医学生理学/基础生物化学/氨基酸和蛋白质

蛋白质是由称为氨基酸的较小结构单元组成的巨大分子。如果氨基酸少于 10 个，则该分子称为肽；如果 10 到 100 个，则称为多肽；如果超过 100 个，则称为蛋白质。有 20 种不同的氨基酸，人体可以合成 11 种。另外 9 种必须从饮食中获得，被称为必需氨基酸。

氨基酸结构

氨基酸都具有基本骨架。它们都由一个碳原子 (C) 连接到一个羧基 (-COOH)、一个氨基 (-NH₂)、一个氢和另一个原子基团 (R)。R 基团赋予氨基酸独特的特性，并允许它以独特的方式与其他氨基酸反应。每种蛋白质都以蛋氨酸 (Met) 开始。Met 连接到 N 端（胺基）。该胺基连接到下一个氨基酸的羧基。该羧基然后连接到下一个氨基酸的胺基。以下是一个“模型”氨基酸的描述：氨基酸是蛋白质的基本单元。

这里是一组典型的氨基酸。注意蛋氨酸中的硫原子。

氨基酸

以下是 20 种氨基酸的名称。每种氨基酸都有一个三字母缩写和一个单字母缩写。氨基酸按八类排序：脂肪族、有机酸、酰胺、有机碱、含硫、含醇、亚胺和芳香族。脂肪族（碳侧链）类包括丙氨酸、甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。有机酸类包括谷氨酸和天冬氨酸。与酸结构相似，酰胺类包括天冬酰胺和谷氨酰胺。有机碱类包括精氨酸、赖氨酸和组氨酸。含硫的氨基酸是蛋氨酸和半胱氨酸。脯氨酸是唯一的亚胺。醇类是丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸（也是芳香族），芳香族氨基酸包括色氨酸和苯丙氨酸。

氨基酸	三字母缩写缩写	单字母缩写符号
丙氨酸	Ala	A
精氨酸	Arg	R
天冬酰胺	Asn	N
天冬氨酸或天冬氨酸	Asp	D
半胱氨酸	Cys	C
谷氨酸	Glu	E
谷氨酰胺	Gln	Q
谷氨酰胺或谷氨酸	Glx	Z
甘氨酸	Gly	G
组氨酸*	His	H
异亮氨酸*	Ile	I
亮氨酸*	Leu	L
赖氨酸*	Lys	K
蛋氨酸*	Met	M
苯丙氨酸*	Phe	F
脯氨酸	Pro	P
丝氨酸	Ser	S
苏氨酸*	Thr	T
色氨酸*	Trp	W
酪氨酸	Tyr	Y
缬氨酸*	Val	V

星号 [*] 表示必需氨基酸。

氨基酸分类

尽管有许多方法可以对氨基酸进行分类，但这些分子可以根据其结构和 R 基团的一般化学特性分为 6 个主要类别。

氨基酸类别	氨基酸名称
脂肪族	甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸
羟基或含硫	丝氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、蛋氨酸
环状	脯氨酸
芳香族	苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸
碱性	组氨酸、赖氨酸、精氨酸
酸性和它们的酰胺	天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺

肽结构

当两个氨基酸结合在一起时，一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的酸基连接，同时损失一个水分子。氨基酸通过肽键连接。

蛋白质结构

由于它们的键合，蛋白质会呈现许多不同的形状和形式。蛋白质具有称为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构的结构。一级结构描述了氨基酸的排序。了解蛋白质的氨基酸序列非常有用。了解蛋白质的氨基酸序列的一些用途包括：蛋白质之间的相似性、蛋白质的进化、重复或模块的存在、识别定位信号、制备针对蛋白质的抗体以及设计用于定位基因的 DNA 探针。二级结构描述了链中氨基酸的特殊排列，通常是螺旋状的，或者称为 β 折叠；而三级结构描述了蛋白质的三维形状，通常是纤维状或球状的。四级结构是多个多肽链的特定结合，形成多亚基复合物。

可以在维基百科上找到更多关于[蛋白质结构] 的信息。

二级结构

氨基酸的二级结构包含两个主要成分：α 螺旋和 β 折叠。α 螺旋包含各种氢键到n + 4位置的氮和氧成分。还存在更松散或更紧密的α 螺旋：n + 5 或 n + 3。另一方面，β 折叠不形成螺旋：它们形成片状结构。β 片状结构可以以两种不同的方式展示：平行和反平行。顾名思义，平行 β 片状结构完全彼此叠加，而反平行 β 片状结构则改变方向。尽管平行结构听起来更稳定，但实际上反平行结构更稳定。可以在以下网络链接中看到 β 片状结构[[1]]

参考文献

Williams, R. M. 氨基酸。Kidlington: Elsevier, 2008. 印刷版。Berg, Jeremy M., John L. Tymoczko 和 Lubert Stryer。生物化学。第 7 版。纽约：W.H. Freeman，2012 年。印刷版。Branden, Carl 和 Tooze, John。蛋白质结构导论。纽约：Garland Publishing，1999 年。印刷版。Wissmann, Paul。氨基酸和蛋白质。网络。2012 年 10 月 28 日。 http://homepage.smc.edu/wissmann_paul/anatomy2textbook/AAcidsProteins.html