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揭开氨基酸的秘密：为何只有22种α-氨基酸是生命的建构单位？
在探讨生命的本质时，氨基酸常常是研究的重点。氨基酸是包含氨基及羧酸官能团的有机化合物，虽然自然界中存在超过500种氨基酸，然而在生命体内，只有22种α-氨基酸被纳入了生物蛋白中。这些氨基酸的出现，对生命的形成与发展起到了不可或缺的作用。
氨基酸是生命的基石，对于生命的起源至关重要。
氨基酸有许多的分类方式，依据其核心结构的官能团定位（如α、β、γ氨基酸等），以及极性、电离性和侧链类型（如脂肪族、非环状、芳香族等）等特征进行分类。这些氨基酸作为蛋白质的残基，形成了人体肌肉和其它组织的第二大成分，仅次于水。除了作为蛋白质的组成部分外，氨基酸还参与多种过程，包括神经递质的运输和生物合成，其作用不可小觑。
氨基酸的历史
第一次氨基酸的发现可追溯到1800年代初。 1806年，法国化学家路易-尼古拉·沃克林（Louis-Nicolas Vauquelin）和皮埃尔·珍·罗比基特（Pierre Jean Robiquet）从芦笋中分离出一种化合物，并将其命名为天冬氨酸（Asparagine），成为首个被发现的氨基酸。随后，半胱氨酸、甘氨酸和亮氨酸等继续被发现，最终在1935年，威廉·卡明·罗斯首次发现了牛磺酸（Threonine），并确立了各种氨基酸的每日最低需求量。
氨基酸的结构与性质
一般而言，α-氨基酸的通式为H2NCHRCOOH，其中R为一个有机取代基。这22种氨基酸正是天然蛋白质的组成单元，结合起来形成多种肽和蛋白质。许多氨基酸的特性，例如极性、亲水性或疏水性，对蛋白质结构的形成和相互作用有重大影响。
在水溶性蛋白中，疏水性残基通常位于蛋白质的内部，而亲水性侧链则暴露于水溶液中。
氨基酸的类型
氨基酸可根据其侧链的极性分为几类，包括带电的极性侧链、未带电的极性侧链和疏水性侧链等。特别的是，带电的氨基酸如天冬氨酸和谷氨酸通常在蛋白质的表面，促进其在水中的溶解性，并形成维持蛋白质结构的盐桥。
氨基酸的功能
氨基酸不仅是蛋白质的基本构件，还在生物化学过程中扮演着多重角色。例如，它们在神经传导物质的生成中也至关重要。牛磺酸和硒氨酸等少数氨基酸，通过特殊的合成机制纳入蛋白质中，这显示了氨基酸的多样性和其在生物学中的复杂性。
总结
氨基酸的多样性让它们能够适应各种生物机能和过程，从组成蛋白质到影响生物的化学反应，无不体现着氨基酸的重要性。那么，为什么自然界中选择了这22种氨基酸作为生命的基本单位，而其他的氨基酸则被排除在外？这是否暗示着氨基酸的选择与生命的起源有着深刻的联系呢？
