氨基酸性质速查表:分子量、侧链 pKa、疏水性与密码子数
20 种标准氨基酸的分子量、侧链 pKa、疏水性与密码子数。下面的表可以直接查, 也可以用查询框按单字母、三字母或中文名查单个氨基酸。
20 种氨基酸性质总表
| 中文名 | 英文名 | 单 | 三 | 残基质量 (Da) | 游离分子量 (Da) | 侧链 pKa | 疏水性 KD | 密码子数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 丙氨酸 | Alanine | A | Ala | 71.0788 | 89.09 | — | +1.8 | 4 |
| 精氨酸 | Arginine | R | Arg | 156.1875 | 174.20 | 12.5 | -4.5 | 6 |
| 天冬酰胺 | Asparagine | N | Asn | 114.1038 | 132.12 | — | -3.5 | 2 |
| 天冬氨酸 | Aspartic acid | D | Asp | 115.0886 | 133.10 | 3.9 | -3.5 | 2 |
| 半胱氨酸 | Cysteine | C | Cys | 103.1388 | 121.15 | 8.5 | +2.5 | 2 |
| 谷氨酰胺 | Glutamine | Q | Gln | 128.1307 | 146.15 | — | -3.5 | 2 |
| 谷氨酸 | Glutamic acid | E | Glu | 129.1155 | 147.13 | 4.1 | -3.5 | 2 |
| 甘氨酸 | Glycine | G | Gly | 57.0519 | 75.07 | — | -0.4 | 4 |
| 组氨酸 | Histidine | H | His | 137.1411 | 155.16 | 6.5 | -3.2 | 2 |
| 异亮氨酸 | Isoleucine | I | Ile | 113.1594 | 131.17 | — | +4.5 | 3 |
| 亮氨酸 | Leucine | L | Leu | 113.1594 | 131.17 | — | +3.8 | 6 |
| 赖氨酸 | Lysine | K | Lys | 128.1741 | 146.19 | 10.8 | -3.9 | 2 |
| 甲硫氨酸 | Methionine | M | Met | 131.1926 | 149.21 | — | +1.9 | 1 |
| 苯丙氨酸 | Phenylalanine | F | Phe | 147.1766 | 165.19 | — | +2.8 | 2 |
| 脯氨酸 | Proline | P | Pro | 97.1167 | 115.13 | — | -1.6 | 4 |
| 丝氨酸 | Serine | S | Ser | 87.0782 | 105.09 | — | -0.8 | 6 |
| 苏氨酸 | Threonine | T | Thr | 101.1051 | 119.12 | — | -0.7 | 4 |
| 色氨酸 | Tryptophan | W | Trp | 186.2132 | 204.23 | — | -0.9 | 1 |
| 酪氨酸 | Tyrosine | Y | Tyr | 163.1760 | 181.19 | 10.1 | -1.3 | 2 |
| 缬氨酸 | Valine | V | Val | 99.1326 | 117.15 | — | +4.2 | 4 |
按侧链性质分组
| 类别 | 氨基酸 |
|---|---|
| 疏水(Kyte-Doolittle > 0) | 丙氨酸(A)、异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、甲硫氨酸(M)、苯丙氨酸(F)、缬氨酸(V) |
| 碱性(侧链 pKa > 6) | 精氨酸(R)、组氨酸(H)、赖氨酸(K) |
| 亲水,侧链不可电离 | 天冬酰胺(N)、谷氨酰胺(Q)、甘氨酸(G)、脯氨酸(P)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、色氨酸(W) |
| 酸性(侧链 pKa < 7) | 天冬氨酸(D)、谷氨酸(E) |
| 可电离,生理 pH 下多不带电 | 半胱氨酸(C)、酪氨酸(Y) |
数据出处
- 残基质量:ExPASy 平均残基质量。表里的「游离分子量」是残基质量加一分子水(18.015 Da)—— 肽链里的残基已经脱去一分子水,这是两个数不同的原因。
- 侧链 pKa:EMBOSS
iep取值。只有 7 种氨基酸的侧链可电离,其余标「—」。 - 疏水性:Kyte & Doolittle 标度,J. Mol. Biol. 157:105–132 (1982),取自 ExPASy ProtScale。
- 密码子数:NCBI 标准遗传密码(表 1)。
两处容易误读的地方
分组是从上面这些数推出来的,不是照抄教科书。 酸碱按侧链 pKa 划、疏水按 Kyte-Doolittle 的正负划, 规则写在表头里。这样做的代价是会出现和习惯不一致的结果——最明显的是色氨酸: 它的 KD 值是 −0.9,按符号落在亲水侧,而人们通常把它归为芳香族疏水氨基酸。 这不是数据错了,是疏水性标度之间本就有分歧,色氨酸、甘氨酸、脯氨酸恰恰是分歧最大的三个。 换一把标度(比如 Hopp-Woods 或 Eisenberg),排序会变。用哪把标度取决于你要解释什么。
亮氨酸和异亮氨酸质量完全相同(113.1594 Da),它们是同分异构体。 质谱上靠常规 MS/MS 分不开这两个,需要特定的碎裂方式,这是蛋白质组学里的经典麻烦。
常见问题
残基质量和分子量为什么不一样?
肽链里每接上一个氨基酸就脱去一分子水,所以残基质量比游离氨基酸分子量少 18.015 Da。算蛋白分子量时用残基质量求和再加一分子水,不能直接把游离分子量加起来——那样每多一个残基就会多算 18 Da。
为什么只有 7 个氨基酸有侧链 pKa?
只有 Asp、Glu、His、Cys、Tyr、Lys、Arg 的侧链含可电离基团,其余侧链在水溶液里不得失质子。计算等电点时只有这 7 个加上 N 端和 C 端参与电荷平衡。
疏水性数值怎么用?
Kyte-Doolittle 常用于滑窗扫描找跨膜螺旋:窗口取 19 个残基、平均值超过 1.6 提示可能是跨膜段。单个残基的数值本身意义有限,它是为滑窗设计的。
亮氨酸和异亮氨酸真的分不开吗?
常规 MS/MS 分不开——它们是同分异构体,质量完全相同(113.1594 Da)。需要 ETD/EThcD 等特定碎裂方式产生的侧链丢失离子才能区分,日常蛋白质组学流程一般直接标记为 L/I 不确定。