非天然氨基酸

蛋白质仅仅用20种天然氨基酸执行了一系列显著功能，仅有的20种天然氨基酸携有的功能基团数量有限，无法满足化学、生物科学研究和应用中对蛋白质结构和功能的需求。目前，通过化学修饰、基因定点突变和计算机辅助蛋白质设计，虽然对蛋白质的结构改造赋予了天然蛋白质新的功能，但这些方法都依赖于20种天然氨基酸本身；其用于修饰改造的功能基团仅有巯基、羟基、羧基、氨基等几种有限基团，功能化方式十分有限。与此相反，可人为赋予多样性功能基团的非天然氨基酸(UnnaturalAminoAcids)在蛋白质修饰中表现突出，这些非天然氨基酸含有酮基、醛基、叠氮、炔基、烯基、酰胺基、硝基、磷酸根、磺酸根等多样性功能基团，可进行多种修饰反应，如：点击化学、光化学、糖基化、荧光显色等反应。通过非天然氨基酸对蛋白质进行修饰给其结构和功能的理论研究与应用带来了新的契机。一系列非天然氨基酸已经被用在细菌、酵母和哺乳动物细胞中进行蛋白质修饰，其精确性和效率非常高；它们大多都是20种天然氨基酸的衍生物，现今报道的UAA衍生物有苯丙氨酸衍生物、酪氨酸衍生物、谷氨酰胺衍生物、丙氨酸衍生物、半胱氨酸衍生物、丝氨酸衍生物、赖氨酸衍生物等。