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氨基酸是构成蛋白质的基本结构单位。在生物体中，天然存在的氨基酸绝大多数为 <chem>\alpha</chem>-氨基酸，即分子的氨基（<chem>-NH2</chem>）和羧基（<chem>-COOH</chem>）都结合在同一个碳原子（<chem>\alpha</chem>-碳原子，也就是'''中心碳原子'''）上。
== 结构通式 ==
[[文件:氨基酸结构通式.png|300px|缩略图|替代=氨基酸结构通式|氨基酸结构通式]]
每个氨基酸分子至少都含有一个氨基（<chem>NH2</chem>）和一个羧基（<chem>-COOH</chem>），且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

这个碳原子还连接一个氢原子（<chem>H</chem>）和一个侧链基团（<chem>-R</chem>）。

* '''特点'''：<chem>R</chem> 基（侧链基团）的不同，是决定氨基酸种类的'''唯一因素'''。
** 例如：甘氨酸的 <chem>R</chem> 基是 <chem>-H</chem>，丙氨酸的 <chem>R</chem> 基是 <chem>-CH3</chem>。
* '''元素组成'''：除 <chem>C</chem>、<chem>H</chem>、<chem>O</chem>、<chem>N</chem> 外，部分氨基酸的 <chem>R</chem> 基中还含有 <chem>S</chem>（如甲硫氨酸、半胱氨酸）。

== 氨基酸的分类 ==
=== 营养学角度 ===
构成生物体蛋白质的常见氨基酸约有 '''21种'''。
* '''必需氨基酸'''：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接吸收的氨基酸。
** 成人有8种，记忆口诀：“'''甲携来一本亮色书'''”（甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸）；
** 婴儿有9种（多一种组氨酸）。
* '''非必需氨基酸'''：人体细胞能够自己合成的氨基酸。

== 脱水缩合 ==
[[文件:氨基酸脱水缩合.jpg|300px|缩略图|替代=氨基酸脱水缩合的反应|氨基酸脱水缩合]]
氨基酸分子之间通过'''脱水缩合'''的方式相互结合。

=== 反应机制 ===
一个氨基酸分子的'''羧基'''（<chem>-COOH</chem>）与另一个氨基酸分子的'''氨基'''（<chem>-NH2</chem>）相连接，同时脱去一分子水（<chem>H2O</chem>）。
* 脱去的水分子中，<chem>O</chem> 原子仅来自羧基，<chem>H</chem> 原子分别来自氨基和羧基（即氨基脱去 <chem>-H</chem>，羧基脱去 <chem>-OH</chem>）。
* 连接两个氨基酸分子的化学键叫做'''肽键'''。
** 肽键的化学式表示为：<math>-\mathrm{CO}-\mathrm{NH}-</math>。

=== 产物 ===
* '''二肽'''：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物。
* '''多肽'''：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的具有链状结构的化合物（通常呈线性排列，被称为'''肽链'''）。

== 相关数学计算规律 ==
以下守恒公式用于计算脱水缩合。

（设氨基酸平均相对分子质量为 <math>a</math>，氨基酸个数为 <math>n</math>，肽链条数为 <math>m</math>）：

* '''肽键数 = 脱去的水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数''' = <math>n - m</math>
* '''蛋白质相对分子质量''' = <math>a \times n - 18 \times (n - m)</math> （''注：若存在二硫键 <math>-\mathrm{S}-\mathrm{S}-</math>，每形成一个二硫键需额外减去 2 个 <math>\mathrm{H}</math> 的质量，即再减 2''）
* '''游离氨基/羧基的计算'''：
** 一条肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基（分别位于肽链的两端）。
** <math>m</math> 条肽链中'''至少'''含有 <math>m</math> 个氨基和 <math>m</math> 个羧基。若多出的氨基或羧基，必然存在于 <chem>R</chem> 基中。