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揭開氨基酸的秘密：為何只有22種α-氨基酸是生命的建構單位？
在探討生命的本質時，氨基酸常常是研究的重點。氨基酸是包含氨基及羧酸官能團的有機化合物，雖然自然界中存在超過500種氨基酸，然而在生命體內，只有22種α-氨基酸被納入了生物蛋白中。這些氨基酸的出現，對生命的形成與發展起到了不可或缺的作用。
氨基酸是生命的基石，對於生命的起源至關重要。
氨基酸有許多的分類方式，依據其核心結構的官能團定位（如α、β、γ氨基酸等），以及極性、電離性和側鏈類型（如脂肪族、非環狀、芳香族等）等特徵進行分類。這些氨基酸作為蛋白質的殘基，形成了人體肌肉和其它組織的第二大成分，僅次於水。除了作為蛋白質的組成部分外，氨基酸還參與多種過程，包括神經遞質的運輸和生物合成，其作用不可小覷。
氨基酸的歷史
第一次氨基酸的發現可追溯到1800年代初。1806年，法國化學家路易-尼古拉·沃克林（Louis-Nicolas Vauquelin）和皮埃爾·珍·羅比基特（Pierre Jean Robiquet）從蘆筍中分離出一種化合物，並將其命名為天冬氨酸（Asparagine），成為首個被發現的氨基酸。隨後，半胱氨酸、甘氨酸和亮氨酸等繼續被發現，最終在1935年，威廉·卡明·羅斯首次發現了牛磺酸（Threonine），並確立了各種氨基酸的每日最低需求量。
氨基酸的結構與性質
一般而言，α-氨基酸的通式為H2NCHRCOOH，其中R為一個有機取代基。這22種氨基酸正是天然蛋白質的組成單元，結合起來形成多種肽和蛋白質。許多氨基酸的特性，例如極性、親水性或疏水性，對蛋白質結構的形成和相互作用有重大影響。
在水溶性蛋白中，疏水性殘基通常位於蛋白質的內部，而親水性側鏈則暴露於水溶液中。
氨基酸的類型
氨基酸可根據其側鏈的極性分為幾類，包括帶電的極性側鏈、未帶電的極性側鏈和疏水性側鏈等。特別的是，帶電的氨基酸如天冬氨酸和谷氨酸通常在蛋白質的表面，促進其在水中的溶解性，並形成維持蛋白質結構的鹽橋。
氨基酸的功能
氨基酸不僅是蛋白質的基本構件，還在生物化學過程中扮演著多重角色。例如，它們在神經傳導物質的生成中也至關重要。牛磺酸和硒氨酸等少數氨基酸，通過特殊的合成機制納入蛋白質中，這顯示了氨基酸的多樣性和其在生物學中的複雜性。
總結
氨基酸的多樣性讓它們能夠適應各種生物機能和過程，從組成蛋白質到影響生物的化學反應，無不體現著氨基酸的重要性。那麼，為什麼自然界中選擇了這22種氨基酸作為生命的基本單位，而其他的氨基酸則被排除在外？這是否暗示著氨基酸的選擇與生命的起源有著深刻的聯繫呢？
