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氨基酸
 

氨基酸amino acid)是含有氨基羧基的一類有機化合物的通稱,是生物功能大分子蛋白質的基本組成單位。在生物界中,構成天然蛋白質的氨基酸具有其特定的結構特點,即其氨基直接連接在α-碳原子上,這種氨基酸被稱為α-氨基酸。20種蛋白質氨基酸在結構上的差別取決於側鏈基團R的不同。通常根據R基團的化學結構或性質將20種氨基酸進行分類。 [1] 中文名稱:氨基酸

外文名稱:amino acid

CAS:65072-01-7

解釋:含有氨基和羧基的一類有機化合物

分子通式:RCHNH2COOH

結構

 

氨基酸是指含有氨基的羧酸。生物體內的各種蛋白質是由20種基本氨基酸構成的。除甘氨酸外均為L-α-氨基酸其中(脯氨酸是一種L-α-亞氨基酸) 。

甘氨酸外,其它蛋白質氨基酸的α-碳原子均為不對稱碳原子(即與α-碳原子鍵合的四個取代基各不相同),因此氨基酸可以有立體異構體,即可以有不同的構型(D-型與L-型兩種構型)。

氨基酸的作用

 

1、蛋白質在機體內的消化和吸收是通過氨基酸來完成的:作為機體內第一營養要素的蛋白質,它在食物營養中的作用是顯而易見的,但它在人體內並不能直接被利用,而是通過變成氨基酸小分子後被利用的。

2、起氮平衡作用:當每日膳食中蛋白質的質和量適宜時,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。正常人每日食進的蛋白質應保持在一定範圍內,突然增減食入量時,機體尚能調節蛋白質的代謝量維持氮平衡。食入過量蛋白質,超出機體調節能力,平衡機制就會被破壞。完全不吃蛋白質,體內組織蛋白依然分解,持續出現負氮平衡,如不及時採取措施糾正,終將導致抗體死亡。

3、轉變為糖或脂肪:氨基酸分解代謝所產生的a-酮酸,隨着不同特性,循糖或脂的代謝途徑進行代謝。a-酮酸可再合成新的氨基酸,或轉變為糖或脂肪,或進入三羧循環氧化分解成CO2和H2O,並放出能量。

4、參與構成酶、激素、部分維生素:酶的化學本質是蛋白質(氨基酸分子構成),如澱粉酶、胃蛋白酶、膽鹼脂酶、碳酸酐酶、轉氨酶等。含氮激素的成分是蛋白質或其衍生物,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變或與蛋白質結合存在。酶、激素、維生素在調節生理機能、催化代謝過程中起着十分重要的作用。

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需要量的20%,——37%。[2]

分類介紹

 

氨基酸有不同的分類方式,主要可以根據營養學、化學結構、側鏈基團極性等方面進行分類。[3] 一、氨基酸按營養學分類

1、必需氨基酸(essential amino acid):指人體(或其它脊椎動物)不能合成或合成速度遠不適應機體的需要,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需要量的20%~37%。共有8種其作用分別是:

賴氨酸

賴氨酸能促進大腦發育,是肝及膽的組成成分,能促進脂肪代謝,能促進人體發育、增強免疫功能,並有提高中樞神經組織功能的作用。賴氨酸可以調節松果腺、乳腺、黃體及卵巢,防止細胞退化。由於穀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,故稱賴氨酸為第一限制性氨基酸。

缺乏賴氨酸的症狀包括疲勞,虛弱,噁心,嘔吐,頭暈,沒有食慾,發育遲緩,貧血等。可以在醫療專業人員建議下採取賴氨酸營養補品。

色氨酸

色氨酸參與體內血漿蛋白質的更新,並可促使核黃素發揮作用,還有助於煙酸及血紅素的合成,可顯著增加懷孕動物胎仔體內抗體,促進胃液及胰液的產生。

苯丙氨酸

 

在體內大部分經苯丙氨酸羥化酶催化作用氧化成酪氨酸,並與酪氨酸一起合成重要的神經遞質和激素,參與機體糖代謝和脂肪代謝。苯丙氨酸參與消除腎及膀胱功能的損耗;苯丙氨酸用於食品,可添加於焙烤食品中,強化苯丙氨酸的營養作用,還與糖類發生氨基-羧化反應以改善食品香味,並補充人體所需功能性食品氨基酸平衡。

蛋氨酸(甲硫氨酸)

蛋氨酸與生物體內各種含硫化合物的代謝密切相關,參與組成血紅蛋白、組織與血清,有促進pi髒、胰臟及淋巴的功能;如果甲硫氨酸缺乏就會導致體內蛋白質合成受阻,造成機體損害。

蘇氨酸

有轉變某些氨基酸達到平衡的功能。蘇氨酸是一種重要的營養強化劑,可以強化穀物、糕點、乳製品,和色氨酸一樣有緩解人體疲勞,促進生長發育的效果。醫藥上,由於蘇氨酸的結構中含有羥基,對人體皮膚具有持水作用,與寡糖鏈結合,對保護細胞膜起重要作用,在體內能促進磷脂合成和脂肪酸氧化。發酵食品(穀物製品)、雞蛋、茼蒿、奶、花生、米、胡蘿蔔、葉菜類、番木瓜、苜蓿 等富含蘇氨酸。

異亮氨酸

異亮氨酸參與胸腺、pi髒及腦下腺的調節以及代謝;腦下腺屬總司令部作用於甲狀腺、性腺;能夠修復肌肉,控制血糖,並給身體組織提供能量。異亮氨酸還能提高生長激素的產量,並幫助燃燒內臟脂肪,這些脂肪由於處於身體內部,僅通過節食和鍛煉難以對它們產生有效作用。

亮氨酸

亮氨酸作用是平衡異亮氨酸,與異亮氨酸和纈氨酸一起合作修復肌肉,控制血糖,並給身體組織提供能量,它們有助於促進骨骼,皮膚,以及受損肌肉組織的癒合。亮氨酸最好的食物來源包括糙米,豆類,肉類,堅果,大豆粉,和全麥。

纈氨酸

 

作用於黃體、乳腺及卵巢,促進身體正常生長,修復組織,調節血糖,並提供需要的能量。在參加激烈體力活動時,纈氨酸可以給肌肉提供額外的能量產生葡萄糖,以防止肌肉衰弱。它還幫助從肝臟清除多餘的氮(潛在的毒素),並將身體需要的氮運輸到各個部位。

2、半必需氨基酸和條件必需氨基酸:

精氨酸

精氨酸在人體內參與鳥氨酸循環,促進尿素的形成,使人體內產生的氨經鳥氨酸循環轉變成無毒的尿素,由尿中排出,從而降低血氨濃度。精氨酸與脫氧膽酸製成的複合製劑(明諾芬)是主治梅毒、病毒性黃疸等病的有效藥物。也適用於血氨增高的肝昏迷,特別是伴有鹼中毒的患者。

組氨酸

可作為生化試劑和藥劑,還可用於治療心臟病,貧血,風濕性關節炎等的藥物。在營養學的範疇里,組氨酸被認為是一種人類必需的氨基酸,主要是兒童。在發育多年之後,人類開始可以自己合成它,在這時便成為非必需氨基酸了。在慢性尿毒症患者的膳食中添加少量的組氨酸,氨基酸結合進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症患者的必需氨酸。

 

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着年齡的增加而下降,成人比嬰兒顯著下降。

3、非必需氨基酸:

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,就屬於非必需氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。

甘氨酸

在中樞神經系統,尤其是在脊椎里,甘氨酸是一個抑制性神經遞質。甘氨酸藥物可用於治療重症肌無力和進行性肌肉萎縮;治療胃酯過多症,慢性腸炎(常於抗酸劑合用);與阿司匹林合用,可減少其對胃的刺激;治療兒童高脯氨酸血症;作為生成非必需氨基酸的氮源, 加入混合氨基酸注射液中。

丙氨酸

丙氨酸具有預防腎結石、協助葡萄糖的代謝,有助緩和低血糖,改善身體能量的作用。

二、不同化學結構氨基酸分類

 

脂肪族氨基酸:包括丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、穀氨酸、賴氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺氨酸、穀氨酰胺氨酸

雜環族氨基酸: 組氨酸、色氨酸

芳香族氨基酸: 苯丙氨酸、酪氨酸

雜環亞氨基酸: 脯氨酸

三、根據側鏈基團極性分類

1、8種非極性氨基酸(疏水氨基酸):

亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Ile)、丙氨酸(Ala)、纈氨酸(Val)、脯氨酸(Pro)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)、蛋氨酸(Met)

2、極性氨基酸(親水氨基酸):

7種極性不帶電荷: 甘氨酸(Gly)、絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)、半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、天冬酰胺(Asn)、穀氨酰胺(Gln)

3種極性帶正電荷(鹼性氨基酸) :賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、組氨酸(His)

2種極性帶負電荷(酸性氨基酸) :天冬氨酸(Asp)、穀氨酸(Glu)

外部連結

參考來源