非蛋白氨基酸
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非蛋白氨基酸是生物化学上指在蛋白质内找不到(例如:肉碱、GABA和L-DOPA),或没有被标准遗传密码编码的其他氨基酸。
尽管在合成蛋白质时只会用到21种氨基酸(真核细胞只会用20种[note 1]),事实上目前已经知道还有另外超过300种的天然氨基酸,而相信穷尽所有组合,这数目可以数以千计[1]。 在所有的非蛋白氨基酸当中,有部分较为值得注意,因为下列各种原因:
- 是生物合成的中间体;
- 于翻译后修饰作用加进蛋白质内;
- 有其生理学角色(例如:可以成为细菌的细胞壁的肽聚糖、神经递质及毒素)
- 是天然及人工合成的药用化合物
- 存在于陨石或生命起源实验(例如:米勒-尤里实验)中所发现的)
通过否定来定义
在技术上,任何具有胺(-NH2)和羧酸(-COOH)官能团的有机化合物都是氨基酸。 蛋白氨基酸是该组的一小部分,具有带有一个氨基,一个羧基,一个侧链和一个α-氢左旋构象的中心碳原子(α-或2-),甘氨酸除外, 非氨基和脯氨酸,其氨基是仲胺,因此由于传统原因通常被称为亚氨基酸,尽管不是亚氨基。
遗传密码编码20种标准氨基酸,用于在翻译过程中掺入蛋白质中。 然而,有两种额外的蛋白质氨基酸:硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸。 这些非标准氨基酸不具有专用密码子,但是当存在特测序列时,加入代替终止密码子,硒代半胱氨酸的UGA密码子和SECIS元件[2],吡咯赖氨酸的UAG PYLIS下游序列[3]。 所有其他氨基酸被称为“非蛋白原性”。
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硒代半胱氨酸。 该氨基酸在其β-碳上含有硒醇基团
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吡咯赖氨酸。 该氨基酸通过与赖氨酸的羧基吡咯啉环的ε-氨基连接而形成
有各种氨基酸组[4]:
- 20种标准氨基酸
- 22种蛋白质氨基酸
- 超过80个氨基酸是由高浓度非生物创建
- 大约900个是由自然途径产生的
- 超过118种被工程化氨基酸被置于蛋白质中
参考文献
- ^ Ambrogelly, A.; Palioura, S.; Söll, D. Natural expansion of the genetic code. Nature Chemical Biology. 2007, 3 (1): 29–35. PMID 17173027. doi:10.1038/nchembio847.
- ^ Böck, A.; Forchhammer, K.; Heider, J.; Baron, C. Selenoprotein synthesis: An expansion of the genetic code. Trends in Biochemical Sciences. 1991, 16 (12): 463–467. PMID 1838215. doi:10.1016/0968-0004(91)90180-4.
- ^ Théobald-Dietrich, A.; Giegé, R.; Rudinger-Thirion, J. L. Evidence for the existence in mRNAs of a hairpin element responsible for ribosome dependent pyrrolysine insertion into proteins. Biochimie. 2005, 87 (9–10): 813–817. PMID 16164991. doi:10.1016/j.biochi.2005.03.006.
- ^ Lu, Y.; Freeland, S. On the evolution of the standard amino-acid alphabet. Genome Biology. 2006, 7 (1): 102. PMC 1431706 . PMID 16515719. doi:10.1186/gb-2006-7-1-102.