為了敘述方便,我先介紹簡單的兩種基本氨基酸,甘氨酸(glycine,Gly)和丙氨酸(alanine,Ala)。這主要是因為他們可以作為基礎模板,往上添加基團就可以生成其它各種氨基酸。
甘氨酸有特殊甜味,所以他的英文名稱來自希臘語glykys(甘甜的味道),中文譯名既蘊含甘甜之意,又有相似的發(fā)音,堪稱“信、達、雅”的*。
因為有甜味,所以甘氨酸在食品工業(yè)中經(jīng)常作為調味劑,起到去苦增甜的作用。所以,有同學說他用“苦盡甘來”一詞記憶甘氨酸,倒是很恰當?shù)?。甘氨酸的側鏈小,只有一個氫原子。這使他與眾不同,是沒有手性的基本氨基酸。
小巧靈活是甘氨酸在蛋白質中的特點,比如膠原蛋白的三股螺旋構象是非常特殊的,必須要每隔兩個殘基就有一個甘氨酸,否則就會導致空間位阻過大。
同理,蛋白質兩個結構域之間的連接也經(jīng)常需要甘氨酸提供構象的靈活性。不過,甘氨酸靈活有余,穩(wěn)定就難免不足。
在形成α-螺旋的時候,甘氨酸是破壞者之一,原因就是側鏈太小,構象根本穩(wěn)定不下來。另外,甘氨酸常用來配制緩沖液,經(jīng)常做電泳實驗的同學一定記得。
丙氨酸的英文名字來源于德語乙醛,而中文名字就很好理解,因為丙氨酸含有三個碳,化學名就是氨基丙酸。這是一個樸實無華的名字,就像氨基酸的特點一樣。
丙氨酸的側鏈只有一個甲基,比甘氨酸稍大一點。我畫其它18種氨基酸結構式的時候都是在丙氨酸上添加基團來畫的。在蛋白質中,丙氨酸的作用就像一塊磚,平平無奇,基礎的建筑材料,跟誰也不沖突。
丙氨酸的側鏈位阻小,放在α-螺旋里,它是形成者之一;放到β-折疊里,也非常穩(wěn)定。在蛋白質工程里,如果要把蛋白質上的某個氨基酸突變掉,又沒有特定的目標,一般可以突變成丙氨酸,這樣不容易破壞蛋白質的整體構象。