结构

通常，氨基酸具有以下结构特性：

• 碳（α碳）
• 氢原子（H）
• 羧基（-COOH）
• 氨基（-NH2）
• “变量”组或“R”组

所有氨基酸的α碳都与氢原子、羧基和氨基结合。“R”基团因氨基酸而异，决定了这些蛋白质单体之间的差异。蛋白质的氨基酸序列由细胞遗传密码中的信息决定。遗传密码是编码氨基酸的核酸（DNA和RNA）中的核苷酸碱基序列。这些基因编码不仅决定蛋白质中氨基酸的顺序，而且还决定蛋白质的结构和功能。

氨基酸基团

根据每个氨基酸中“R”基团的性质，氨基酸可分为四大类。氨基酸可以是极性的、非极性的、带正电的或带负电的。极性氨基酸具有亲水性的“R”基团，这意味着它们寻求与水溶液接触。非极性氨基酸则相反（疏水），因为它们避免与液体接触。这些相互作用在蛋白质折叠中起主要作用，并赋予蛋白质三维结构。下面是20种氨基酸的列表，按其“R”基团性质分组。非极性氨基酸是疏水性的，而其余基团是亲水性的。

非极性氨基酸

• 丙氨酸：甘氨酸：甘氨酸：异亮氨酸：亮氨酸
• 蛋氨酸色氨酸苯丙氨酸脯氨酸
• 缬氨酸

极性氨基酸

• 半胱氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸
• 酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺

极性碱性氨基酸（带正电）

• 组氨酸赖氨酸精氨酸

极性酸性氨基酸（带负电）

• 天门冬氨酸谷氨酸

虽然氨基酸是生命所必需的，但并非所有氨基酸都能在体内自然产生。在20种氨基酸中，有11种是天然产生的。这些非必需氨基酸是丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸。除酪氨酸外，非必需氨基酸是由关键代谢途径的产物或中间体合成的。例如，丙氨酸和天冬氨酸来源于细胞呼吸过程中产生的物质。丙氨酸是由糖酵解产物丙酮酸合成的。天冬氨酸是由草酰乙酸合成的，草酰乙酸是柠檬酸循环的中间产物。六种非必需氨基酸（精氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸和酪氨酸）被视为条件性必需氨基酸，因为疾病过程中或儿童可能需要膳食补充剂。不能自然产生的氨基酸称为必需氨基酸。它们是组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。必需氨基酸必须通过饮食获得。这些氨基酸的常见食物来源包括鸡蛋、大豆蛋白和白鱼。与人类不同，植物能够合成所有20种氨基酸。

氨基酸与蛋白质合成

蛋白质是通过DNA转录和翻译过程产生的。在蛋白质合成中，DNA首先被转录或复制成RNA。产生的RNA转录物或信使RNA（mRNA）随后被翻译，以从转录的遗传密码中产生氨基酸。称为核糖体的细胞器和另一种称为转移RNA的RNA分子帮助翻译mRNA。由此产生的氨基酸通过脱水合成结合在一起，在脱水合成过程中，氨基酸之间形成肽键。当许多氨基酸通过肽键连接在一起时，就形成了多肽链。经过几次修饰后，多肽链成为一种功能完整的蛋白质。一条或多条扭曲成三维结构的多肽链形成蛋白质。

生物聚合物

虽然氨基酸和蛋白质在生物体的生存中起着至关重要的作用，但还有其他生物聚合物也是正常生物功能所必需的。与蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸一起构成活细胞中四大类有机化合物。

来源

• 里斯、简B.和尼尔A.坎贝尔。坎贝尔生物学。本杰明·卡明斯，2011年。