氨基酸,，是含有堿性氨基和酸性羧基的有機(jī)化合物,。羧酸碳原子上的氫原子被氨基取代后形成的化合物,。
氨基酸分子中含有氨基和羧基兩種官能團(tuán),。
與羥基酸類似，氨基酸可按照氨基連在碳鏈上的不同位置而分為α-,，β-,，γ-，w-...氨基酸,，但經(jīng)蛋白質(zhì)水解后得到的氨基酸都是α-氨基酸,，而且僅有二十二種，包括甘氨酸,、丙氨酸,、纈氨酸、亮氨酸,、異亮氨酸,、甲硫氨酸（蛋氨酸）,、脯氨酸、色氨酸,、絲氨酸,、酪氨酸、半胱氨酸,、苯丙氨酸,、天門冬酰胺、谷氨酰胺,、蘇氨酸,、天冬氨酸、谷氨酸,、賴氨酸,、精氨酸、組氨酸,、硒半胱氨酸和吡咯賴氨酸（僅在少數(shù)細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)）,，它們是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位。
氨基酸是構(gòu)成動物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì),。
物理性質(zhì)
氨基酸為無色晶體,，熔點(diǎn)超過200℃，比一般有機(jī)化合物的熔點(diǎn)高很多,。α-氨基酸有酸,、甜,、苦,、鮮4種不同味感。谷氨酸單鈉和甘氨酸是用量最大的鮮味調(diào)味料,。氨基酸一般易溶于水,、酸溶液和堿溶液中，不溶或微溶于乙醇或乙.醚等有機(jī)溶劑,。氨基酸在水中的溶解度差別很大,，例如酪氨酸的溶解度最小，25℃時,，100g水中酪氨酸僅溶解0.045g,，但在熱水中酪氨酸的溶解度較大。賴氨酸和精氨酸常以鹽酸鹽的形式存在,，因為它們極易溶于水,，因潮解而難以制得結(jié)晶。
（1）色澤和顏色：各種常見的氨基酸易成為無色結(jié)晶,，結(jié)晶形狀因氨基酸的結(jié)構(gòu)不同而有所差異,。如L-谷氨酸為四角柱形結(jié)晶,，D-谷氨酸則為菱形片狀結(jié)晶。
（2）熔點(diǎn)：氨基酸結(jié)晶的熔點(diǎn)較高,，一般在200～300℃,，許多氨基酸在達(dá)到或接近熔點(diǎn)時會分解成胺和CO2。
（3）溶解度：絕大部分氨基酸都能溶于水,。不同氨基酸在水中的溶解度有差別,，如賴氨酸、精氨酸,、脯氨酸的溶解度較大,，酪氨酸、半胱氨酸,、組氨酸的溶解度很小,。各種氨基酸都能溶于強(qiáng)堿和強(qiáng)酸中。但氨基酸不溶或微溶于乙醇,。
（4）味感：氨基酸及其衍生物具有一定的味感,，如酸、甜,、苦,、咸等。其味感的種類與氨基酸的種類,、立體結(jié)構(gòu)有關(guān),。從立體結(jié)構(gòu)上講，一般來說,，D-型氨基酸都具有甜味,，其甜味強(qiáng)度高于相應(yīng)的L-型氨基酸。
（5）紫外吸收特性：各種常見的氨基酸對可見光均無吸收能力,。但酪氨酸,、色氨酸和苯丙氨酸在紫外光區(qū)具有明顯的光吸收現(xiàn)象。而大多數(shù)蛋白質(zhì)中都含有這3種氨基酸,，尤其是酪氨酸,。因此，可以利用280nm波長處的紫外吸收特性定量檢測蛋白質(zhì)的含量,。
氨基酸的一個重要光學(xué)性質(zhì)是對光有吸收作用,。20種Pr-AA在可見光區(qū)域均無光吸收，在遠(yuǎn)紫外區(qū)（<220nm）均有光吸收,，在紫外區(qū)（近紫外區(qū)）（220nm～300nm）只有三種AA有光吸收能力,，這三種氨基酸是苯丙氨酸、酪氨酸,、色氨酸,，因為它們的R基含有苯環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng),。
苯丙AA最大光吸收在259nm、酪AA在278nm,、色AA在279nm,，蛋白質(zhì)一般都含有這三種AA殘基，所以其最大光吸收在大約280nm波長處,，因此能利用分光光度法很方便的測定蛋白質(zhì)的含量,。分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的依據(jù)是朗伯—比爾定律。在280nm處蛋白質(zhì)溶液吸光值與其濃度成正比,。
化學(xué)性質(zhì)
氨基的反應(yīng)：?；磻?yīng)；與亞硝酸反應(yīng),；與醛反應(yīng),；磺酰化反應(yīng),；與DNFB反應(yīng),；成鹽反應(yīng)。
羧基的反應(yīng)氨基酸的羧基和其他羧酸一樣,，在一定條件下可以發(fā)生?；Ⅴセ?、脫羧和成鹽反應(yīng),。
與水合茚三酮反應(yīng)：α-氨基酸與水合茚三酮在弱酸性溶液中共熱，經(jīng)氧化脫氨生成相應(yīng)的α-酮酸,，進(jìn)一步脫羧形成醛,，水合茚三酮被還原成還原型茚三酮，在弱酸性溶液中,，還原型茚三酮,、氨基酸脫下來的氨再與另一個水合茚三酮反應(yīng)縮合生成藍(lán)紫色復(fù)合物，脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì),，其余的α-氨基酸與茚三酮反應(yīng)均產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)。這個顏色反應(yīng)常被用于α-氨基酸的比色測定和色層分析的顯色,。
酸堿
1,、兩性解離與等電點(diǎn)
氨基酸在水溶液或結(jié)晶內(nèi)基本上均以兼性離子或偶極離子的形式存在。所謂兩性離子是指在同一個氨基酸分子上帶有能釋放出質(zhì)子的NH3+纈氨酸離子和能接受質(zhì)子的COO-負(fù)離子,，因此氨基酸是兩性電解質(zhì),。
氨基酸的等電點(diǎn)：氨基酸的帶電狀況取決于所處環(huán)境的pH值，改變pH值可以使氨基酸帶正電荷或負(fù)電荷,，也可使它處于正負(fù)電荷數(shù)相等,，即凈電荷為零的兩性離子狀態(tài),。使氨基酸所帶正負(fù)電荷數(shù)相等即凈電荷為零時的溶液pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。
氨基酸分子中同時含有酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán),，因此,，氨基酸既能和較強(qiáng)的酸反應(yīng)。也能與較強(qiáng)的堿反應(yīng)而生成穩(wěn)定的鹽,，具有兩性化合物的特征,。
當(dāng)調(diào)節(jié)某一種氨基酸溶液的pH為一定值時，該種氨基酸剛好以偶極離子形式存在,，在電場中,，既不向負(fù)極移動，也不向正極移動,，即此時其所帶的正,、負(fù)電荷數(shù)相等，凈電荷為零,，呈電中性,，此時此溶液的pH稱為該氨基酸的等電點(diǎn)，通常用pI表示,。在等電點(diǎn)時,，氨基酸主要以偶極離子的形式存在。當(dāng)氨基酸溶液的pH大于pI時（如加入堿）,，氨基酸中的一NH3+給出質(zhì)子,，平衡右移，這時氨基酸主要以陰離子形式存在,，若在電場中,，則向正極移動。反之,，當(dāng)溶液的pH小于pI時（如加入酸）,，氨基酸中的一COO-結(jié)合質(zhì)子，使平衡左移,，這時氨基酸主要以陽離子形式存在,，若在電場中，則向負(fù)極移動,。
各種氨基酸由于其組成和結(jié)構(gòu)的不同,，而具有不同的等電點(diǎn)。中性氨基酸的等電點(diǎn)小于7,，一般為5.0～6.5,。酸性氨基酸的等電點(diǎn)為3左右。堿性氨基酸的等電為7.58～10.8。帶電顆粒在電場的作用下,，向著與其電性相反的電極移動,，稱為電泳。由于各種氨基酸的相對分子質(zhì)量和pI不同,，在相同pH的緩沖溶液中,，不同的氨基酸不僅帶的電荷狀況有差異，而且在電場中的泳動方向和速率也往往不同,。因此,，基于這種差異，可用電泳技術(shù)分離氨基酸的混合物,。例如,，天冬氨酸和精氨酸的混合物置于電泳支持介質(zhì)（濾紙或凝膠）中央，調(diào)節(jié)溶液的pH至6.02（為緩沖溶液）時,，此時天冬氨酸（pI=2.98）帶負(fù)電荷,，在電場中向正極移動，而精氨酸（pI=10.76）帶正電荷,，向負(fù)極移動,。
2、解離常數(shù)
解離式中K1和K2′分別代表α－碳原子上-COOH和-NH3的表現(xiàn)解離常數(shù),。在生化上,，解離常數(shù)是在特定條件下（一定溶液濃度和離子強(qiáng)度）測定的。等電點(diǎn)的計算可由其分子上解離基團(tuán)的表觀解離常數(shù)來確定,。
3,、多氨基（堿性氨基酸）和多羧基（酸性氨基酸）氨基酸的解離
解離原則：先解離α-COOH，隨后其他-COOH,；然后解離α-NH3+,，隨后其他-NH2?？傊然怆x度大于氨基,，α-C上基團(tuán)大于非α-C上同一基團(tuán)的解離度。等電點(diǎn)的計算：首先寫出解離方程,，兩性離子左右兩端的表觀解離常數(shù)的對數(shù)的算術(shù)平均值,。一般pI值等于兩個相近pK值之和的一半。如天冬氨酸,、賴氨酸,。
4、氨基酸的酸堿滴定曲線
以甘氨酸為例：摩爾甘氨酸溶于水時,，溶液pH為5.97，分別用標(biāo)準(zhǔn)NaOH和HCl滴定,，以溶液pH值為縱坐標(biāo),，加入HCl和NaOH的摩爾數(shù)為橫坐標(biāo)作圖,，得到滴定曲線。該曲線一個十分重要的特點(diǎn)就是在pH=2.34和pH=9.60處有兩個拐點(diǎn),，分別為其pK1和pK2,。
對應(yīng)密碼子表
密碼子，RNA分子中每相鄰的三個核苷酸編成一組,，在蛋白質(zhì)合成時,，代表某一種氨基酸?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，信使RNA在細(xì)胞中能決定蛋白質(zhì)分子中的氨基酸種類和排列次序。也就是說,，信使RNA分子中的四種核苷酸（堿基）的序列能決定蛋白質(zhì)分子中的20種氨基酸的序列,。堿基數(shù)目與氨基酸種類、數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的呢,？為了確定這種關(guān)系,，研究人員在試管中加入一個有120個堿基的信使RNA分子和合成蛋白質(zhì)所需的一切物質(zhì)，結(jié)果產(chǎn)生出一個含40個氨基酸的多肽分子,?？梢姡攀筊NA分子上的三個堿基能決定一個氨基酸,。
結(jié)構(gòu)通式氨基酸是指含有氨基的羧酸,。生物體內(nèi)的各種蛋白質(zhì)是由20種基本氨基酸構(gòu)成的。除甘氨酸外均為L-α-氨基酸（其中脯氨酸是一種L-α-亞氨基酸）,，R-α-氨基酸其結(jié)構(gòu)通式如圖1（R基為可變基團(tuán)）：
除甘氨酸外,，其它蛋白質(zhì)氨基酸的α-碳原子均為不對稱碳原子（即與α-碳原子鍵合的四個取代基各不相同），因此氨基酸可以有立體異構(gòu)體,，即可以有不同的構(gòu)型（D-型與L-型兩種構(gòu)型）
制備方法
合成
組成蛋白質(zhì)的大部分氨基酸是以埃姆登-邁耶霍夫（Embden－Meyerhof）途徑與檸檬酸循環(huán)的中間物為碳鏈骨架生物合成的,。例外的是芳香族氨基酸、組氨酸,，前者的生物合成與磷酸戊糖的中間物赤蘚糖-4-磷酸有關(guān),，后者是由ATP與磷酸核糖焦磷酸合成的。微生物和植物能在體內(nèi)合成所有的氨基酸,，動物有一部分氨基酸不能在體內(nèi)合成（必需氨基酸）,。
必需氨基酸一般由碳水化合物代謝的中間物，經(jīng)多步反應(yīng)（6步以上）而進(jìn)行生物合成的,，非必需氨基酸的合成所需的酶約14種,，而必需氨基酸的合成則需要更多的，約有60種酶參與。生物合成的氨基酸除作為蛋白質(zhì)的合成原料外,，還用于生物堿,、木質(zhì)素等的合成。另一方面,，氨基酸在生物體內(nèi)由于氨基轉(zhuǎn)移或氧化等生成酮酸而被分解,，或由于脫羧轉(zhuǎn)變成胺后被分解。
