备课素材：第22种氨基酸-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第22种氨基酸 2019版高中生物学必修一说，组成蛋白质的氨基酸有21种： 蛋白质的基本组成单位一—氨基酸 作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收， 是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸(amino acid)。 在人体中， 成蛋白质的氨基酸有21种。氨基酸是组 成蛋白质的基本单位。氨基酸的结构是怎样的呢？ @ 思考·讨论 氨基酸的结构特点 规察下列几种氨基酸的结构。 H 0 II HN-C一C一OH HN一C一C一OH HN一C一C一OH HN一C-C一OH H CH CH, CH CH,CH, 丙氯酸 CH 甘氢酸 货氨酸 CH,CH, 讨论 亮氨酸 1.这些氨基酸的结构具有什么共同特，点？ 2“最基酸”途一名词与其分子站构有怎样的对应关系？ 1986年以前，人们一直认为，出现在蛋白质分子中的由遗传密 码编码的标准氨基酸只有20种。 1986年，科学家们终于在含硒蛋白中发现第二十一种标准氨基 酸——含硒半胱氨酸。 时隔16年之后，2012来自俄亥俄州立大学的两个研究小组报道， 他们识别出世界上第22种由遗传基因编码的氨基酸，这一生物学发 现可与物理学家发现了一个新基本粒子或化学家发现了一种新新基 本粒子或化学家发现了一种新元素相媲美。 "H N-C- H,N一 HN HN-C- HN 0 a碳 CH CH, H-C CH 极 性 HN —R基团 HN 0 天冬酰胺 谷氢酰按 酪氨酸 丝氨酸 苏氨酸 A写1 GIn Tyr Ser H 0 0 HN HN- HN-C 酸 CH CH: CH: CH 带 电 荷 NH HN NH 天冬氨酸 谷氢酸 精氨酸 赖氨酸 Asp Glu Arg Lys 非 'HN- HN-C- HN-C HN-C- HN-C-C 0 0 极 性 CH CH H.C CH CH CH, HC CH 甘氨酸 丙氨酸 氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 Gly Ala Val Leu H H HN HN HN HN- HN CH, CH 性 SH CH s CH 色氨酸 萌氨酸 半就氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 Trp Pro Cys Met Phe 此前，科学家们一直认为，蛋白质的基本组成单位一氨基酸， 天然形式只有21种。 His 氨基酸周期表 Asp ■时性氢基酸 ■极性氢某酸不电面 ■非极性氢基酸（疏水性 ■酸性氨基酸 Arg Phe Ala Cys Gly Gln Glu d 甘wC动ine Lys Leu M Met N Asn Ser Tyr Thr nc-s .ox n发5 erine 酸Tein间 Threonine Trp Pro Val Ser 用士于理 一格 Proline 自破解DNA的双螺旋结构，揭开三联体遗传密码之迷30年来， 科学家们一直认为只存在20种天然氨基酸。然而在1986年，一 个研究小组打破了这一数字藩篱，宣布他们发现了第21种氨基酸 硒代半胱氨酸。 L-selenocysteine NH2 HO SeH O 硒代半胱氨酸 而这次第22种氨基酸的发现意味着，利用现代基因组测序技 术，可能会有更多的氨基酸浮出水面。 这一发现来自于对一种特殊类型微生物一一产甲烷菌—一如 何将含甲基化合物转化为甲烷的基础生化研究。虽然研究人员早 就了解醋酸盐和二氧化碳转化成甲烷的生化机制，但他们不知道 一种普通化合物一一甲胺—一究竟是如何转化成这种气体的。 由微生物学副教授Joseph A.Krzycki领导的研究小组对产 甲烷菌的一个特殊株系一一巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)已进行了几年的研究。巴氏甲烷八叠球菌是最近识别出 的古菌之一，它能够将一甲铵、二甲甲胺和三甲胺转化成二氧化 碳、甲烷等导致温室效应的气体。 Krzycki的研究小组1995年就已分离出与此过程有关的特异 蛋白。两年后，他们又分离并测序了其中一个有关基因。在接下 来的1998年，他们发表文章，宣布该基因一个叫做框内琥珀密码 子(in-frame amber codon)的成分行为异常。 密码子是存在于RNA中的三个相邻的核苷酸序列，是蛋白质 合成中某一特定氨基酸的编码单位。正常情况下，密码子会发出 开始或结束一种蛋白质合成的信号。但奇怪的是，Krzycki研究 小组发现的这个密码子本应发出停止蛋白质合成的信号，但它却 没有。 “Joe和他的同事发现，这一意外事件对于所有三种甲胺化 合物都十分重要一一这种情况本不该发生。”俄亥俄州立大学的 生物化学和化学副教授Michael Chan解释说。Chan领导的另一 研究小组识别并确定了这个氨基酸的结构。 这个密码子怪异的行为提示我们可能存在一种新氨基酸，但 研究人员知道也存在其它的可能性。Krzycki和他的同事将蛋白 质降解为多肽小片段