氨基酸密碼子縮寫(xiě)結(jié)構(gòu)及氨基酸作用

氨基酸分類(lèi)一、總表中文名稱(chēng)英文名稱(chēng)

符號(hào)與縮寫(xiě)

分子量側(cè)鏈結(jié)構(gòu)類(lèi)型丙氨酸

Alanine

A或Ala89.079CH3-脂肪族類(lèi)精氨酸

Arginine

R或Arg174.188

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

堿性氨基酸類(lèi)天冬酰胺

Asparagine

N或Asn132.104H2N-CO-CH2-酰胺類(lèi)天冬氨酸

Asparticacid

D或Asp133.089HOOC-CH2-酸性氨基酸類(lèi)半胱氨酸

Cysteine

C或Cys121.145HS-CH2-含硫類(lèi)谷氨酰胺

Glutamine

Q或Gln146.131H2N-CO-(CH2)2-酰胺類(lèi)谷氨酸

Glutamicacid

E或Glu147.116HOOC-(CH2)2-酸性氨基酸類(lèi)甘氨酸

Glycine

G或Gly75.052H-脂肪族類(lèi)組氨酸

Histidine

H或His155.141N=CH-NH-CH=C-CH2-

|__________|堿性氨基酸類(lèi)異亮氨酸

Isoleucine

I或Ile131.160CH3-CH2-CH(CH3)-脂肪族類(lèi)亮氨酸

Leucine

L或Leu131.160(CH3)2-CH-CH2-脂肪族類(lèi)賴(lài)氨酸

Lysine

K或Lys146.17H2N-(CH2)4-

堿性氨基酸類(lèi)

蛋氨酸

Methionine

M或Met

149.199

CH3-S-(CH2)2-含硫類(lèi)

苯丙氨酸

Phenylalanine

F或Phe165.177Phenyl-CH2-芳香族類(lèi)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(lèi)蘇氨酸

Threonine

T或Thr119.105CH3-CH(OH)-羥基類(lèi)色氨酸

Tryptophan

W或Trp204.213Phenyl-NH-CH=C-CH2-

|___________|芳香族類(lèi)酪氨酸Tyrosine

Y或Tyr181.1764-OH-Phenyl-CH2-芳香族類(lèi)纈氨酸

Valine

V或Val117.133CH3-CH(CH2)-脂肪族類(lèi)

20種氨基酸密碼子表

第一個(gè)核苷酸5′第二個(gè)核苷酸第三個(gè)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(lài)氨酸精氨酸A蛋氨酸蘇氨酸賴(lài)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(lèi)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(lèi)別氨基酸特點(diǎn)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(lèi)氨基酸分子中只含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基酸性氨基酸谷氨酸、天門(mén)冬氨酸這類(lèi)氨基酸分子中含有一個(gè)氨基和二個(gè)羧基堿性氨基酸賴(lài)氨酸、精氨酸、組氨酸這類(lèi)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(lèi)：類(lèi)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(lài)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(lèi)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(lèi)C和G

4.

其它的分類(lèi)方法

類(lèi)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(fù)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(wú)法自身合成）。另有酸性、堿性、中性、雜環(huán)分類(lèi)，是根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)分類(lèi)的。

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

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

②色氨酸（Tryptophane）：促進(jìn)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(jìn)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(dá)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(wú)色結(jié)晶。熔點(diǎn)約在230°C以上，大多沒(méi)有確切的熔點(diǎn)，熔融時(shí)分解并放出CO2；都能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)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(lài)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(lèi)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(duì)稱(chēng)的碳原子，呈旋光性。同時(shí)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(lái)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(jī)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(dòng)物）自己能由簡(jiǎn)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(dòng)有關(guān)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(dòng)有著密切的關(guān)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(yíng)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(chǔ)

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(lèi)、碳水化合物、無(wú)機(jī)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(wú)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(lài)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(mén)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(lài)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(zhǎng)期缺乏可能引起生理功能障礙，而列為“半必需氨基酸”，因?yàn)樗鼈冊(cè)隗w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(lèi)，是按其營(yíng)養(yǎng)功能來(lái)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(xué)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(chǔ)

生命的產(chǎn)生、存在和消亡，無(wú)一不與蛋白質(zhì)有關(guān)，正如恩格斯所說(shuō)：“蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，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(fù)存在，故有人稱(chēng)蛋白質(zhì)為“生命的載體”?？梢哉f(shuō)，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(dǎo)致生理功能異常，影響抗體代謝的正常進(jìn)行，最后導(dǎo)致疾病。同樣，如果人體內(nèi)缺乏某些非必需氨基酸，會(huì)產(chǎn)生抗體代謝障礙。精氨酸和瓜氨酸對(duì)形成尿素十分重要；胱氨酸攝入不足就會(huì)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?，氨基酸在人體內(nèi)通過(guò)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?；④氧化成二氧化碳和水及尿素，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(duì)于促進(jìn)生長(zhǎng)，進(jìn)行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。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(huì)受到障礙，甚至導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生或生命活動(dòng)終止。由此可見(jiàn)，氨基酸在人體生命活動(dòng)中顯得多么需要。

二、在食物營(yíng)養(yǎng)中的地位和作用

人類(lèi)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(jī)能，以及生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝等生命活動(dòng)，食物在體內(nèi)經(jīng)過(guò)消化、吸收、代謝，促進(jìn)抗體生長(zhǎng)發(fā)育、益智健體、抗衰防病、延年益壽的綜合過(guò)程稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)。食物中的有效成分稱(chēng)為營(yíng)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(lèi)、碳水化合物、無(wú)機(jī)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(yíng)養(yǎng)素。它們?cè)跈C(jī)體內(nèi)具有各自獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)功能，但在代謝過(guò)程中又密切聯(lián)系，共同參加、推動(dòng)和調(diào)節(jié)生命活動(dòng)。機(jī)體通過(guò)食物與外界聯(lián)系，保持內(nèi)在環(huán)境的相對(duì)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(yíng)養(yǎng)素中起什么作用呢？

1．蛋白質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的消化和吸收是通過(guò)氨基酸來(lái)完成的

作為機(jī)體內(nèi)第一營(yíng)養(yǎng)要素的蛋白質(zhì)，它在食物營(yíng)養(yǎng)中的作用是顯而易見(jiàn)的，但它在人體內(nèi)并不能直接被利用，而是通過(guò)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(guò)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(mén)靜脈進(jìn)入肝臟。一部分氨基酸在肝臟內(nèi)進(jìn)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(gè)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(jìn)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(dāng)恒定。如以氨基氮計(jì)，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(shí)升高，經(jīng)過(guò)6～7小時(shí)后，含量又恢復(fù)正常。說(shuō)明體內(nèi)氨基酸代謝處于動(dòng)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(duì)蛋白質(zhì)的需要實(shí)際上是對(duì)氨基酸的需要。

2．起氮平衡作用

當(dāng)每日膳食中蛋白質(zhì)的質(zhì)和量適宜時(shí)，攝入的氮量由糞、尿和皮膚排出的氮量相等，稱(chēng)之為氮的總平衡。實(shí)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(jìn)的蛋白質(zhì)應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)，突然增減食入量時(shí)，機(jī)體尚能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝量維持氮平衡。食入過(guò)量蛋白質(zhì)，超出機(jī)體調(diào)節(jié)能力，平衡機(jī)制就會(huì)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(fù)氮平衡，如不及時(shí)采取措施糾正，終將導(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(guò)程中產(chǎn)生含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，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(gè)特點(diǎn)：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(guò)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(xué)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(zhǎng)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(jī)能、催化代謝過(guò)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(yīng)用

氨基酸在醫(yī)藥上主要用來(lái)制備復(fù)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(fù)方制劑在現(xiàn)代靜脈營(yíng)養(yǎng)輸液以及“要素飲食”療法中占有非常重要的地位，對(duì)維持危重病人的營(yíng)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(mén)冬氨酸、胱氨酸、L－多巴等氨基酸單獨(dú)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