronegatiivisuusero on niin pieni, että käytännössä elektronit jakaantuvat sidoksen matkalta melko tasaisesti. Kun esim. suolassa (NaCl) taas on selkeästi positiivinen ja negatiivinen puoli, jolloin sidoselektronit ovat enemmän kloridin puolella.
Okei, eli miten hammas siis rapautuu aminohapoista?
Eli, tilanne on se, että henkilö juo aminohappoja sisältävää vesiliuosta. Liuos koskettaa hammasta kuten aminohapotkin. Aminohappomolekyylit(-ionit) muodostavat sidoksen hampasta löytyneen kalsiumionin kanssa, jolloin se osa hammaskudoksesta menetetään. Metallikompleksi liukenee vesiliuokseen ja kulkeutuu mahaan. Hammaskudos ei tietääkseni uusiudu. The end. Kemistin ratkaisu välttää tällaista hammaskatoa on hankkia elimistöön aminohapot proteiineista (ruuasta) ja puhdistaa hampaat huolella.