组成蛋白质的第21种和第22种氨基酸是什么？如何发现的

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  go小飞454 2017-09-23 00:00:00

  不同的书籍说法不同，具体如下： 在人教版高中生物学教材《分子与细胞》P．20“在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。”，但从《遗传与进化》P．65密码子表中可知20种是个确数。那么，组成蛋白质的氨基酸是仅有20种还是约有20种？本文通过查阅文献试解决这个问题。 1 氨基酸的定义 从结构上看，氨基酸是氨基取代了羧酸分子中羟基上的氢原子而形成的取代羧酸，包括a-氨基酸，β-氨基酸，γ-氨基酸，D-氨基酸等。蛋白质水解后可以得到氨基酸且得到的均为a-氨基酸，即分子中氨基和羧基连接到同一个碳原子上的氨基酸。 2 各版本的教材的说法 2．1 有机化学基础[1] 从结构上看，氨基酸是氨基取代了羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。蛋白质水解后可以得到氨基酸且得到的均为α–氨基酸，即分子中氨基和羧基连在同一个碳原子上的氨基酸。构成蛋白质的氨基酸有20种，其中八种必需氨基酸。 2．2 普通生物学[2] 蛋白质是结构和功能都极为多种多样的分子，然而所有的蛋白质都仅由20种氨基酸所组成。 2．3 生物化学[3] 从各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，但是参与蛋白质组成的常见氨基酸或称基本氨基酸只有20种。此外，在某些蛋白质中还存在若干种不常见的蛋白质氨基酸。也就是说组成蛋白质的氨基酸包括20种常见的蛋白质氨基酸（或称基本氨基酸）和一些不常见的蛋白质氨基酸（不常见的蛋白质氨基酸都是由相应的常见氨基酸经修饰而来的）。所以组成蛋白质的氨基酸应该多于20种（该书P128列出了10多种不常见的蛋白质氨基酸），只不过常见的或者说基本的只有20种，这20种都是α–氨基酸（确切的说应该是19 种α–氨基酸，因为脯氨酸与一般的α–氨基酸不同，它没有自由的α–氨基，属于α–亚氨基酸，可以看成是α–氨基酸的侧链取代了自身氨基上的一个氢原子而形成的杂环结构）。其他不常见的蛋白质氨基酸也是α–氨基酸或α–亚氨基酸。 2．4 有机化学[4] 氨基酸目前知道的已超过100种（即有100种以上的不同R基），但在生物体内作为合成蛋白质的原料只有20种。由蛋白质分解得到的其他氨基酸都是生物体用20种氨基酸作为原料，合成了整个蛋白质分子后在加工形成的。 3 小结 从上述各个版本教材的说法可以看出，从各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，构成蛋白质的氨基酸不止20种（大概有30多种）。其中基本的或者说常见的氨基酸，作为合成蛋白质的原料只有20种，由蛋白质分解得到的其他氨基酸都是生物体用20种氨基酸作为原料，合成了整个蛋白质分子后再加工形成的。其中这20 种常见的氨基酸除脯氨酸外都是α–氨基酸（脯氨酸为α–亚氨基酸）。其他不常见的蛋白质氨基酸也是α–氨基酸或α–亚氨基酸。 另外有资料(生物化学原理[5])表明，已经发现了第21种和第22种氨基酸。含硒半胱氨酸作为第21种标准的氨基酸，它存在于一些特殊的蛋白质分子之中，如细菌的甲酸脱氢酶、哺乳动物的谷胱甘肽过氧化物酶和含有多个含硒半胱氨酸残基（7～10个）硒蛋白等，这些蛋白统称为含硒蛋白。吡咯赖胺酸是于2002年才发现的第22种标准的氨基酸。

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