参与蛋白质构成的20种常见α-氨基酸按照侧链R基的不同可分为酸性氨基酸、碱性氨基酸和中性氨基酸。其中，酸性氨基酸包括侧链R基中含有羧基（见图）的L-天冬氨酸（L-aspartic acid）和L-谷氨酸（L-glutamic）。

酸性氨基酸结构示意图

天冬氨酸，又称α-氨基丁二酸、天门冬氨酸。其主链羧基解离常数（pK₁）为2.09，α-氨基的解离常数（pK₂）为9.82，侧链羧基的解离常数（pK_R）为3.86，等电点（pI）为2.97。在生理条件（pH7.4）下，其侧链羧基完全解离，使蛋白带负电荷。天冬氨酸是法国化学家A.A.普里森^[注]和É.O.亨利^[注]在1827年通过天冬酰胺的水解发现的。天冬氨酸为人体非必需氨基酸，即它可以由人体自身根据需求合成得到。在医药领域可用于治疗低钾症心脏病、肝病以及糖尿病等。在食品工业中，天冬氨酸-苯丙氨酸的二肽甲酯被称作阿斯巴甜代糖，是一种人造甜味添加剂，用于减肥食品和饮料中。天冬氨酸聚合得到聚天冬氨酸，可生物降解，是一种超吸水材料，可用于尿布、肥料和地板涂层等。

谷氨酸，又称α-氨基戊二酸，其主链羧基解离常数（pK₁）为2.19，α-氨基的解离常数（pK₂）为9.67，侧链羧基的解离常数（pK_R）为4.25，等电点（pI）为3.22，在pH为7左右时带有负电荷。谷氨酸同样为人体非必需氨基酸。谷氨酸的负离子形式（glutamate）是脊椎动物神经系统中一种常见的兴奋型神经递质，它同时也是另一个重要的抑制型神经递质γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid;GABA）在生物合成中的前体。在食品工业中，谷氨酸钠盐为增鲜剂味精的主要成分。在医学上可用作肝性脑病治疗的辅助用药，还用于癫痫发作和胃酸不足等。谷氨酸主要采用发酵法生产。通过细菌发酵可将谷氨酸聚合得到γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid; γ-PGA）——一种利用谷氨酸α-氨基和侧链γ-羧基缩合而得到的以异肽键相互连接的聚合物。γ-聚谷氨酸是日本食物纳豆的主要成分。