氨基酸(除了甘氨酸)在羧基(CO2-)附近有一个手性碳原子。这个手性中心允许立体异构。氨基酸形成两个立体异构体,它们是彼此的镜像。这些结构不能相互叠加,就像你的左手和右手一样。这些镜像称为对映体。
对映体有两个重要的命名系统。D/L系统基于光学活性,指的是拉丁语单词dexter(右)和laevus(左),反映了化学结构的左右利手性。具有右旋构型(右旋)的氨基酸将以(+)或D前缀命名,例如(+)-丝氨酸或D-丝氨酸。具有laevus构型(左旋)的氨基酸将以(-)或L开头,例如(-)-丝氨酸或L-丝氨酸。
以下是确定氨基酸是D对映体还是L对映体的步骤:
R/S符号与之类似,其中R代表拉丁直肌(右、正或直),S代表拉丁黑体(左)。R/S命名遵循Cahn Ingold Prelog规则:
尽管大多数化学已转换为(S)和(R)指示符,用于对映体的绝对立体化学,但氨基酸通常使用(L)和(D)系统命名。
在蛋白质中发现的所有氨基酸都以手性碳原子的L-构型存在。甘氨酸是一个例外,因为它在α碳上有两个氢原子,除非通过放射性同位素标记,否则不能相互区分。
D-氨基酸并非天然存在于蛋白质中,也不参与真核生物的代谢途径,尽管它们在细菌的结构和代谢中很重要。例如,D-谷氨酸和D-丙氨酸是某些细菌细胞壁的结构成分。人们相信D-丝氨酸可能是一种大脑神经递质。存在于自然界的D-氨基酸是通过蛋白质的翻译后修饰产生的。
关于(S)和(R)命名法,蛋白质中几乎所有的氨基酸都位于α碳位。半胱氨酸是(R),甘氨酸不是手性的。半胱氨酸不同的原因是它在侧链的第二个位置有一个硫原子,它的原子序数比第一个碳原子上的基团的原子序数大。按照命名惯例,这使得分子(R)而不是(S)。
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