氨基酸啥意思
四种DNA字母要编码20种氨基酸。绝不可能是一对一编码,也不可能是二对一编码,因为两个字母最多只能组成16种组合(4×4)。因此,最低要求是三个字母,也就是DNA序列里面最少要有三个字母对应到一个氨基酸,被称为三联密码,后来被克里克和西德尼·布伦纳证实。
但是这样看起来似乎很浪费,因为用四种字母组成三联密码,总共可以有64种组合(4×4×4),这样应该可以编码64个不同的氨基酸,那为什么只有20种氨基酸呢?一定有一个神奇的答案来解释为什么4种字母,3个一组,拼成64个单词,然后编码20种氨基酸。
1952年,沃森就曾写信告诉克里克:“DNA合成信使RNA(mRNA), mRNA合成蛋白质。”克里克开始研究这一小段mRNA的字母序列,如何翻译成蛋白质里面的氨基酸序列。他认为mRNA可能需要一系列“适配器”来帮助完成翻译,每一个适配器都负责携带一个氨基酸。当然每一个适配器一定也是RNA,而且都带有一段“反密码子”序列,这样才能和mRNA序列上的密码子配对。
适配器分子也由RNA分子组成。它们现在叫作“转运RNA”或tRNA。现在整个工程变得有点像乐高积木,一块块积木接上来又掉下去,一切顺利的话,它们就会这样一个接一个地搭成精彩万分的聚合物。
随着实验技术进步而且越来越精密,在20世纪60年代中期许多实验室陆续解开了序列密码。然而经过一连串不懈的译码工作后,大自然却好像随兴地给了个潦草结尾,让人既困惑又扫兴。遗传密码子的安排一点也不具创意,只不过“简并”了(意思就是说,冗余)。有三种氨基酸可对应六组密码子,其他的则各对应一到两组密码子。每组密码子都有意义,还有三组的意思是“在此停止”,剩下的每一组都对应一个氨基酸。这看起来既没规则也不美,根本就是“美是科学真理的指南”这句话的最佳反证。甚至,我们也找不出任何结构上的原因来解释密码排列,不同的氨基酸与其对应的密码之间似乎并没有任何物理或化学的关联。
克里克称这套让人失望的密码系统为“冻结的偶然”,而大部分人也只能点头同意。他说这个结果是冻结的,因为任何解冻(试图去改变密码对应的氨基酸)都会造成严重的后果。一个点突变也许只会改变几个氨基酸,而改变密码系统本身却会从上到下造成天大灾难。就好似前者只是一本书里无心的笔误,并不会改变整本书的意义,然而后者却将全部的字母转换成毫无意义的乱码。克里克说,密码一旦被刻印在石板上,任何想改动它的企图都会被处以死刑。这个观点至今仍有许多生物学家认同。
从20种氨基酸的结构可以总结出哪些特点
在基本氨基酸中,碱性氨基酸有三种,这里介绍属于脂肪族的两种:精氨酸(arginine ,Arg)和赖氨酸(lysine,Lys),组氨酸因为含有杂环,所以放在最后讲。
精氨酸最初是从羽扇豆苗中分离提取的。精氨酸的硝酸盐是银白色的,所以被用希腊语argiros(银白色的金属)命名。中文译为精氨酸是因为它大量存在于鱼精蛋白(protamine)中。可能译者觉得把它译为“银白氨基酸”实在不妥,就干脆另起炉灶了。
精氨酸侧链上的胍基碱性较强,所以精氨酸是碱性最强的氨基酸,等电点是10.76。赖氨酸的碱性稍弱,等电点是9.74。说到等电点,不知道是不是有人面对考试题中给出的3个pK值,不知道用哪两个取平均?标准做法当然是写出解理方程式,但这样比较麻烦。其实这里有个小技巧:用比较接近的两个值去平均就好了。道理很简单,酸性氨基酸静电荷为零的时候,肯定主要是两个羧基在解离,所以要用两个较小的pK去平均;碱性氨基酸就要用两个数值较大的pK来算。
精氨酸参与尿素循环,可促进尿素的生成,所以可以用来治疗氨中毒造成的肝昏迷。精氨酸也是精子蛋白的主要成分,有促进精子生成,提高精子运动能量的作用。精氨酸还是一氧化氮合酶(NOS)的底物。一次服用精氨酸不能超过5g,过量摄取会导致急性胰腺炎。
精氨酸参与多胺合成。多胺带有多个正电荷,可与DNA结合,促进细胞生长,现在已经成为设计抗癌新药的重要靶标。精氨酸可通过尿素循环合成,所以它不是必需氨基酸。但它对婴儿和某些病人是必需的,所以称为半必需或条件必需氨基酸。
赖氨酸最初是从干酪素水解物分离出来的,被命名为lysin,有裂解物的意思。赖氨酸是单纯的音译。赖氨酸是必需氨基酸,而且赖氨酸在谷类蛋白质中含量少,是谷类蛋白质的第一限制氨基酸(指食物蛋白质中缺乏最严重的必需氨基酸,会限制此种蛋白质的营养价值)。
赖氨酸对于蛋白的功能非常重要,除了提供正电荷之外,它独特的结构也很有用。赖氨酸侧链末端的氨基是亲水的,但烃链部分又是疏水的。所以它可以出现在蛋白质的一些两亲结构中。赖氨酸有一条长长的侧链,可以从蛋白质中伸出。生物素、硫辛酸等带有羧基的小分子,都可以通过与赖氨酸的侧链氨基形成酰胺键来与蛋白质形成牢固的共价连接。在丙酮酸脱氢酶复合体中,赖氨酸长长的侧链和硫辛酰胺一起构成一条“手臂”,在电荷的推动下携带中间产物移动。
组蛋白中的赖氨酸经常被各种修饰,比如甲基化、乙酰化、泛素化、苏木化等等,这些修饰与基因表达调控、染色质高级结构变化等生物过程密切相关,做表观遗传的同学会很熟悉的。此外,胶原蛋白的交联也需要赖氨酸参与。赖氨酸还被用来合成肉碱,而肉碱是脂肪酸进入线粒体氧化分解所必需的。
赖氨酸的分解途径比较独特,它不参与转氨反应。赖氨酸一般是先脱去侧链氨基,生成氨基己二酸,然后再转氨。
基本氨基酸的一些基本知识:结构、特点与记忆方法(五),从20种氨基酸的结构可以总结出哪些特点
#减肥# #健身# #清风健身说# #亮仔答疑# Q:什么是左旋肉碱?
A:左旋肉碱,L-Carnitine是一种类氨基酸,于1905年由两位俄国科学家在肉浓缩液中发现--拉丁文中的“carnis”就是“肉”的意思”,Carnitine一词来源于此。左旋还有个别名叫做VitminBt。
Q:左旋肉碱有什么功能?
A:
1??最为人熟知的功能是脂肪代谢功能。左旋肉碱是一个“运输工”--把脂肪酸运输到线粒体里,作为燃料使用。多一点点左旋,相当于多几个运输工。
2??对运动人群来说,有一定证据显示,在训练前摄入左旋肉碱可以提高肌肉含氧量,减少肌肉损失和减少疲劳感。
Q:左旋肉碱可以从食物中摄取吗?
A:可以,主要在红肉中,植物中很少。事实上,人体75%的肉碱要从食物中摄取。内源性左旋由两种必需氨基酸合成:赖氨酸和甲硫氨酸。但是人体骨骼肌无法合成左旋肉碱,必须从血浆中获得。
Q:为什么要额外补充左旋肉碱?
A:左旋肉碱属于Conditionally Essential Nutrients(条件必需营养素)的一种。即:人体本身产生这种营养素,但在特殊情况下可能会出现短缺,比如素食人群(不摄取红肉),高龄人群,长期高强度运动人群(身体代谢功率高,营养素周转周期短)。