氨基酸
基本结构
氨基酸为分子结构中含有氨基(-NH 2 )和羧基(-COOH),并且氨基和羧基都是直接连接在一个-CH-结构上的有机化合物。通式是H 2 NCHRCOOH(R代表某种有机取代基)。根据氨基连结在羧酸中碳原子的位置,可分为 α 、 β 、 γ 、 δ ……等等的 氨基酸( C……C-C-C-C-COOH)。
蛋白质经水解后,即生成20种氨基酸,如甘氨酸(Glycine)、丙氨酸(Alanine)、缬氨酸(Valine)、亮氨酸(Leucine)、异亮氨酸(Isoleucine)、苯丙氨酸(Phenylalanine)、色氨酸(Tryptophan)、酪氨酸(Tyrosine)、天冬氨酸(Aspartic acid)、组氨酸(Histidine)、天冬酰胺(Asparagine)、谷氨酸(Glutamic acid)、赖氨酸(Lysine)、谷氨酰胺(Glutamine)、甲硫氨酸(Methionine)、精氨酸(Arginine)、丝氨酸(Serine)、苏氨酸(Threonine)、半胱氨酸(Cysteine)、脯氨酸(Proline)等。
分类
根据其结合基团不同。可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸、无环氨基酸(acyclic)、碱性氨基酸含硫氨基酸、含羟基(醇)氨基酸、含碘氨基酸等。
理化特性
两个氨基酸缩合通过肽键形成的二肽
都是无色结晶。熔点约在230℃以上,大多没有确切的熔点,熔融时分解并放出CO 2;都能溶于强酸和强碱溶液中,除胱氨酸、酪氨酸、二碘甲状腺素外,均溶于水;除脯氨酸和羟脯氨酸外,均难溶于乙醇和乙醚。
具有两性。有碱性[二元氨基一元羧酸,例如赖氨酸(lysine)];酸性[一元氨基二元羧酸,例如谷氨酸(Glutamic acid)];中性[一元氨基一元羧酸,例如丙氨酸(Alanine)]三种类型。大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱性,呈显中性的较少。所以既能与酸结合成盐,也能与碱结合成盐。
由于有不对称的碳原子,呈旋光性(除甘氨酸外)。同时由于空间的排列位置不同,又有两种构型:D型和L型,组成天然蛋白质的氨基酸,都属L型。 由于以前氨基酸来源于蛋白质水解(现在大多为人工合成),而天然蛋白质水解所得的氨基酸大多为α-氨基酸,所以在生化研究方面氨基酸通常指α-氨基酸。至于β、γ、δ……ω等的氨基酸在生化研究中用途较小,大都用于有机合成、石油化工、医疗等方面。氨基酸及其衍生物品种很多,大多性质稳定,要避光、干燥贮存。
构成天然蛋白质的20种常见氨基酸列表
标准氨基酸
共20种,是组成生命体中的蛋白质的主要单元,第21和第22种氨基酸,硒半胱氨酸和吡咯赖氨酸,分别用通常的终止密码子UGA和UAG编码,出现在少数蛋白质中。
主要化学性质
以下的分子量是根据各元素的同位素在自然界的丰度所做的平均值。此外由于形成肽键时,会减少一个水分子,因此蛋白质中单一氨基酸的分子量,比下表数值少了18.01524 Da。
支链性质
以下列表中的pKa值,可能与这些氨基酸在蛋白质内部时有所不同。
基因表现与生物化学
必需氨基酸
人体能消化吸收以及利用的氨基酸只有20种。其中有9种氨基酸(婴儿为10种)是成人体内不能合成或合成速度不能满足机体的需要,必须从膳食补充的氨基酸称为必需氨基酸(EAA),即亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸、组氨酸,精氨酸为小儿生长发育期间的必需氨基酸,胱氨酸、酪氨酸、牛磺酸为早产儿所必需。
肉类中的蛋白质是完全蛋白质,可以提供人体所需的全部氨基酸种类,瘦猪肉的蛋白质含量约为10%至17%,肥猪肉则只有2.2%;瘦牛肉为20%左右,肥牛肉为15.1%;瘦羊肉17.3%,肥羊肉9.3%;兔肉21.2%;鸡肉23.3%;鸭肉16.5%;鹅肉10.8%。肉类的蛋白质经过烹调,有一部分会散在肉汤中,也有一部分水解成氨基酸,溶于肉汤里,故烹调好的肉汤味道鲜美而富于营养。其他13种非必需氨基酸可以用葡萄糖或是别的矿物质来源制造。
次要编码氨基酸
通常的中止密码子UGA和UAG编码的氨基酸,出现在少数蛋白质中。
其它氨基酸
胱氨酸
羟脯氨酸
鸟氨酸
瓜氨酸
鹅膏蕈氨酸
参考文献
引用
来源
人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书
参见
氨基酸的化学反应
肽
蛋白质
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