蛋白质的组成部分是什么?

蛋白质的组成部分

B构建蛋白质块我们都知道蛋白质对生物体是必不可少的。生化反应氨基酸(α-氨基羧酸的简称)是已知的一组有机分子蛋白质的基本组成部分

我们知道蛋白质在几乎所有的生物和生理过程中都起着至关重要的作用,而这些氨基酸也同样重要。

为了告诉你氨基酸有多重要,粗略估计大约502000氨基酸通常由蛋白质组成。虽然它们中的一些只用于制造蛋白质,其他的则起着各种各样的作用。

让我们在这一页探索什么是蛋白质的构建模块。

氨基酸的发现

氨基酸的发现可以归因于先前科学家(如约翰·霍尔丹和哈罗德·尤里)的共同努力,他们致力于模拟原始地球的大气。例如,1953年,科学家斯坦利·米勒负责分析在上述实验中沉淀下来的化合物,从那里他发现一些有机化合物可以形成,特别是氨基酸。他发现了甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸和其他氨基酸。

氨基酸的结构

基本氨基酸结构
基本氨基酸结构:
(图片来源:CBC亚利桑那大学

1.氨基

顾名思义(源自词根)),氨基酸的一个重要成分是氮分子。在生物合成过程中,氮的最终来源是大气中的氮,这是一种几乎没有反应性的气体,但通过固氮可以被还原。

  • 除了脯氨酸,几乎所有的氨基酸都有一个伯氨基酸(NH2)和一个羧基连在一起,通过中心碳来区分。

2.羧基

氨基酸是由一个双碳键组成的,其中一部分已知是羧基(COO-)。第一个碳组成羧基,另一个连着氨基。

  • 羧基是由一个碳原子和两个氧原子组成的,由于羧酸(-COOH)失去了氢原子,所以显然是负的。

3.R集团(或侧链)

基本上,所有氨基酸的基本结构几乎相同,唯一不同的是它所连接的R基团的结构。

  • 例如,最小、最简单的氨基酸甘氨酸的R基团是氢原子(H)。

氨基酸的性质

除了上述的结构特征外,氨基酸的不同之处还在于它们的手性和酸碱行为。这些特性使这些氨基酸对它们的整体生物活性产生深远的影响。

1.手性

值得注意的是,氨基酸能够表现出手性(光学活性),其中R基团可能位于C-C键的任意一侧。在自然界中,氨基酸的形态是l -异构体。唯一不符合这个条件的氨基酸是甘氨酸。

2.酸碱行为

有趣的是,氨基酸的一个显著特征是在第一个碳原子中同时存在酸性和碱性基团,因此使其具有两性性(既可以充当酸,也可以充当碱)。有时,当受到特定的pH值时,氨基酸会在整个分子中获得相同数量的正离子和负离子。这个pH值叫做等电点。

它们是如何连接在一起的?

把氨基酸连接在一起形成蛋白质的键叫做肽键。这种键是酰胺键,它是一种共价键,是由一种氨基酸的氨基和另一种氨基酸的羧基之间的反应(亲核加成和消去)产生的。结果,一个水分子作为副产品产生了。

当氨基酸连接在一起时,就会形成一种叫做多肽链的链(多肽链的基础自然是连接它们的键),最终形成蛋白质结构。因此,单个蛋白质可以由几个特定的氨基酸序列组成。

想要了解更多关于它们是如何形成的,请观看这个视频。

氨基酸的例子

目前,在自然界中已经发现了500多种氨基酸;然而,他们中只有20人真正参与翻译过程被认为是必不可少的。

20种氨基酸
20种氨基酸(来源:宾夕法尼亚州立大学生物学)
如上图所示,氨基酸可以根据它们的R基团和整体结构分为四组:非极性、极性、酸性和碱性。

1.非极性的

非极性氨基酸有R基团,它们要么附着在脂肪链上,要么附着在芳香链上。因此,这些氨基酸在本质上往往是疏水的。这一组的例子是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和脯氨酸。

2.极地

下一组氨基酸的显著特征是至少有一个氮、氧或硫原子,很容易与水配对,因此它们是极性的。这一组的例子有丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺。

3.酸性

顾名思义,天冬氨酸和谷氨酸是酸性氨基酸的两个例子。在氨基酸一侧的羧酸的存在使它们具有酸性。

4.基本

最后但并非最不重要的是赖氨酸、精氨酸和组氨酸,它们都属于基本氨基酸。这些氨基酸有一个基本的R基团,因此得名。
我们可以观察到,大多数氨基酸在本质上是亲水的(包括极性的、酸性的和碱性的)。因此,它们是溶液中球状蛋白的理想组成部分。

氨基酸的功能

它们中的大多数作为单体形成更大的单位称为聚合物在美国,氨基酸也可以独立发挥作用。以下是其中一些重要的功能。

1.生物活性化合物的生产

除了构建链,氨基酸还在免疫功能、疾病管理和生产对抗这些疾病的生物活性化合物中发挥作用。有趣的是,一种氨基酸(即精氨酸)能够合成复合一氧化氮,帮助降低血压和调节收缩的肌肉

2.新陈代谢

必要时,氨基酸可以被代谢为世界杯2022赛程时间表最新 .例如,半胱氨酸、甘氨酸和谷氨酸是抗氧化剂谷胱甘肽的前体。除此之外,组氨酸还被用来制造酶,这些酶是生产红细胞.此外,人体还需要这些氨基酸来合成各种激素。

3.其他含氮分子的前体

除了上述功能,你知道其他生物分子也有氨基酸前体吗?其中包括核苷酸的氮基它们最终构成脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。此外,辅助因子如叶绿素植物和血红素动物也来源于氨基酸。

在这篇文章中,我们探索了蛋白质的构建模块,氨基酸的各种化学结构,以及这些结构是如何控制蛋白质的形状并最终决定蛋白质的功能的。我们还了解到,它们的功能不仅限于此。

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APA7 MLA8 芝加哥
BioExplorer.net。(2022年7月28日)。蛋白质的组成部分是什么?生物的探险家。//www.stxchamber.com/building-blocks-of-proteins.html/
BioExplorer.net。“蛋白质的组成部分是什么?”生物探索者,2022年7月28日,//www.stxchamber.com/building-blocks-of-proteins.html/
BioExplorer.net。“蛋白质的组成部分是什么?”生物探索者,2022年7月28日。//www.stxchamber.com/building-blocks-of-proteins.html/
主要参考文献
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