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蛋白質背後的故事：你知道氨基酸是如何連接形成多肽的嗎？
在生命的基礎上，有著一群名為氨基酸的有機化合物。這些化合物不僅是蛋白質的組成部分，也是追溯生命起源的重要關鍵。氨基酸的結構之間如何連接形成多肽，這一過程不僅具科學意義，更揭示了生命的奧秘。
氨基酸是由氨基和羧酸功能團構成的醇類，它們在組成蛋白質時扮演著不可或缺的角色。
雖然自然界中存在超過500種氨基酸，其中只有22種α-氨基酸被納入生命的基因代碼，這22種氨基酸形成了所有蛋白質的基本構建塊。這種類型的氨基酸根據其側鏈的類型和性質，可進一步分類為極性、疏水性、帶電等多種形式。膠原蛋白、酶或抗體等蛋白質的結構，其背後都跟這些氨基酸緊密相關。
氨基酸的歷史
氨基酸的發現可以追溯到19世紀。1806年，法國的化學家路易-尼古拉·沃克林跟皮埃爾·讓·羅比基特首次從蘆筍中提煉出名為天冬氨酸的化合物，這成為發現的第一個氨基酸。隨後的幾年裡，其他的氨基酸，如甘氨酸、白氨酸等等相繼被發現，而威廉·卡明·羅斯則在1935年發現了最遲被發現的普通氨基酸——絲氨酸，並確定了所有氨基酸的每日最低需求量。
“氨基酸的化學分類統一性在1865年被承認，但並未確定特定名稱。”
氨基酸的結構
氨基酸的通式為H2NCHRCOOH，其中R為有機取代基。這結構的旁邊的碳被稱為α-碳，除了甘氨酸外，所有蛋白質氨基酸的α-碳都是立體異構的。這些氨基酸的幾何配置對於在蛋白質折疊及功能中起到了重要的作用。
氨基酸的作用
在生物化學中，氨基酸的功能多樣。氨基酸可以通過冷凝反應形成多肽或蛋白質鏈，但在過程中產生的酯鍵也展示了它們在細胞功能中的不可替代性。一般而言，氨基酸的連接是通過一種叫做“肽鍵”的共享結合方式，這是一個使得1個氨基酸的氨基與另外1個氨基酸的羧羥基發生反應的過程。這一連結不僅限於形成多肽，還持續參與生物的多種過程，例如神經遞質的傳遞及合成。
“蛋白質的折疊是由氨基酸拉扯形成的三維結構，這一過程揭示出生命的複雜性。”
其中，一些氨基酸的側鏈，分為帶電的極性側鏈、非帶電的極性側鏈和疏水側鏈，這些特性直接影響著蛋白質的結構與相互作用。例如，帶電的側鏈往往在蛋白質的表面上，這樣有助於它們在水中溶解，而疏水側鏈則往往會聚集在蛋白質的內部，形成穩定的結構。
小結
自從氨基酸首次被發現以來，它們便在生物科學的發展中占有一席之地。它們作為組成蛋白質的基礎，不僅參與到結構的形成，同時在調節生物過程中也發揮著重要的作用。這些小分子之間如何通過化學結合，啟動生命的進程，或者是它們如何在任何生物體中發揮作用，都是值得深入探究的問題。
當你思考氨基酸連結成多肽的過程時，是否想過這背後蘊含了多少生命的奧秘?
