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，卷:4(1)DOI: 10.37532/2454-9304.2021.4(1).140

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氨基酸及其在生物化学中的存在和功能

*通信:

辛格的故事印度泰伦加纳邦奥斯马尼亚大学生物技术系;电子邮件: (电子邮件保护)

简介

氨基酸是天然的混合物，含有氨基(- NH2)和羧基(- COOH)的实用集合，以及一个侧链(R束)，每个氨基酸都明确。氨基腐蚀的关键成分是碳(C)，氢(H)，氧(O)和氮(N)，尽管在某些氨基酸的侧链中发现了不同的成分。从1983年开始，已知大约500种正常存在的氨基酸(然而只有20种出现在遗传密码中)，并且可以以多种方式排序。它们的特征是中心主要有用聚集区域为α- (α-)、β- (β-)、γ- (γ-)或δ- (δ-)氨基酸;不同的分类以末端、pH值和侧链束类型(脂肪族、非环状、芳香、含羟基或硫等)作为蛋白质，氨基酸腐蚀性堆积结构是人体肌肉和其他组织的第二大部分(水是最大的)。除了作为蛋白质的沉积物，氨基酸还参与各种周期，例如突触运输和生物合成[1]。

在有机化学中，有胺束连接到(α -)碳iota靠近羧基聚集的氨基酸具有特殊的意义。它们被称为2-、α-或α-氨基酸(在大多数情况下，常规配方为H2NCHRCOOH， (a)其中R是天然取代基，称为“侧链”);经常使用“氨基腐蚀性”一词来明确地暗指这些。它们包含22种蛋白质生成(“蛋白质构建”)氨基酸，这些氨基酸加入到肽链(“多肽”)中，构成了大量蛋白质的结构方块。这些都是l立体异构体(“左给予”异构体)，尽管一些d -氨基酸(“右给予”)作为神经调节剂(d -丝氨酸)存在于细菌包膜中，以及在一些抗生素中。

20种蛋白质源性氨基酸在遗传密码中直接由三个密码子编码，被称为“标准”氨基酸。另外两种(“非标准”或“非权威”)是硒半胱氨酸(硒半胱氨酸存在于许多原核生物中，就像大多数真核生物一样，但没有直接由DNA编码)和吡氨酸(在一些古生菌和一种细菌中唯一发现)。吡咯赖氨酸和硒化半胱氨酸用变异密码子编码;例如，硒半胱氨酸是由stop编码的密码子和SECIS元素。n -甲酰基蛋氨酸(通常是微生物、线粒体和叶绿体中蛋白质的潜在氨基腐蚀性物质)大体上被认为是蛋氨酸的一种类型，而不是一种不同的蛋白质源性氨基腐蚀性物质。在自然界中没有发现的密码子- trna混合物也可以用于“扩展”遗传密码和结构新蛋白质，称为异体蛋白，加入非蛋白原性氨基酸。

许多重要的蛋白原性和非蛋白原性氨基酸具有有机能力。例如，在人类大脑中，谷氨酸(标准的谷氨酸腐蚀性物质)和γ -氨基丁酸腐蚀性物质(“GABA”，非标准的γ -氨基腐蚀性物质)分别是主要的兴奋性和抑制性神经递质。羟脯氨酸是结缔组织胶原蛋白的重要组成部分，由脯氨酸组成。甘氨酸是红血小板中卟啉的生物合成前体。肉碱用于脂质运输。九种蛋白质原氨基酸被归类为人体的“基本”氨基酸，因为人体不能从不同的混合物中输送它们，因此应该作为食物摄入。其他的可能是限制特定年龄或疾病的基础。碱性氨基酸也可能发生变化物种物种。(b)由于氨基酸在有机中的重要性，氨基酸在营养方面具有重要意义，通常用于健康增强剂、肥料、饲料和食品创新。现代应用包括药物、生物可降解塑料和手性动力的创造。

生物化学中的发生和作用

蛋白质源性氨基酸

氨基酸是组成蛋白质的主要单位(单体)。它们结合成短的聚合物链肽或者更长的链，称为多肽或蛋白质。这些链是直的，没有分支，每个氨基酸腐蚀建立链内连接到两个相邻的氨基酸。由DNA/RNA遗传物质编码的蛋白质的最常见的方法被称为解释，包括通过核糖体的核酶对正在发育的蛋白质链的氨基酸的一点一点的选择。添加氨基酸的请求是从mRNA布局中读取遗传密码，这是有机实体品质之一的RNA副本。22种氨基酸通常结合成多肽，称为原蛋白氨基酸或规则氨基酸。其中，有20种是由包罗一切的遗传密码编码的。剩下的硒化半胱氨酸和吡咯赖氨酸被特殊的工程成分连接成蛋白质。当被解释的mRNA包含SECIS成分时，硒半胱氨酸被融合，从而形成UGA密码子编码硒半胱氨酸而不是停止密码子。一些产甲烷古生菌利用蛋白质中的吡咯赖氨酸来产生甲烷。的代码密码子UAG，它经常是一站密码子在其他生物体中。这UAG密码子后面跟着一个PYLIS下游序列。

非蛋白源性氨基酸

除了22种蛋白原性氨基酸外，已知的还有许多非蛋白原性氨基酸。它们要么不存在于蛋白质中(如肉碱、氨基丁酸、左甲状腺素)，要么不是直接通过标准细胞装置分离产生的(如羟脯氨酸和硒代蛋氨酸)。

蛋白质中发现的非蛋白源性氨基酸通过翻译后调节(post-translational adjustment)形成框架，翻译后调节是蛋白质组合过程中解释后的改变。这些调整对于蛋白质的能力或指导是有规律的基础。例如，谷氨酸的羧化反应考虑到更好地限制钙离子，胶原蛋白含有羟脯氨酸，由脯氨酸的羟化反应产生。另一个模型为hypusine在解释起始因子EIF5A中的排列，通过调节赖氨酸残基。这些变化同样可以决定蛋白质的限制，例如，长疏水聚集的膨胀可以使蛋白质与磷脂膜结合。一些非蛋白源性氨基酸在蛋白质中不存在。模型包括2-氨基异丁基腐蚀和突触-氨基丁基腐蚀。非蛋白源性氨基酸经常作为标准氨基酸代谢途径的中间产物出现，如鸟氨酸和瓜氨酸出现在尿素循环中，这是氨基腐蚀分解代谢的一部分(见下文)。在科学中，α-氨基酸强度的一个不常见的例外是β-氨基腐蚀性β-丙氨酸(3-氨基丙酸腐蚀性)，它被用于植物和微生物在与泛酸腐蚀(营养物B5)结合时，一段辅酶a[2]。

非标准氨基酸

直接由一般遗传密码子编码的20种氨基酸被称为标准氨基酸或认可氨基酸。一种改变了的蛋氨酸(n -甲酰蛋氨酸)经常取代蛋氨酸，作为微生物、线粒体和叶绿体中蛋白质的底层氨基腐蚀物。其他氨基酸被称为非标准氨基酸或非接受氨基酸。很大一部分非标准氨基酸是非蛋白原性的(例如，它们不能在解释过程中加入到蛋白质中)，但其中有两个是蛋白原性的，因为它们可以利用一般遗传密码中没有编码的数据在翻译中巩固为蛋白质。两种非标准的蛋白质源氨基酸是硒化半胱氨酸(硒化半胱氨酸存在于许多非真核生物中，就像大多数真核生物一样，但不是直接由DNA编码)和吡氨酸(在一些古生菌和一种类似细菌的东西中明显发现)。这些非标准氨基酸的巩固是不常见的。例如，25种人类蛋白质在其基本结构中包含硒化半胱氨酸，而基本描述的化学物质(硒酶)在其动态位点中利用硒化半胱氨酸作为反应物部分。吡咯赖氨酸和硒化半胱氨酸是用变异密码子编码的。例如，硒半胱氨酸是由stop编码的密码子和SECIS元素[3]。

参考文献

1. 李文杰，李志强，等。在非肥胖胰岛素抵抗型果糖喂养大鼠模型中，骨骼肌支链氨基酸分解代谢受损导致其循环水平升高。营养。2019;11:355。
2. Parkhitko AA, Jouandin P, Mohr SE。蛋氨酸代谢和甲基转移酶的调节老化以及跨物种的寿命延长。老化细胞。2019:e13034。
3. 乔森，马戈利斯，安东尼，TG。膳食中硫氨基酸的限制与综合压力回应:机械的洞察力。营养。2019;11:1349。