氨基酸
1827年,AugusteArthur Plisson和étienne Ossian Henry通過水解1806年從蘆筍汁中分離出的蘆筍胺(asparagine),首次發(fā)現(xiàn)了天冬氨酸。他們最初的方法是用氫氧化鉛,但現(xiàn)在更常用其他各種酸或堿來代替。 而后陸續(xù)有幾個氨基酸被單獨發(fā)現(xiàn),而最后確立氨基酸的命名則是在1900年左右通過化學(xué)家在實驗室水解不同的蛋白,得到了很多種不同的氨基酸,就是有一個氨基一個羧基和一個側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。1820年在蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)最簡單的甘氨酸。
1935年發(fā)現(xiàn)最后一種氨基酸蘇氨酸,1940年代,人類已發(fā)現(xiàn)自然界中存在20余種氨基酸。賴氨酸是Drech-sel于1889年首先從酪蛋白上分離出來的。
2022年6月6日,據(jù)日本經(jīng)濟新聞報道,日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的小行星探測器“隼鳥2號”從小行星“龍宮”帶回地球的沙子樣本中,發(fā)現(xiàn)了“生命之源”——氨基酸。這是首次在地球以外確認(rèn)氨基酸的存在。
工業(yè)發(fā)展歷史
世界上最早從事氨基酸工業(yè)化生產(chǎn)的是日本味之素公司的創(chuàng)造人池田菊苗。他于20世紀(jì)40年代初在實驗室中偶然發(fā)現(xiàn):在海帶浸泡液中可提取出一種白色針狀結(jié)晶物。該物質(zhì)具有強烈鮮味,分析結(jié)果表明它是谷氨酸的一種鈉鹽。池田菊苗最后終于找到一種工業(yè)化生產(chǎn)味之素的新途徑即利用小麥粉加工淀粉后剩下的“面筋”為原料,首先用鹽酸將其水解得到谷氨酸,然后加入純堿中和即可得到食品級的谷氨酸鈉。
谷氨酸是世界上第一個工業(yè)化生產(chǎn)的氨基酸單一產(chǎn)品。此后,科學(xué)家利用蛋白質(zhì)水解法可將羽毛、人發(fā)、豬血等原料水解成為氨基酸,但這些氨基酸多為“DL混合型氨基酸”其拆分十分困難。
在60年代確立的工業(yè)微生物發(fā)酵法使氨基酸工業(yè)開始起飛。此后許多種常用氨基酸品種(其中包括:谷氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸等等)均可利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn),從而使其產(chǎn)量大增,成本大為下降。
氨基酸通常為無色晶體,熔點超過200℃,比一般有機化合物的熔點高很多。α-氨基酸有酸、甜、苦、鮮4種不同味感。谷氨酸單鈉和甘氨酸是用量最大的鮮味調(diào)味料。氨基酸一般易溶于水、酸溶液和堿溶液中,不溶或微溶于乙醇或乙醚等有機溶劑。氨基酸在水中的溶解度差別很大,例如酪氨酸的溶解度最小,25℃時,100g水中酪氨酸僅溶解0.045g,但在熱水中酪氨酸的溶解度較大。賴氨酸和精氨酸常以鹽酸鹽的形式存在,因為它們極易溶于水,因潮解而難以制得結(jié)晶。
色澤和顏色:
各種常見的氨基酸易成為無色結(jié)晶,結(jié)晶形狀因氨基酸的結(jié)構(gòu)不同而有所差異。如L-谷氨酸為四角柱形結(jié)晶,D-谷氨酸則為菱形片狀結(jié)晶。
熔點:
氨基酸結(jié)晶的熔點較高,一般在200~300℃,許多氨基酸在達(dá)到或接近熔點時會分解成胺和CO2。
溶解度:
絕大部分氨基酸都能溶于水。不同氨基酸在水中的溶解度有差別,如賴氨酸、精氨酸、脯氨酸的溶解度較大,酪氨酸、半胱氨酸、組氨酸的溶解度很小。各種氨基酸都能溶于強堿和強酸中。但氨基酸不溶或微溶于乙醇。
味感:
氨基酸及其衍生物具有一定的味感,如酸、甜、苦、咸等。其味感的種類與氨基酸的種類、立體結(jié)構(gòu)有關(guān)。從立體結(jié)構(gòu)上講,一般來說,D-型氨基酸都具有甜味,其甜味強度高于相應(yīng)的L-型氨基酸。
紫外吸收特性:
各種常見的氨基酸對可見光均無吸收能力。但酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸在紫外光區(qū)具有明顯的光吸收現(xiàn)象。而大多數(shù)蛋白質(zhì)中都含有這3種氨基酸,尤其是酪氨酸。因此,可以利用280nm波長處的紫外吸收特性定量檢測蛋白質(zhì)的含量。
氨基酸的一個重要光學(xué)性質(zhì)是對光有吸收作用。20種Pr-AA在可見光區(qū)域均無光吸收,在遠(yuǎn)紫外區(qū)(小于220nm)均有光吸收,在紫外區(qū)(近紫外區(qū))(220nm~300nm)只有三種AA有光吸收能力,這三種氨基酸是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸,因為它們的R基含有苯環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)。
苯丙AA最大光吸收在259nm、酪AA在278nm、色AA在279nm,蛋白質(zhì)一般都含有這三種AA殘基,所以其最大光吸收在大約280nm波長處,因此能利用分光光度法很方便的測定蛋白質(zhì)的含量。分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的依據(jù)是朗伯—比爾定律。在280nm處蛋白質(zhì)溶液吸光值與其濃度成正比。
化學(xué)性質(zhì)
氨基的反應(yīng):;磻(yīng);與亞硝酸反應(yīng);與醛反應(yīng);磺;磻(yīng);與DNFB反應(yīng);成鹽反應(yīng)。
羧基的反應(yīng)氨基酸的羧基和其他羧酸一樣,在一定條件下可以發(fā)生;、酯化、脫羧和成鹽反應(yīng)。
與水合茚三酮反應(yīng):α-氨基酸與水合茚三酮在弱酸性溶液中共熱,經(jīng)氧化脫氨生成相應(yīng)的α-酮酸,進(jìn)一步脫羧形成醛,水合茚三酮被還原成還原型茚三酮,在弱酸性溶液中,還原型茚三酮、氨基酸脫下來的氨再與另一個水合茚三酮反應(yīng)縮合生成藍(lán)紫色復(fù)合物,脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì),其余的α-氨基酸與茚三酮反應(yīng)均產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)。這個顏色反應(yīng)常被用于α-氨基酸的比色測定和色層分析的顯色。
酸堿
1、兩性解離與等電點
氨基酸在水溶液或結(jié)晶內(nèi)基本上均以兼性離子或偶極離子的形式存在。所謂兩性離子是指在同一個氨基酸分子上帶有能釋放出質(zhì)子的NH3+纈氨酸離子和能接受質(zhì)子的COO-負(fù)離子,因此氨基酸是兩性電解質(zhì)。
氨基酸的等電點:氨基酸的帶電狀況取決于所處環(huán)境的pH值,改變pH值可以使氨基酸帶正電荷或負(fù)電荷,也可使它處于正負(fù)電荷數(shù)相等,即凈電荷為零的兩性離子狀態(tài)。使氨基酸所帶正負(fù)電荷數(shù)相等即凈電荷為零時的溶液pH值稱為該氨基酸的等電點。
氨基酸分子中同時含有酸性基團和堿性基團,因此,氨基酸既能和較強的酸反應(yīng)。也能與較強的堿反應(yīng)而生成穩(wěn)定的鹽,具有兩性化合物的特征。
當(dāng)調(diào)節(jié)某一種氨基酸溶液的pH為一定值時,該種氨基酸剛好以偶極離子形式存在,在電場中,既不向負(fù)極移動,也不向正極移動,即此時其所帶的正、負(fù)電荷數(shù)相等,凈電荷為零,呈電中性,此時此溶液的pH稱為該氨基酸的等電點,通常用pI表示。在等電點時,氨基酸主要以偶極離子的形式存在。當(dāng)氨基酸溶液的pH大于pI時(如加入堿),氨基酸中的一NH3+給出質(zhì)子,平衡右移,這時氨基酸主要以陰離子形式存在,若在電場中,則向正極移動。反之,當(dāng)溶液的pH小于pI時(如加入酸),氨基酸中的一COO-結(jié)合質(zhì)子,使平衡左移,這時氨基酸主要以陽離子形式存在,若在電場中,則向負(fù)極移動。
各種氨基酸由于其組成和結(jié)構(gòu)的不同,而具有不同的等電點。中性氨基酸的等電點小于7,一般為5.0~6.5。酸性氨基酸的等電點為3左右。堿性氨基酸的等電為7.58~10.8。帶電顆粒在電場的作用下,向著與其電性相反的電極移動,稱為電泳。由于各種氨基酸的相對分子質(zhì)量和pI不同,在相同pH的緩沖溶液中,不同的氨基酸不僅帶的電荷狀況有差異,而且在電場中的泳動方向和速率也往往不同。因此,基于這種差異,可用電泳技術(shù)分離氨基酸的混合物。例如,天冬氨酸和精氨酸的混合物置于電泳支持介質(zhì)(濾紙或凝膠)中央,調(diào)節(jié)溶液的pH至6.02(為緩沖溶液)時,此時天冬氨酸(pI=2.98)帶負(fù)電荷,在電場中向正極移動,而精氨酸(pI=10.76)帶正電荷,向負(fù)極移動。
2、解離常數(shù)
解離式中K1和K2′分別代表α-碳原子上-COOH和-NH3的表現(xiàn)解離常數(shù)。在生化上,解離常數(shù)是在特定條件下(一定溶液濃度和離子強度)測定的。等電點的計算可由其分子上解離基團的表觀解離常數(shù)來確定。
各種氨基酸的結(jié)構(gòu)、名稱、縮寫符號以及他們的物理性質(zhì)
注: 非α位羧基取代基的pK; 非α位堿性取代基的pK。
3、多氨基(堿性氨基酸)和多羧基(酸性氨基酸)氨基酸的解離
解離原則:先解離α-COOH,隨后其他-COOH;然后解離α-NH3+,隨后其他-NH2?傊然怆x度大于氨基,α-C上基團大于非α-C上同一基團的解離度。等電點的計算:首先寫出解離方程,兩性離子左右兩端的表觀解離常數(shù)的對數(shù)的算術(shù)平均值。一般pI值等于兩個相近pK值之和的一半。如天冬氨酸、賴氨酸。
4、氨基酸的酸堿滴定曲線
以甘氨酸為例:摩爾甘氨酸溶于水時,溶液pH為5.97,分別用標(biāo)準(zhǔn)NaOH和HCl滴定,以溶液pH值為縱坐標(biāo),加入HCl和NaOH的摩爾數(shù)為橫坐標(biāo)作圖,得到滴定曲線。該曲線一個十分重要的特點就是在pH=2.34和pH=9.60處有兩個拐點,分別為其pK1和pK2。
對應(yīng)密碼子表
密碼子,RNA分子中每相鄰的三個核苷酸編成一組,在蛋白質(zhì)合成時,代表某一種氨基酸?茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),信使RNA在細(xì)胞中能決定蛋白質(zhì)分子中的氨基酸種類和排列次序。也就是說,信使RNA分子中的四種核苷酸(堿基)的序列能決定蛋白質(zhì)分子中的20種氨基酸的序列。堿基數(shù)目與氨基酸種類、數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的呢?為了確定這種關(guān)系,研究人員在試管中加入一個有120個堿基的信使RNA分子和合成蛋白質(zhì)所需的一切物質(zhì),結(jié)果產(chǎn)生出一個含40個氨基酸的多肽分子。可見,信使RNA分子上的三個堿基能決定一個氨基酸。
密碼子
注:
①在遺傳密碼中,硒半胱氨酸的編碼是UGA(即乳白密碼子),通常用作終止密碼子。但如果在mRNA中有一個硒半胱氨酸插入序列(SElenoCysteine Insertion Sequence, SECIS),UGA就用作硒半胱氨酸的編碼。
②吡咯賴氨酸在產(chǎn)甲烷菌的甲胺甲基轉(zhuǎn)移酶中發(fā)現(xiàn),是人類已知的第22種參與蛋白質(zhì)生物合成的氨基酸,與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸不同的是,它由終止密碼子UAG的有義編碼形成。
組成蛋白質(zhì)的大部分氨基酸是以埃姆登-邁耶霍夫(Embden-Meyerhof)途徑與檸檬酸循環(huán)的中間物為碳鏈骨架生物合成的。例外的是芳香族氨基酸、組氨酸,前者的生物合成與磷酸戊糖的中間物赤蘚糖-4-磷酸有關(guān),后者是由ATP與磷酸核糖焦磷酸合成的。微生物和植物能在體內(nèi)合成所有的氨基酸,動物有一部分氨基酸不能在體內(nèi)合成(必需氨基酸)。
必需氨基酸一般由碳水化合物代謝的中間物,經(jīng)多步反應(yīng)(6步以上)而進(jìn)行生物合成的,非必需氨基酸的合成所需的酶約14種,而必需氨基酸的合成則需要更多的,約有60種酶參與。生物合成的氨基酸除作為蛋白質(zhì)的合成原料外,還用于生物堿、木質(zhì)素等的合成。另一方面,氨基酸在生物體內(nèi)由于氨基轉(zhuǎn)移或氧化等生成酮酸而被分解,或由于脫羧轉(zhuǎn)變成胺后被分解。
側(cè)鏈基團分類
非極性氨基酸(疏水氨基酸)共9種:
丙氨酸(Ala);纈氨酸(Val);亮氨酸(Leu);異亮氨酸(Ile)脯氨酸(Pro);苯丙氨酸(Phe);色氨酸(Trp);蛋氨酸(Met);甘氨酸(Gly)
極性氨基酸(親水氨基酸)共13種:
極性不帶電荷(中性氨基酸):絲氨酸(Ser);蘇氨酸(Thr);半胱氨酸(Cys);酪氨酸(Tyr);天冬酰胺(Asn);谷氨酰胺(Gln);硒半胱氨酸(Sec);吡咯賴氨酸(Pyl)
極性帶正電荷的氨基酸(堿性氨基酸):賴氨酸(Lys);精氨酸(Arg);組氨酸(His)
極性帶負(fù)電荷的氨基酸(酸性氨基酸):天冬氨酸(Asp);谷氨酸(Glu)。
化學(xué)結(jié)構(gòu)分類
脂肪族氨基酸:丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、硒半胱氨酸
芳香族氨基酸:苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸
雜環(huán)氨基酸:組氨酸、脯氨酸、吡咯酪氨酸
雜環(huán)亞氨基酸:脯氨酸
營養(yǎng)學(xué)分類
1、必需氨基酸(essentialamino acid):指人體(或其它脊椎動物)不能合成或合成速度遠(yuǎn)不適應(yīng)機體的需要,必需由食物蛋白供給,這些氨基酸稱為必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%~37%。共有8種其作用分別是:
賴氨酸:促進(jìn)大腦發(fā)育,是肝及膽的組成成分,能促進(jìn)脂肪代謝,調(diào)節(jié)松果腺、乳腺、黃體及卵巢,防止細(xì)胞退化;
色氨酸:促進(jìn)胃液及胰液的產(chǎn)生;
苯丙氨酸:參與消除腎及膀胱功能的損耗;
蛋氨酸(甲硫氨酸):參與組成血紅蛋白、組織與血清,有促進(jìn)脾臟、胰臟及淋巴的功能;
蘇氨酸:有轉(zhuǎn)變某些氨基酸達(dá)到平衡的功能;
異亮氨酸:參與胸腺、脾臟及腦下腺的調(diào)節(jié)以及代謝;腦下腺屬總司令部作用于甲狀腺、性腺;
亮氨酸:作用平衡異亮氨酸;
纈氨酸:作用于黃體、乳腺及卵巢。
2、半必需氨基酸和條件必需氨基酸:
精氨酸:精氨酸與脫氧膽酸制成的復(fù)合制劑(明諾芬)是主治梅毒、病毒性黃疸等病的有效藥物。
組氨酸:可作為生化試劑和藥劑,還可用于治療心臟病、貧血、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等的藥物。
人體雖能夠合成精氨酸和組氨酸,但通常不能滿足正常的需要,因此,又被稱為半必需氨基酸或條件必需氨基酸,在幼兒生長期這兩種是必需氨基酸。人體對必需氨基酸的需要量隨著年齡的增加而下降,成人比嬰兒顯著下降。(近年很多資料和教科書將組氨酸劃入成人必需氨基酸)
3、非必需氨基酸(nonessentialaminoacid):指人(或其它脊椎動物)自己能由簡單的前體合成,不需要從食物中獲得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。
蛋白質(zhì)在食物營養(yǎng)中的作用是顯而易見的,但它在人體內(nèi)并不能直接被利用,而是通過變成氨基酸小分子后被利用的。即它在人體的胃腸道內(nèi)并不直接被人體所吸收,而是在胃腸道中經(jīng)過多種消化酶的作用,將高分子蛋白質(zhì)分解為低分子的多肽或氨基酸后,在小腸內(nèi)被吸收,沿著肝門靜脈進(jìn)入肝臟。一部分氨基酸在肝臟內(nèi)進(jìn)行分解或合成蛋白質(zhì);另一部分氨基酸繼續(xù)隨血液分布到各個組織器官,任其選用,合成各種特異性的組織蛋白質(zhì)。
在正常情況下,氨基酸進(jìn)入血液中與其輸出速度幾乎相等,所以正常人血液中氨基酸含量相當(dāng)恒定。如以氨基氮計,每百毫升血漿中含量為4~6毫克,每百毫升血球中含量為6.5~9.6毫克。飽餐蛋白質(zhì)后,大量氨基酸被吸收,血中氨基酸水平暫時升高,經(jīng)過6~7小時后,含量又恢復(fù)正常。說明體內(nèi)氨基酸代謝處于動態(tài)平衡,以血液氨基酸為其平衡樞紐,肝臟是血液氨基酸的重要調(diào)節(jié)器。因此,食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化分解為氨基酸后被人體所吸收,抗體利用這些氨基酸再合成自身的蛋白質(zhì)。人體對蛋白質(zhì)的需要實際上是對氨基酸的需要。
當(dāng)每日膳食中蛋白質(zhì)的質(zhì)和量適宜時,攝入的氮量由糞、尿和皮膚排出的氮量相等,稱之為氮的總平衡。實際上是蛋白質(zhì)和氨基酸之間不斷合成與分解之間的平衡。正常人每日食進(jìn)的蛋白質(zhì)應(yīng)保持在一定范圍內(nèi),突然增減食入量時,機體尚能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝量維持氮平衡。食入過量蛋白質(zhì),超出機體調(diào)節(jié)能力,平衡機制就會被破壞。完全不吃蛋白質(zhì),體內(nèi)組織蛋白依然分解,持續(xù)出現(xiàn)負(fù)氮平衡,如不及時采取措施糾正,終將導(dǎo)致抗體死亡。
氨基酸分解代謝所產(chǎn)生的α-酮酸,隨著不同特性,循糖或脂的代謝途徑進(jìn)行代謝。α-酮酸可再合成新的氨基酸,或轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?或進(jìn)入三羧循環(huán),氧化分解成CO2和H2O,并放出能量。
某些氨基酸分解代謝過程中產(chǎn)生含有一個碳原子的基團,包括甲基、亞甲基、甲烯基、甲炔基、甲酚基及亞氨甲基等。
一碳單位具有以下兩個特點:1.不能在生物體內(nèi)以游離形式存在;2.必須以四氫葉酸為載體。能生成一碳單位的氨基酸有:絲氨酸、色氨酸、組氨酸、甘氨酸。另外蛋氨酸(甲硫氨酸)可通過S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供“活性甲基”(一碳單位),因此蛋氨酸也可生成一碳單位。一碳單位的主要生理功能是作為嘌呤和嘧啶的合成原料,是氨基酸和核苷酸聯(lián)系的紐帶。
參與構(gòu)成酶、激素、部分維生素。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(氨基酸分子構(gòu)成),如淀粉酶、胃蛋白酶、膽堿脂酶、碳酸酐酶、轉(zhuǎn)氨酶等。含氮激素的成分是蛋白質(zhì)或其衍生物,如生長激素、促甲狀腺激素、腎上腺素、胰島素、促腸液激素等。有的維生素是由氨基酸轉(zhuǎn)變或與蛋白質(zhì)結(jié)合存在。酶、激素、維生素在調(diào)節(jié)生理機能、催化代謝過程中起著十分重要的作用。
主要作用
氨基酸通過肽鍵連接起來成為肽與蛋白質(zhì)。氨基酸、肽與蛋白質(zhì)均是有機生命體組織細(xì)胞的基本組成成分,對生命活動發(fā)揮著舉足輕重的作用。
某些氨基酸除可形成蛋白質(zhì)外,還參與一些特殊的代謝反應(yīng),表現(xiàn)出某些重要特性。
1、賴氨酸
賴氨酸為堿性必需氨基酸。由于谷物食品中的賴氨酸含量甚低,且在加工過程中易被破壞而缺乏,故稱為第一限制性氨基酸。
賴氨酸可以調(diào)節(jié)人體代謝平衡。賴氨酸為合成肉堿提供結(jié)構(gòu)組分,而肉堿會促使細(xì)胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的賴氨酸,可以刺激胃蛋白酶與胃酸的分泌,提高胃液分泌功效,起到增進(jìn)食欲、促進(jìn)幼兒生長與發(fā)育的作用。賴氨酸還能提高鈣的吸收及其在體內(nèi)的積累,加速骨骼生長。如缺乏賴氨酸,會造成胃液分沁不足而出現(xiàn)厭食、營養(yǎng)性貧血,致使中樞神經(jīng)受阻、發(fā)育不良。
賴氨酸在醫(yī)藥上還可作為利尿劑的輔助藥物,治療因血中氯化物減少而引起的鉛中毒現(xiàn)象,還可與酸性藥物(如水楊酸等)生成鹽來減輕不良反應(yīng),與蛋氨酸合用則可抑制重癥高血壓病。
單純性皰疹病毒是引起唇皰疹、熱病性皰疹與生殖器皰疹的原因,而其近屬帶狀皰疹病毒是水痘、帶狀皰疹和傳染性單核細(xì)胞增生癥的致病者。印第安波波利斯Lilly研究室在1979年發(fā)表的研究表明,補充賴氨酸能加速皰疹感染的康復(fù)并抑制其復(fù)發(fā)。
長期服用賴氨酸可拮抗另一個氨基酸――精氨酸,而精氨酸能促進(jìn)皰疹病毒的生長。
2、蛋氨酸
蛋氨酸是含硫必需氨基酸,與生物體內(nèi)各種含硫化合物的代謝密切相關(guān)。當(dāng)缺乏蛋氨酸時,會引起食欲減退、生長減緩或不增加體重、腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現(xiàn)象,最后導(dǎo)致肝壞死或纖維化。
蛋氨酸還可利用其所帶的甲基,對有毒物或藥物進(jìn)行甲基化而起到解毒的作用。因此,蛋氨酸可用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝臟疾病,也可用于緩解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物質(zhì)的毒性反應(yīng)。
3、色氨酸
色氨酸可轉(zhuǎn)化生成人體大腦中的一種重要神經(jīng)傳遞物質(zhì)――5–羥色胺,而5–羥色胺有中和腎上腺素與去甲腎上腺素的作用,并可改善睡眠的持續(xù)時間。當(dāng)動物大腦中的5–羥色胺含量降低時,表現(xiàn)出異常的行為,出現(xiàn)神經(jīng)錯亂的幻覺以及失眠等。此外,5–羥色胺有很強的血管收縮作用,可存在于許多組織,包括血小板和腸粘膜細(xì)胞中,受傷后的機體會通過釋放5–羥色胺來止血。醫(yī)藥上常將色氨酸用作抗悶劑、抗痙攣劑、胃分泌調(diào)節(jié)劑、胃粘膜保護(hù)劑和強抗昏迷劑等。
4、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和蘇氨酸
纈氨酸、亮氨酸與異亮氨酸均屬支鏈氨基酸,同時都是必需氨基酸。當(dāng)纈氨酸不足時,大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能會發(fā)生紊亂,共濟失調(diào)而出現(xiàn)四肢震顫。通過解剖切片腦組織,發(fā)現(xiàn)有紅核細(xì)胞變性現(xiàn)象,晚期肝硬化病人因肝功能損害,易形成高胰島素血癥,致使血中支鏈氨基酸減少,支鏈氨基酸和芳香族氨基酸的比值由正常人的3.0~3.5降至1.0~1.5,故常用纈氨酸等支鏈氨基酸的注射液治療肝功能衰竭等疾病。此外,它也可作為加快創(chuàng)傷愈合的治療劑。
亮氨酸可用于診斷和治療小兒的突發(fā)性高血糖癥,也可用作頭暈治療劑及營養(yǎng)滋補劑。異亮氨酸能治療神經(jīng)障礙、食欲減退和貧血,在肌肉蛋白質(zhì)代謝中也極為重要。
蘇氨酸是必需氨基酸之一,參與脂肪代謝,缺乏蘇氨酸時出現(xiàn)肝脂肪病變。
5、天冬氨酸、天冬酰胺
天冬氨酸通過脫氨生成草酰乙酸而促進(jìn)三羧酸循環(huán),故是三羧酸循環(huán)中的重要成分。天冬氨酸也與鳥氨酸循環(huán)密切相關(guān),擔(dān)負(fù)著使血液中的氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩嘏判钩鋈サ牟糠止ぷ。同時,天冬氨酸還是合成乳清酸等核酸前體物質(zhì)的原料。
通常將天冬氨酸制成鈣、鎂、鉀或鐵等的鹽類后使用。因為這些金屬在與天冬氨酸結(jié)合后,能通過主動運輸途徑透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。天冬氨酸鉀鹽與鎂鹽的混合物,主要用于消除疲勞,臨床上用來治療心臟病、肝病、糖尿病等疾病。天冬氨酸鉀鹽可用于治療低鉀癥,鐵鹽可治療貧血。
不同癌細(xì)胞的增殖需要消耗大量某種特定的氨基酸。尋找這種氨基酸的類似物――代謝拮抗劑,被認(rèn)為是治療癌癥的一種有效手段。天冬酰胺酶能阻止需要天冬酰胺的癌細(xì)胞(白血。┑脑鲋场L於0返念愃莆颯–氨甲;C半胱氨酸經(jīng)動物試驗對抗白血病有明顯的效果。已試制的氨基酸類抗癌物有10多種,如N–乙酰–L–苯丙氨酸、N–乙酰–L–纈氨酸等,其中有的對癌細(xì)胞的抑制率可高達(dá)95%以上。
6、胱氨酸、半胱氨酸
胱氨酸及半胱氨酸是含硫的非必需氨基酸,可降低人體對蛋氨酸的需要量。胱氨酸是形成皮膚不可缺少的物質(zhì),能加速燒傷傷口的康復(fù)及放射性損傷的化學(xué)保護(hù),刺激紅、白細(xì)胞的增加。
半胱氨酸所帶的巰基(-SH)具有許多生理作用,可緩解有毒物或有毒藥物(酚、苯、萘、氰離子)的中毒程度,對放射線也有防治效果。半胱氨酸的衍生物N–乙酰–L–半胱氨酸,由于巰基的作用,具有降低粘度的效果,可作為粘液溶解劑,用于防治支氣管炎等咳痰的排出困難。此外,半胱氨酸能促進(jìn)毛發(fā)的生長,可用于治療禿發(fā)癥。其他衍生物,如L–半胱氨酸甲酯鹽酸鹽可用于治療支氣管炎、鼻粘膜滲出性發(fā)炎等。
7、甘氨酸
甘氨酸是最簡單的氨基酸,它可由絲氨酸失去一個碳而生成。甘氨酸參與嘌呤類、卟啉類、肌酸和乙醛酸的合成,乙醛酸因其氧化產(chǎn)生草酸而促使遺傳病草酸尿的發(fā)生。此外,甘氨酸可與種類繁多的物質(zhì)結(jié)合,使之由膽汁或尿中排出。此外,甘氨酸可提供非必需氨基酸的氮源,改進(jìn)氨基酸注射液在體內(nèi)的耐受性。將甘氨酸與谷氨酸、丙氨酸一起使用,對防治前列腺肥大并發(fā)癥、排尿障礙、頻尿、殘尿等癥狀頗有效果。
8、組氨酸
組氨酸對成人為非必需氨酸,但對幼兒卻為必需氨基酸。在慢性尿毒癥患者的膳食中添加少量的組氨酸,氨基酸結(jié)合進(jìn)入血紅蛋白的速度增加,腎原性貧血減輕,所以組氨酸也是尿毒癥患者的必需氨基酸。
組氨酸的咪唑基能與Fe2+或其他金屬離子形成配位化合物,促進(jìn)鐵的吸收,因而可用于防治貧血。組氨酸能降低胃液酸度,緩和胃腸手術(shù)的疼痛,減輕妊娠期嘔吐及胃部灼熱感,抑制由植物神經(jīng)緊張而引起的消化道潰爛,對過敏性疾病,如哮喘等也有功效。此外,組氨酸可擴張血管,降低血壓,臨床上用于心絞痛、心功能不全等疾病的治療。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者血中組氨酸含量顯著減少,使用組氨酸后發(fā)現(xiàn)其握力、走路與血沉等指標(biāo)均有好轉(zhuǎn)。
在組氨酸脫羧酶的作用下,組氨酸脫羧形成組胺。組胺具有很強的血管舒張作用,并與多種變態(tài)反應(yīng)及發(fā)炎有關(guān)。此外,組胺會刺激胃蛋白酶與胃酸。
9、谷氨酸
谷氨酸、天冬氨酸具有興奮性遞質(zhì)作用,它們是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中含量最高的氨基酸,其興奮作用僅限于中樞。當(dāng)谷氨酸含量達(dá)9%時,只要增加10–15mol的谷氨酸就可對皮層神經(jīng)元產(chǎn)生興奮性影響。因此,谷氨酸對改進(jìn)和維持腦功能必不可少。
谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶的脫羧作用而形成γ–氨基丁酸,后者是存在于腦組織中的一種具有抑制中樞神經(jīng)興奮作用的物質(zhì),當(dāng)γ–氨基丁酸含量降低時,會影響細(xì)胞代謝與細(xì)胞功能。
谷氨酸的多種衍生物,如二甲基氨乙醇乙酰谷氨酸,臨床上用于治療因大腦血管障礙而引起的運動障礙、記憶障礙和腦炎等。γ–氨基丁酸對記憶障礙、言語障礙、麻痹和高血壓等有效,γ–氨基β–羥基丁酸對局部麻痹、記憶障礙、言語障礙、本能性腎性高血壓、羊癲瘋和精神發(fā)育遲緩等有效。
谷氨酸與天冬氨酸一樣,也與三羧酸循環(huán)有密切的關(guān)系,可用于治療肝昏迷等癥。谷氨酸的酰胺衍生物――谷氨酰胺,對胃潰瘍有明顯的效果,其原因是谷氨酰胺的氨基轉(zhuǎn)移到葡萄糖上,生成消化器粘膜上皮組織粘蛋白的組成成分葡萄糖胺。
10、絲氨酸、丙氨酸與脯氨酸
絲氨酸是合成嘌呤、胸腺嘧淀與膽堿的前體,丙氨酸對體內(nèi)蛋白質(zhì)合成過程起重要作用,它在體內(nèi)代謝時通過脫氨生成酮酸,按照葡萄糖代謝途徑生成糖。脯氨酸分子中吡咯環(huán)在結(jié)構(gòu)上與血紅蛋白密切相關(guān)。羥脯氨酸是膠原的組成成分之一。體內(nèi)脯氨酸、羥脯氨酸濃度不平衡會造成牙齒、骨骼中的軟骨及韌帶組織的韌性減弱。脯氨酸衍生物和利尿劑配合,具有抗高血壓作用。
牛 磺 酸
;撬崾桥|S的組成成分。
牛磺酸普遍存在于動物乳汁、腦與心臟中,在肌肉中含量最高,以游離形式存在,不參與蛋白質(zhì)代謝。植物中僅存在藻類,高等植物中尚未發(fā)現(xiàn)。體內(nèi)牛磺酸是由半胱氨酸代謝而來的。
;撬岬娜狈绊懙缴L、視力、心臟與腦的正常生長。
被細(xì)菌感染的病人,由于細(xì)菌的大量繁殖消耗了體內(nèi)的;撬,也會形成;撬崛狈,發(fā)生眼底視網(wǎng)膜電流圖的變化,而補充;撬岷髸寡鄣椎牟∽兒棉D(zhuǎn)由于人類只能有限地合成牛磺酸,因此膳食中的;撬峋惋@得非常重要。
奶制品中牛磺酸的含量很低。禽類中,黑色禽肉的牛磺酸含量要比白色肉的高。海產(chǎn)品與禽、畜類比較,以海產(chǎn)品中的;撬岷孔罡,如牡蠣、蛤蜊與淡菜中;撬峥筛哌_(dá)400mg/100g以上,同時加熱烹調(diào)對其;撬岬暮繘]有什么影響。日常的各種食物,包括谷物、水果和蔬菜等,都不含;撬。
精 氨 酸
(一) 精氨酸是鳥氨酸循環(huán)中的一個組成成分,具有極其重要的生理功能。多吃精氨酸,可以增加肝臟中精氨酸酶的活性,有助于將血液中的氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟判钩鋈。所?精氨酸對高氨血癥、肝臟機能障礙等疾病頗有效果。
精氨酸是一種雙基氨基酸,對成人來說雖然不是必需氨基酸,但在有些情況如機體發(fā)育不成熟或在嚴(yán)重應(yīng)激條件下,如果缺乏精氨酸,機體便不能維持正氮平衡與正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸會導(dǎo)致血氨過高,甚至昏迷。嬰兒若先天性缺乏尿素循環(huán)的某些酶,精氨酸對其也是必需的,否則不能維持其正常的生長與發(fā)育。
精氨酸的重要代謝功能是促進(jìn)傷口的愈合作用,它可促進(jìn)膠原組織的合成,故能修復(fù)傷口。在傷口分泌液中可觀察到精氨酸酶活性的升高,這也表明傷口附近的精氨酸需要量大增。精氨酸能促進(jìn)傷口周圍的微循環(huán)而促使傷口早日痊愈。
精氨酸的免疫調(diào)節(jié)功能,可防止胸腺的退化(尤其是受傷后的退化),補充精氨酸能增加胸腺的重量,促進(jìn)胸腺中淋巴細(xì)胞的生長。
補充精氨酸還能減少患腫瘤動物的體積,降低腫瘤的轉(zhuǎn)移率,提高動物的活存時間與存活率。
在免疫系統(tǒng)中,除淋巴細(xì)胞外,吞噬細(xì)胞的活力也與精氨酸有關(guān)。加入精氨酸后,可活化其酶系統(tǒng),使之更能殺死腫瘤細(xì)胞或細(xì)菌等靶細(xì)胞。
醫(yī)療作用
在醫(yī)療中的應(yīng)用
氨基酸在醫(yī)藥上主要用來制備復(fù)方氨基酸輸液,也用作治療藥物和用于合成多肽藥物。用作藥物的氨基酸有一百幾十種,其中包括構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種和構(gòu)成非蛋白質(zhì)的氨基酸有100多種。
由多種氨基酸組成的復(fù)方制劑在現(xiàn)代靜脈營養(yǎng)輸液以及“要素飲食”療法中占有非常重要的地位,對維持危重病人的營養(yǎng),搶救患者生命起積極作用,成為現(xiàn)代醫(yī)療中不可少的醫(yī)藥品種之一。
谷氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、L-多巴等氨基酸單獨作用治療一些疾病,主要用于治療肝病疾病、消化道疾病、腦病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、兒科營養(yǎng)和解毒等。此外氨基酸衍生物在癌癥治療上出現(xiàn)了希望。
物質(zhì)基礎(chǔ)
正如恩格斯所說:“蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),生命是蛋白質(zhì)存在的一種形式!比绻梭w內(nèi)缺少蛋白質(zhì),輕者體質(zhì)下降,發(fā)育遲緩,抵抗力減弱,貧血乏力,重者形成水腫,甚至危及生命。一旦失去了蛋白質(zhì),生命也就不復(fù)存在,故有人稱蛋白質(zhì)為“生命的載體”。可以說,它是生命的第一要素。
蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如果人體缺乏任何一種必需氨基酸,就可導(dǎo)致生理功能異常,影響機體代謝的正常進(jìn)行,最后導(dǎo)致疾病。即使缺乏某些非必需氨基酸,會產(chǎn)生機體代謝障礙。精氨酸和瓜氨酸對形成尿素十分重要;胱氨酸攝入不足就會引起胰島素減少,血糖升高。又如創(chuàng)傷后胱氨酸和精氨酸的需要量大增,如缺乏,即使熱能充足仍不能順利合成蛋白質(zhì)。
食物
成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%~37%。
氨基酸在食品中的作用不可忽視,有的是調(diào)味劑,有的是營養(yǎng)強化劑,有的可起增香作用等。
1.氨基酸的味
大多數(shù)氨基酸都有味感,在食品中起著酸、甜、苦、澀等味的作用。色氨酸無毒,甜度強,它及其衍生物是很有發(fā)展前途的甜味劑。還有一些水溶性小的氨基酸具有苦味,是食品加工中蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物。
谷氨酸主要存在于植物蛋白中,可用小麥產(chǎn)面筋蛋白水解得到。谷氨酸具有酸味和鮮味兩種味,其中以酸味為主。當(dāng)加堿適當(dāng)中和后生成谷氨酸鈉鹽;生成鹽以后,谷氨酸的酸味消失,鮮味增強。谷氨酸鈉是廣泛使用的鮮味劑——味精的主要成分。
2.風(fēng)味的前提物質(zhì)之一
氨基酸與糖類物質(zhì)發(fā)生羰氨反應(yīng)是食品加工中重要的香氣和上色的重要原因,在反應(yīng)過程中消耗了一部分氨基酸和糖,生成了風(fēng)味物質(zhì)。氨基酸也會加熱分解生成某些風(fēng)味物質(zhì),或在細(xì)菌的分解下產(chǎn)生具有異味的物質(zhì),所以氨基酸是風(fēng)味物質(zhì)的前提物質(zhì),也是腐敗菌的營養(yǎng)物質(zhì)。
蛋白質(zhì)是一類大分子物質(zhì),可以在酸、堿或蛋白酶的作用下水解為小分子物質(zhì):蛋白質(zhì)徹底水解后,能得到其基本組成單位——氨基酸(amino acid)。存在于自然界中的氨基酸有300余種,但是參與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸通常有20種,并且它們均屬于L-α-氨基酸(甘氨酸除外)。這些氨基酸以不同的連接順序通過肽鍵連接起來構(gòu)成蛋白質(zhì)。
代謝途徑
氨基酸參與代謝的具體途徑有以下幾條:
主要在肝臟中進(jìn)行:包括如下幾種過程:
1、氧化脫氨基作用:第一步,脫氫,生成亞胺;第二步,水解。生成的H2O2有毒,在過氧化氫酶催化下,生成H2O和O2,解除對細(xì)胞的毒害。
2、非氧化脫氨基作用:①還原脫氨基(嚴(yán)格無氧條件下);②水解脫氨基;③脫水脫氨基;④脫巰基脫氨基;⑤氧化-還原脫氨基,兩個氨基酸互相發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成有機酸、酮酸、氨;⑥脫酰胺基作用。
3、轉(zhuǎn)氨基作用:轉(zhuǎn)氨作用是氨基酸脫氨的重要方式,除Gly、Lys、Thr、Pro外,大部分氨基酸都能參與轉(zhuǎn)氨基作用。α-氨基酸和α-酮酸之間發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移作用,結(jié)果是原來的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸,而原來的酮酸生成相應(yīng)的氨基酸。
4、聯(lián)合脫氨基作用:單靠轉(zhuǎn)氨基作用不能最終脫掉氨基,單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機體脫氨基的需要。機體借助聯(lián)合脫氨基作用可以迅速脫去氨基:1、以谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用。氨基酸的α-氨基先轉(zhuǎn)到α-酮戊二酸上,生成相應(yīng)的α-酮酸和Glu,然后在L-Glu脫氨酶催化下,脫氨基生成α-酮戊二酸,并釋放出氨。2、通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基做用。骨骼肌、心肌、肝臟、腦都是以嘌呤核苷酸循環(huán)的方式為主。
生物體內(nèi)大部分氨基酸可進(jìn)行脫羧作用,生成相應(yīng)的一級胺。氨基酸脫羧酶專一性很強,每一種氨基酸都有一種脫羧酶,輔酶都是磷酸吡哆醛。氨基酸脫羧反應(yīng)廣泛存在于動、植物和微生物中,有些產(chǎn)物具有重要生理功能,如腦組織中L-Glu脫羧生成r-氨基丁酸,是重要的神經(jīng)遞質(zhì)。His脫羧生成組胺(又稱組織胺),有降低血壓的作用。Tyr脫羧生成酪胺,有升高血壓的作用。但大多數(shù)胺類對動物有毒,體內(nèi)有胺氧化酶,能將胺氧化為醛和氨。
因此,氨基酸在人體中的存在,不僅提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料,而且對于促進(jìn)生長,進(jìn)行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。如果人體缺乏或減少其中某一種,人體的正常生命代謝就會受到障礙,甚至導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生或生命活動終止。
氨基酸是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)并同生命活動有關(guān)的最基本的物質(zhì),是在生物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位,與生物的生命活動有著密切的關(guān)系。它在抗體內(nèi)具有特殊的生理功能,是生物體內(nèi)不可缺少的營養(yǎng)成分之一。
一、構(gòu)成人體的基本物質(zhì),是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)
1、構(gòu)成人體的最基本物質(zhì)之一
構(gòu)成人體的最基本的物質(zhì),有蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、無機鹽、維生素、水和食物纖維等。
作為構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位的氨基酸,無疑是構(gòu)成人體內(nèi)最基本物質(zhì)之一。
構(gòu)成人體的氨基酸有20多種,它們是:色氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、賴氨酸、組氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、酪氨酸、3.5.二碘酪氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、精氨酸、瓜氨酸、烏氨酸等。這些氨基酸存在于自然界中,在植物體內(nèi)都能合成,而人體不能全部合成。其中8種是人體不能合成的,必需由食物中提供,叫做“必需氨基酸”。這8種必需氨基酸是:色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸。其他則是“非必需氨基酸”。組氨酸能在人體內(nèi)合成,但其合成速度不能滿足身體需要,有人也把它列為 “必需氨基酸”。胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸長期缺乏可能引起生理功能障礙,而列為“半必需氨基酸”,因為它們在體內(nèi)雖能合成,但其合成原料是必需氨基酸,而且胱氨酸可取代80%~90%的蛋氨酸,酪氨酸可替代70%~75%的苯丙氨酸,起到必需氨基酸的作用,上述把氨基酸分為“必需氨基酸”、“半必需氨基酸”和“非必需氨基酸”3類,是按其營養(yǎng)功能來劃分的;如按其在體內(nèi)代謝途徑可分為“成酮氨基酸”和“成糖氨基酸”;按其化學(xué)性質(zhì)又可分為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸,大多數(shù)氨基酸屬于中性。
2、生命代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)
生命的產(chǎn)生、存在和消亡,無一不與蛋白質(zhì)有關(guān),正如恩格斯所說:“蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),生命是蛋白質(zhì)存在的一種形式!比绻梭w內(nèi)缺少蛋白質(zhì),輕者體質(zhì)下降,發(fā)育遲緩,抵抗力減弱,貧血乏力,重者形成水腫,甚至危及生命。一旦失去了蛋白質(zhì),生命也就不復(fù)存在,故有人稱蛋白質(zhì)為“生命的載體”?梢哉f,它是生命的第一要素。
蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如果人體缺乏任何一種必需氨基酸,就可導(dǎo)致生理功能異常,影響抗體代謝的正常進(jìn)行,最后導(dǎo)致疾病。同樣,如果人體內(nèi)缺乏某些非必需氨基酸,會產(chǎn)生抗體代謝障礙。精氨酸和瓜氨酸對形成尿素十分重要;胱氨酸攝入不足就會引起胰島素減少,血糖升高。又如創(chuàng)傷后胱氨酸和精氨酸的需要量大增,如缺乏,即使熱能充足仍不能順利合成蛋白質(zhì)?傊,氨基酸在人體內(nèi)通過代謝可以發(fā)揮下列一些作用:①合成組織蛋白質(zhì);②變成酸、激素、抗體、肌酸等含氨物質(zhì);③轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔锖椭荆虎苎趸啥趸己退澳蛩?產(chǎn)生能量。因此,氨基酸在人體中的存在,不僅提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料,而且對于促進(jìn)生長,進(jìn)行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。如果人體缺乏或減少其中某一種,人體的正常生命代謝就會受到障礙,甚至導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生或生命活動終止。由此可見,氨基酸在人體生命活動中顯得多么需要。
二、在食物營養(yǎng)中的地位和作用
人類為了生存必需攝取食物,以維持抗體正常的生理、生化、免疫機能,以及生長發(fā)育、新陳代謝等生命活動,食物在體內(nèi)經(jīng)過消化、吸收、代謝,促進(jìn)抗體生長發(fā)育、益智健體、抗衰防病、延年益壽的綜合過程稱為營養(yǎng)。食物中的有效成分稱為營養(yǎng)素。
作為構(gòu)成人體的最基本的物質(zhì)的蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、無機鹽(即礦物質(zhì),含常量元素和微量元素)、維生素、水和食物纖維,也是人體所需要的營養(yǎng)素。它們在機體內(nèi)具有各自獨特的營養(yǎng)功能,但在代謝過程中又密切聯(lián)系,共同參加、推動和調(diào)節(jié)生命活動。機體通過食物與外界聯(lián)系,保持內(nèi)在環(huán)境的相對恒定,并完成內(nèi)外環(huán)境的統(tǒng)一與平衡。
氨基酸在這些營養(yǎng)素中起什么作用呢?
1、蛋白質(zhì)在機體內(nèi)的消化和吸收是通過氨基酸來完成的
作為機體內(nèi)第一營養(yǎng)要素的蛋白質(zhì),它在食物營養(yǎng)中的作用是顯而易見的,但它在人體內(nèi)并不能直接被利用,而是通過變成氨基酸小分子后被利用的。即它在人體的胃腸道內(nèi)并不直接被人體所吸收,而是在胃腸道中經(jīng)過多種消化酶的作用,將高分子蛋白質(zhì)分解為低分子的多肽或氨基酸后,在小腸內(nèi)被吸收,沿著肝門靜脈進(jìn)入肝臟。一部分氨基酸在肝臟內(nèi)進(jìn)行分解或合成蛋白質(zhì);另一部分氨基酸繼續(xù)隨血液分布到各個組織器官,任其選用,合成各種特異性的組織蛋白質(zhì)。在正常情況下,氨基酸進(jìn)入血液中與其輸出速度幾乎相等,所以正常人血液中氨基酸含量相當(dāng)恒定。如以氨基氮計,每百毫升血漿中含量為4~6毫克,每百毫升血球中含量為6.5~9.6毫克。飽餐蛋白質(zhì)后,大量氨基酸被吸收,血中氨基酸水平暫時升高,經(jīng)過6~7小時后,含量又恢復(fù)正常。說明體內(nèi)氨基酸代謝處于動態(tài)平衡,以血液氨基酸為其平衡樞紐,肝臟是血液氨基酸的重要調(diào)節(jié)器。因此,食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化分解為氨基酸后被人體所吸收,抗體利用這些氨基酸再合成自身的蛋白質(zhì)。人體對蛋白質(zhì)的需要實際上是對氨基酸的需要。
2、起氮平衡作用
當(dāng)每日膳食中蛋白質(zhì)的質(zhì)和量適宜時,攝入的氮量由糞、尿和皮膚排出的氮量相等,稱之為氮的總平衡。實際上是蛋白質(zhì)和氨基酸之間不斷合成與分解之間的平衡。正常人每日食進(jìn)的蛋白質(zhì)應(yīng)保持在一定范圍內(nèi),突然增減食入量時,機體尚能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝量維持氮平衡。食入過量蛋白質(zhì),超出機體調(diào)節(jié)能力,平衡機制就會被破壞。完全不吃蛋白質(zhì),體內(nèi)組織蛋白依然分解,持續(xù)出現(xiàn)負(fù)氮平衡,如不及時采取措施糾正,終將導(dǎo)致抗體死亡。
3、轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?/P>
氨基酸分解代謝所產(chǎn)生的a-酮酸,隨著不同特性,循糖或脂的代謝途徑進(jìn)行代謝。a-酮酸可再合成新的氨基酸,或轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?或進(jìn)入三羧循環(huán)氧化分解成CO2和H2O,并放出能量。
4、參與構(gòu)成酶、激素、部分維生素
酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(氨基酸分子構(gòu)成),如淀粉酶、胃蛋白酶、膽堿脂酶、碳酸酐酶、轉(zhuǎn)氨酶等。含氮激素的成分是蛋白質(zhì)或其衍生物,如生長激素、促甲狀腺激素、腎上腺素、胰島素、促腸液激素等。有的維生素是由氨基酸轉(zhuǎn)變或與蛋白質(zhì)結(jié)合存在。酶、激素、維生素在調(diào)節(jié)生理機能、催化代謝過程中起著十分重要的作用。
5、人體必需氨基酸的需要量
成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%,——37%。
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- 經(jīng)營品牌:
- 南箭
氫化肉桂酸 在氨基酸 中的應(yīng)用 如果說蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ),那么氨基酸 就是組成蛋白質(zhì)的基本單位,是組成有機生命體組織細(xì)胞的基本成分。實際上,人體對蛋白質(zhì)的需要其實就¥元/所在地:湖北武漢
武漢遠(yuǎn)成共創(chuàng)科技公司
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支鏈氨基酸生產(chǎn)廠家,價格,食品級99.9含量
- 產(chǎn)品規(guī)格:
- 1*25
- 產(chǎn)品數(shù)量:
- 60000000
- 經(jīng)營模式:
- 生產(chǎn)型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 未認(rèn)證
- 最近更新:
- 2023/2/8 16:55:51
- 經(jīng)營品牌:
- 誠旺
支鏈氨基酸 型號:食品級、【敏感詞】國人都懂的藥級、工業(yè)級、飼料級 包裝:25公斤紙板桶(內(nèi)襯聚乙烯袋) 含量:99.9%¥160元/公斤元/桶裝所在地:河南鄭州
河南誠旺化工產(chǎn)品有限公司