氨基酸(amino acid)是組成蛋白質(zhì)的基本單位，是分子中具有氨基和羧基的一類含有復(fù)合官能團(tuán)的化合物，具有共同的基本結(jié)構(gòu)。由于它是羧酸分子的α碳原子上的氫被一個(gè)氨基取代的化合物，故又稱α氨基酸。按化學(xué)結(jié)構(gòu)式分為脂肪族、芳香族氨基酸和雜環(huán)氨基酸。

一、氨基酸的分類和命名

組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20多種，但絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)只由20種氨基酸組成。按化學(xué)結(jié)構(gòu)式分為脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、雜環(huán)氨基酸。

(一)脂肪族氨基酸 這類氨基酸又可按其分子中含有的氨基或羧基的數(shù)目以及是否含有某些特殊元素或基團(tuán)分成以下各類。

1.一氨基一羧基酸包括

(1)不含其他基團(tuán)的一氨基一羧基酸：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸。

(2)含羥基的一氨基一羧基酸：絲氨酸、蘇氨酸。

(3)含硫的一氨基一羧基酸：半胱氨酸、蛋氨酸。

(4)含酰胺的一氨基一羧基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺。

2.一氨基二羧基酸：天冬氨酸、谷氨酸

3.二氨基一羧基酸：精氨酸、賴氨酸。

(二)芳香族氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸。

(三)雜環(huán)氨基酸 脯氨酸、組氨酸、色氨酸。

其中天冬氨酸和谷氨酸含有兩個(gè)酸性的羧基，常稱為酸性氨基酸；精氨酸和賴氨酸都含有兩個(gè)堿性的氨基和一個(gè)酸性的羧基，組氨酸的含氮雜環(huán)具有微堿性，三者統(tǒng)稱為堿性氨基 酸；其他氨基酸通常都叫做中性氨基酸。

二、必需氨基酸

在人體和食物蛋白質(zhì)的20余種氨基酸中，只有一部分可以在體內(nèi)合成，其余的則不能合成或合成速度不夠快。不能合成或合成速度不夠快的氨基酸，必須由食物供給，故稱為必需氨基酸(essential amino acid)；能在體內(nèi)合成的則稱為非必需氨基酸(nonessential amino acid)。非必需氨基酸并非體內(nèi)不需要，只是可在體內(nèi)合成，食物中缺少了也無妨。迄今，已知人體的必需氨基酸有 9種，見下表。

三、條件必需氨基酸

氨基酸除了必需與非必需氨基酸之外還應(yīng)當(dāng)有第三類氨基酸，即“條件必需氨基酸”(conditionally essential amino acid)。這組氨基酸有兩個(gè)特點(diǎn)：①在合成氨基酸中用其他氨基酸作為碳的前體，并且只限于某些特定器官，這是與非必需氨基酸在代謝上的重要區(qū)別。有些條件必需氨基酸(如酪氨酸)的前體是一種必需氨基酸(苯丙氨酸)；而其他條件必需氨基酸(如精氨酸、脯氨酸和甘氨酸)的前體則是一種非必需氨基酸；還有一些其他條件必需氨基酸(如半胱氨酸)需要必需氨基酸(蛋氨酸作為硫的前體)和非必需氨基酸(絲 氨酸)兩者作為前體。在代謝水平上，機(jī)體合成條件必需氨基酸的能力受適宜氨基酸前 體的可利用性所限制；②條件必需氨基酸合成最高速度可能是有限的，并可能受發(fā)育和病理生理因素所限制。出生體重非常低的嬰兒不僅不能合成半胱氨酸，并可能缺乏合成足夠量甘氨酸的能力。后者是一種很重要的氨基酸，因?yàn)槿巳榈鞍踪|(zhì)的甘氨酸含量很低。半胱氨酸和酪氨酸在體內(nèi)可分別由蛋氨酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)變而成，如果膳食中能直接提供這兩種氨基酸，則人體對(duì)蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分別減少30％和 50％。所以半胱氨酸和酪氨酸稱為條件必需氨基酸或半必需氨基酸(semiessential amino acid)。在計(jì)算食物必需氨基酸組成時(shí)，常將蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并計(jì)算。

四、氨基酸模式

氨基酸模式是指某種蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比例。即根據(jù)蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量，以含量最少的色氨酸為1計(jì)算出的其他氨基酸的相應(yīng)比值。幾種食物蛋白質(zhì)和人體蛋白質(zhì)氨基酸模式，見下表。

五 限制氨基酸

人體所需蛋白質(zhì)來源于多種食物，凡蛋白質(zhì)氨基酸模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在體內(nèi)的利用率就高，反之則低。例如，動(dòng)物蛋白質(zhì)中的蛋、奶、肉、 魚等以及大豆蛋白質(zhì)的氨基酸模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式較接近，從而所含的必需氨基酸 在體內(nèi)的利用率就較高，因此被稱為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。其中雞蛋蛋白質(zhì)的氨基本模式與人體蛋白 質(zhì)氨基酸模式最為接近，在比較食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)常作為參考蛋白質(zhì)（(reference protein)。而食物蛋白質(zhì)中一種或幾種必需氨基酸含量相對(duì)較低，導(dǎo)致其他必需氨基酸在體 內(nèi)不能被充分利用而使蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，這些含量相對(duì)較低的氨基酸稱為限制氨基酸(limiting amino acid)。即由于這些氨基酸的不足，限制了其他氨基酸的利用。其中，含量最低的稱第一限制氨基酸，余者類推。植物蛋白質(zhì)中，賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸含量相對(duì)較低，所以營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也相對(duì)較低。

六、肽鍵與肽鏈

將氨基酸連接起來的鍵，稱為肽鍵(peptide bond)。肽鍵(-CO-NH-)是由氨基酸的羧基與相鄰氨基酸的氨基脫水縮合而成。蛋白質(zhì)就是氨基酸以肽鍵連接在一起，并形成一定空間結(jié)構(gòu)的大分子。由兩個(gè)以上氨基酸以肽鍵相連接成的化合物稱肽(peptide)。例如由甘氨酸和丙氨酸組成的肽，稱二肽(dipeptide)；由 3個(gè)氨基酸組成的 3 肽，稱三肽(tripeplide)；通常將 10 個(gè)以下氨基酸組成的肽叫寡肽(oligopeptide)；11個(gè)以上氨基酸組成的肽稱多肽(polypeptide)。

多肽和蛋白質(zhì)之間沒有嚴(yán)格區(qū)別，它們都是氨基酸的多聚物。多肽是指含氨基酸數(shù)目較少的多聚物，蛋白質(zhì)則是含氨基酸數(shù)目較多的多聚物。