氨基酸密碼子縮寫結(jié)構(gòu)及氨基酸作用

氨基酸分類一、總表中文名稱英文名稱

符號與縮寫

分子量側(cè)鏈結(jié)構(gòu)類型丙氨酸

Alanine

A或Ala89.079CH3-脂肪族類精氨酸

Arginine

R或Arg174.188

HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-

堿性氨基酸類天冬酰胺

Asparagine

N或Asn132.104H2N-CO-CH2-酰胺類天冬氨酸

Asparticacid

D或Asp133.089HOOC-CH2-酸性氨基酸類半胱氨酸

Cysteine

C或Cys121.145HS-CH2-含硫類谷氨酰胺

Glutamine

Q或Gln146.131H2N-CO-(CH2)2-酰胺類谷氨酸

Glutamicacid

E或Glu147.116HOOC-(CH2)2-酸性氨基酸類甘氨酸

Glycine

G或Gly75.052H-脂肪族類組氨酸

Histidine

H或His155.141N=CH-NH-CH=C-CH2-

|__________|堿性氨基酸類異亮氨酸

Isoleucine

I或Ile131.160CH3-CH2-CH(CH3)-脂肪族類亮氨酸

Leucine

L或Leu131.160(CH3)2-CH-CH2-脂肪族類賴氨酸

Lysine

K或Lys146.17H2N-(CH2)4-

堿性氨基酸類

蛋氨酸

Methionine

M或Met

149.199

CH3-S-(CH2)2-含硫類

苯丙氨酸

Phenylalanine

F或Phe165.177Phenyl-CH2-芳香族類脯氨酸

Proline

P或Pro115.117-N-(CH2)3-CH-

|_________|亞氨基酸絲氨酸

Serine

S或Ser105.078HO-CH2-羥基類蘇氨酸

Threonine

T或Thr119.105CH3-CH(OH)-羥基類色氨酸

Tryptophan

W或Trp204.213Phenyl-NH-CH=C-CH2-

|___________|芳香族類酪氨酸Tyrosine

Y或Tyr181.1764-OH-Phenyl-CH2-芳香族類纈氨酸

Valine

V或Val117.133CH3-CH(CH2)-脂肪族類

20種氨基酸密碼子表

第一個核苷酸5′第二個核苷酸第三個核苷酸3′UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止密碼子終止密碼子A亮氨酸絲氨酸終止密碼子色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A蛋氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸G二、分類1.

根據(jù)氨基酸分子中所含氨基和羧基數(shù)目的不同，將氨基酸分為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸：類別氨基酸特點中性氨基酸甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、蛋氨酸和羥脯氨酸這類氨基酸分子中只含有一個氨基和一個羧基酸性氨基酸谷氨酸、天門冬氨酸這類氨基酸分子中含有一個氨基和二個羧基堿性氨基酸賴氨酸、精氨酸、組氨酸這類氨基酸的分子中含二氨基一羧基；組氨酸具氮環(huán)，呈弱堿性，也屬堿性氨基酸。

2.

根據(jù)氨基酸的極性分類：類別氨基酸非極性氨基酸甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸極性氨基酸極性中性氨基酸色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸酸性氨基酸天冬氨酸、谷氨酸堿性氨基酸賴氨酸、精氨酸、組氨酸

其中，屬于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸屬于亞氨基酸的是：脯氨酸含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸

3.

按其親水性、疏水性可分為：類別氨基酸親水性氨基酸D,E,H,K,Q,R,S,T,羥脯氨酸,焦谷氨酸疏水性氨基酸A,F,I,L,M,P,V,W,Y,α-氨基丁酸,β-氨基丙氨酸,正亮氨酸未定類C和G

4.

其它的分類方法

類別氨基酸在溫和條件下氧化的氨基酸C,M脫氨或脫羧基的氨基酸N,Q蛋白制備中易降解的氨基酸M,W帶正電荷的氨基酸K,R,H帶負電荷的氨基酸D,E

天然的氨基酸現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有300多種，其中人體所需的氨基酸約有22種，分非必需氨基酸和必需氨基酸（人體無法自身合成）。另有酸性、堿性、中性、雜環(huán)分類，是根據(jù)其化學性質(zhì)分類的。

1、必需氨基酸（essentialaminoacid）：指人體（或其它脊椎動物）不能合成或合成速度遠不適應機體的需要，必需由食物蛋白供給，這些氨基酸稱為必需氨基酸。共有8種其作用分別是：

①賴氨酸（Lysine）：促進大腦發(fā)育，是肝及膽的組成成分，能促進脂肪代謝，調(diào)節(jié)松果腺、乳腺、黃體及卵巢，防止細胞退化；

②色氨酸（Tryptophane）：促進胃液及胰液的產(chǎn)生；

③苯丙氨酸（Phenylalanine）：參與消除腎及膀胱功能的損耗；

④蛋氨酸（又叫甲硫氨酸）（Methionine）；參與組成血紅蛋白、組織與血清，有促進脾臟、胰臟及淋巴的功能；

⑤蘇氨酸（Threonine）：有轉(zhuǎn)變某些氨基酸達到平衡的功能；

⑥異亮氨酸（Isoleucine）：參與胸腺、脾臟及腦下腺的調(diào)節(jié)以及代謝；腦下腺屬總司令部作用于甲狀腺、性腺；

⑦亮氨酸（Leucine）：作用平衡異亮氨酸；

⑧纈氨酸（Viline）：作用于黃體、乳腺及卵巢。

其理化特性大致有：

1）都是無色結(jié)晶。熔點約在230°C以上，大多沒有確切的熔點，熔融時分解并放出CO2；都能溶于強酸和強堿溶液中，除胱氨酸、酪氨酸、二碘甲狀腺素外，均溶于水；除脯氨酸和羥脯氨酸外，均難溶于乙醇和乙醚。

2）有堿性[二元氨基一元羧酸，例如賴氨酸（lysine）]；酸性[一元氨基二元羧酸，例如谷氨酸（Glutamicacid）]；中性[一元氨基一元羧酸，例如丙氨酸（Alanine）]三種類型。大多數(shù)氨基酸都呈顯不同程度的酸性或堿性，呈顯中性的較少。所以既能與酸結(jié)合成鹽，也能與堿結(jié)合成鹽。

3)由于有不對稱的碳原子，呈旋光性。同時由于空間的排列位置不同，又有兩種構(gòu)型：D型和L型，組成蛋白質(zhì)的氨基酸，都屬L型。由于以前氨基酸來源于蛋白質(zhì)水解（現(xiàn)在大多為人工合成），而蛋白質(zhì)水解所得的氨基酸均為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較小，大都用于有機合成、石油化工、醫(yī)療等方面。氨基酸及其衍生物品種很多，大多性質(zhì)穩(wěn)定，要避光、干燥貯存。

2、非必需氨基酸（nonessentialaminoacid）：指人（或其它脊椎動物）自己能由簡單的前體合成，不需要從食物中獲得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。

氨基酸是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)并同生命活動有關的最基本的物質(zhì)，是在生物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位，與生物的生命活動有著密切的關系。它在抗體內(nèi)具有特殊的生理功能，是生物體內(nèi)不可缺少的營養(yǎng)成分之一。

一、構(gòu)成人體的基本物質(zhì)，是生命的物質(zhì)基礎

1．構(gòu)成人體的最基本物質(zhì)之一

構(gòu)成人體的最基本的物質(zhì)，有蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、無機鹽、維生素、水和食物纖維等。

作為構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位的氨基酸，無疑是構(gòu)成人體內(nèi)最基本物質(zhì)之一。

構(gòu)成人體的氨基酸有20多種，它們是：色氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、賴氨酸、組氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、酪氨酸、3.5.二碘酪氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、精氨酸、瓜氨酸、烏氨酸等。這些氨基酸存在于自然界中，在植物體內(nèi)都能合成，而人體不能全部合成。其中8種是人體不能合成的，必需由食物中提供，叫做“必需氨基酸”。這8種必需氨基酸是：色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸。其他則是“非必需氨基酸”。組氨酸能在人體內(nèi)合成，但其合成速度不能滿足身體需要，有人也把它列為“必需氨基酸”。胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸長期缺乏可能引起生理功能障礙，而列為“半必需氨基酸”，因為它們在體內(nèi)雖能合成，但其合成原料是必需氨基酸，而且胱氨酸可取代80%～90%的蛋氨酸，酪氨酸可替代70%～75%的苯丙氨酸，起到必需氨基酸的作用，上述把氨基酸分為“必需氨基酸”、“半必需氨基酸”和“非必需氨基酸”3類，是按其營養(yǎng)功能來劃分的；如按其在體內(nèi)代謝途徑可分為“成酮氨基酸”和“成糖氨基酸”；按其化學性質(zhì)又可分為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸，大多數(shù)氨基酸屬于中性。

2．生命代謝的物質(zhì)基礎

生命的產(chǎn)生、存在和消亡，無一不與蛋白質(zhì)有關，正如恩格斯所說：“蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎，生命是蛋白質(zhì)存在的一種形式?！比绻梭w內(nèi)缺少蛋白質(zhì)，輕者體質(zhì)下降，發(fā)育遲緩，抵抗力減弱，貧血乏力，重者形成水腫，甚至危及生命。一旦失去了蛋白質(zhì)，生命也就不復存在，故有人稱蛋白質(zhì)為“生命的載體”?？梢哉f，它是生命的第一要素。

蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如果人體缺乏任何一種必需氨基酸，就可導致生理功能異常，影響抗體代謝的正常進行，最后導致疾病。同樣，如果人體內(nèi)缺乏某些非必需氨基酸，會產(chǎn)生抗體代謝障礙。精氨酸和瓜氨酸對形成尿素十分重要；胱氨酸攝入不足就會引起胰島素減少，血糖升高。又如創(chuàng)傷后胱氨酸和精氨酸的需要量大增，如缺乏，即使熱能充足仍不能順利合成蛋白質(zhì)?？傊被嵩谌梭w內(nèi)通過代謝可以發(fā)揮下列一些作用：①合成組織蛋白質(zhì)；②變成酸、激素、抗體、肌酸等含氨物質(zhì)；③轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔锖椭荆虎苎趸啥趸己退澳蛩?，產(chǎn)生能量。因此，氨基酸在人體中的存在，不僅提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料，而且對于促進生長，進行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎。如果人體缺乏或減少其中某一種，人體的正常生命代謝就會受到障礙，甚至導致各種疾病的發(fā)生或生命活動終止。由此可見，氨基酸在人體生命活動中顯得多么需要。

二、在食物營養(yǎng)中的地位和作用

人類為了生存必需攝取食物，以維持抗體正常的生理、生化、免疫機能，以及生長發(fā)育、新陳代謝等生命活動，食物在體內(nèi)經(jīng)過消化、吸收、代謝，促進抗體生長發(fā)育、益智健體、抗衰防病、延年益壽的綜合過程稱為營養(yǎng)。食物中的有效成分稱為營養(yǎng)素。

作為構(gòu)成人體的最基本的物質(zhì)的蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、無機鹽（即礦物質(zhì)，含常量元素和微量元素）、維生素、水和食物纖維，也是人體所需要的營養(yǎng)素。它們在機體內(nèi)具有各自獨特的營養(yǎng)功能，但在代謝過程中又密切聯(lián)系，共同參加、推動和調(diào)節(jié)生命活動。機體通過食物與外界聯(lián)系，保持內(nèi)在環(huán)境的相對恒定，并完成內(nèi)外環(huán)境的統(tǒng)一與平衡。

氨基酸在這些營養(yǎng)素中起什么作用呢？

1．蛋白質(zhì)在機體內(nèi)的消化和吸收是通過氨基酸來完成的

作為機體內(nèi)第一營養(yǎng)要素的蛋白質(zhì)，它在食物營養(yǎng)中的作用是顯而易見的，但它在人體內(nèi)并不能直接被利用，而是通過變成氨基酸小分子后被利用的。即它在人體的胃腸道內(nèi)并不直接被人體所吸收，而是在胃腸道中經(jīng)過多種消化酶的作用，將高分子蛋白質(zhì)分解為低分子的多肽或氨基酸后，在小腸內(nèi)被吸收，沿著肝門靜脈進入肝臟。一部分氨基酸在肝臟內(nèi)進行分解或合成蛋白質(zhì)；另一部分氨基酸繼續(xù)隨血液分布到各個組織器官，任其選用，合成各種特異性的組織蛋白質(zhì)。在正常情況下，氨基酸進入血液中與其輸出速度幾乎相等，所以正常人血液中氨基酸含量相當恒定。如以氨基氮計，每百毫升血漿中含量為4～6毫克，每百毫升血球中含量為6.5～9.6毫克。飽餐蛋白質(zhì)后，大量氨基酸被吸收，血中氨基酸水平暫時升高，經(jīng)過6～7小時后，含量又恢復正常。說明體內(nèi)氨基酸代謝處于動態(tài)平衡，以血液氨基酸為其平衡樞紐，肝臟是血液氨基酸的重要調(diào)節(jié)器。因此，食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化分解為氨基酸后被人體所吸收，抗體利用這些氨基酸再合成自身的蛋白質(zhì)。人體對蛋白質(zhì)的需要實際上是對氨基酸的需要。

2．起氮平衡作用

當每日膳食中蛋白質(zhì)的質(zhì)和量適宜時，攝入的氮量由糞、尿和皮膚排出的氮量相等，稱之為氮的總平衡。實際上是蛋白質(zhì)和氨基酸之間不斷合成與分解之間的平衡。正常人每日食進的蛋白質(zhì)應保持在一定范圍內(nèi)，突然增減食入量時，機體尚能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝量維持氮平衡。食入過量蛋白質(zhì)，超出機體調(diào)節(jié)能力，平衡機制就會被破壞。完全不吃蛋白質(zhì)，體內(nèi)組織蛋白依然分解，持續(xù)出現(xiàn)負氮平衡，如不及時采取措施糾正，終將導致抗體死亡。

3．轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?/p>

氨基酸分解代謝所產(chǎn)生的a－酮酸，隨著不同特性，循糖或脂的代謝途徑進行代謝。a－酮酸可再合成新的氨基酸，或轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?，或進入三羧循環(huán)氧化分解成CO2和H2O，并放出能量。

4.產(chǎn)生一碳單位

某些氨基酸分解代謝過程中產(chǎn)生含有一個碳原子的基團，包括甲基、亞甲基、甲烯基、甲快基、甲酚基及亞氨甲基等。

一碳單位具有一下兩個特點：１.不能在生物體內(nèi)以游離形式存在；

２.必須以四氫葉酸為載體。

能生成一碳單位的氨基酸有：絲氨酸、色氨酸、組氨酸、甘氨酸。另外蛋氨酸（甲硫氨酸）可通過S-腺苷甲硫氨酸（SAM)提供“活性甲基”（一碳單位），因此蛋氨酸也可生成一碳單位。

一碳單位的主要生理功能是作為嘌呤和嘧啶的合成原料，是氨基酸和核苷酸聯(lián)系的紐帶。

5．參與構(gòu)成酶、激素、部分維生素

酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)（氨基酸分子構(gòu)成），如淀粉酶、胃蛋白酶、膽堿脂酶、碳酸酐酶、轉(zhuǎn)氨酶等。含氮激素的成分是蛋白質(zhì)或其衍生物，如生長激素、促甲狀腺激素、腎上腺素、胰島素、促腸液激素等。有的維生素是由氨基酸轉(zhuǎn)變或與蛋白質(zhì)結(jié)合存在。酶、激素、維生素在調(diào)節(jié)生理機能、催化代謝過程中起著十分重要的作用。

6．人體必需氨基酸的需要量

成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%～37%。

三、在醫(yī)療中的應用

氨基酸在醫(yī)藥上主要用來制備復方氨基酸輸液，也用作治療藥物和用于合成多肽藥物。目前用作藥物的氨基酸有一百幾十種，其中包括構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種和構(gòu)成非蛋白質(zhì)的氨基酸有100多種。

由多種氨基酸組成的復方制劑在現(xiàn)代靜脈營養(yǎng)輸液以及“要素飲食”療法中占有非常重要的地位，對維持危重病人的營養(yǎng)，搶救患者生命起積極作用，成為現(xiàn)代醫(yī)療中不可少的醫(yī)藥品種之一。

谷氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、L－多巴等氨基酸單獨作用治療一些疾病，主要用于治療肝病疾病、消化道疾病、腦病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力