蛋白质组成单位：氨基酸

蛋白质结构虽很复杂，但经酸、碱或蛋白质水解酶作用后，可得到多种不同的氨基酸（amino acid）物质，因此氨基酸是蛋白质的基本构成单位。存在于自然界的氨基酸有300余种，而组成人体蛋白质的天然氨基酸仅20种。

图3-1　L-α-氨基酸结构通式

氨基酸是α碳原子带有氨基的有机羧酸，其基本结构特征是：α碳原子连有4个基团或原子，分别为氨基（或亚氨基）、羧基、氢和侧链，结构通式如图3-1所示。除甘氨酸的R为H外，其余氨基酸α-碳原子都是不对称碳原子，存在L型和D型两种构型，组成人体蛋白质的氨基酸都为L-α-氨基酸（图3-1）。由于侧链R结构的差异，从而形成了理化性质各异的氨基酸。

（一）氨基酸的分类

组成人体天然蛋白质的20种氨基酸，可根据其侧链的结构和理化性质分成4类：①非极性、疏水性氨基酸；②极性、中性氨基酸；③酸性氨基酸；④碱性氨基酸（表3-1）。此外，脯氨酸和半胱氨酸结构较特殊，脯氨酸属亚氨基酸在蛋白质合成加工时可被修饰成羟脯氨酸；而2个半胱氨酸通过脱氢以二硫键相结合形成胱氨酸，蛋白质中不少半胱氨酸是以胱氨酸形式存在。

表3-1　氨基酸分类

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（二）氨基酸的理化性质

1.两性电离和等电点　构成天然蛋白质的氨基酸都有一个呈碱性的α-氨基和呈酸性的α-羧基，前者可在酸性溶液中与质子（H+）结合为阳离子（），后者在碱性溶液中与OH-结合，失去质子变成阴离子（-COO-），因此氨基酸是一种两性电解质，具有两性电离的特性。电离方式取决于氨基酸所处溶液的pH值。如果氨基酸在某一pH溶液中电离成阴离子和阳离子的趋势与程度相等，即成为兼性离子时，溶液的pH值就称为该氨基酸的等电点（isoelectric point，pI）（图3-2）。

2.物理和光谱性质　包括：①物理性质：氨基酸熔点高，各种氨基酸在水中溶解度大小不一，一般在水中的溶解度大于在乙醚中的溶解度。在等电点状态时，水中的溶解度最小。②光谱吸收性质：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等芳香族氨基酸在280 nm波长处具有特征性吸收峰，因此可用来测定蛋白质的含量。

图3-2　氨基酸两性电离和等电点

3.氨基酸化学反应　氨基酸分子结构上的氨基和羧基都可发生不同的化学反应。如氨基的酰化、烃基化；羧基的成酯、成酐、成酰胺等反应；氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物，在570 nm处有最大吸收峰，因此可作为氨基酸的定性和定量试验。