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氨基酸
 

氨基酸amino acid)是含有氨基羧基的一类有机化合物的通称,是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。在生物界中,构成天然蛋白质的氨基酸具有其特定的结构特点,即其氨基直接连接在α-碳原子上,这种氨基酸被称为α-氨基酸。20种蛋白质氨基酸在结构上的差别取决于侧链基团R的不同。通常根据R基团的化学结构或性质将20种氨基酸进行分类。 [1] 中文名称:氨基酸

外文名称:amino acid

CAS:65072-01-7

解释:含有氨基和羧基的一类有机化合物

分子通式:RCHNH2COOH

结构

 

氨基酸是指含有氨基的羧酸。生物体内的各种蛋白质是由20种基本氨基酸构成的。除甘氨酸外均为L-α-氨基酸其中(脯氨酸是一种L-α-亚氨基酸) 。

甘氨酸外,其它蛋白质氨基酸的α-碳原子均为不对称碳原子(即与α-碳原子键合的四个取代基各不相同),因此氨基酸可以有立体异构体,即可以有不同的构型(D-型与L-型两种构型)。

氨基酸的作用

 

1、蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的:作为机体内第一营养要素的蛋白质,它在食物营养中的作用是显而易见的,但它在人体内并不能直接被利用,而是通过变成氨基酸小分子后被利用的。

2、起氮平衡作用:当每日膳食中蛋白质的质和量适宜时,摄入的氮量由粪、尿和皮肤排出的氮量相等,称之为氮的总平衡。实际上是蛋白质和氨基酸之间不断合成与分解之间的平衡。正常人每日食进的蛋白质应保持在一定范围内,突然增减食入量时,机体尚能调节蛋白质的代谢量维持氮平衡。食入过量蛋白质,超出机体调节能力,平衡机制就会被破坏。完全不吃蛋白质,体内组织蛋白依然分解,持续出现负氮平衡,如不及时采取措施纠正,终将导致抗体死亡。

3、转变为糖或脂肪:氨基酸分解代谢所产生的a-酮酸,随着不同特性,循糖或脂的代谢途径进行代谢。a-酮酸可再合成新的氨基酸,或转变为糖或脂肪,或进入三羧循环氧化分解成CO2和H2O,并放出能量。

4、参与构成酶、激素、部分维生素:酶的化学本质是蛋白质(氨基酸分子构成),如淀粉酶、胃蛋白酶、胆碱脂酶、碳酸酐酶、转氨酶等。含氮激素的成分是蛋白质或其衍生物,如生长激素、促甲状腺激素、肾上腺素、胰岛素、促肠液激素等。有的维生素是由氨基酸转变或与蛋白质结合存在。酶、激素、维生素在调节生理机能、催化代谢过程中起着十分重要的作用。

5、人体必需氨基酸的需要量:成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%,——37%。[2]

分类介绍

 

氨基酸有不同的分类方式,主要可以根据营养学、化学结构、侧链基团极性等方面进行分类。[3] 一、氨基酸按营养学分类

1、必需氨基酸(essential amino acid):指人体(或其它脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必需由食物蛋白供给,这些氨基酸称为必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%~37%。共有8种其作用分别是:

赖氨酸

赖氨酸能促进大脑发育,是肝及胆的组成成分,能促进脂肪代谢,能促进人体发育、增强免疫功能,并有提高中枢神经组织功能的作用。赖氨酸可以调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢,防止细胞退化。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低,且在加工过程中易被破坏而缺乏,故称赖氨酸为第一限制性氨基酸。

缺乏赖氨酸的症状包括疲劳,虚弱,恶心,呕吐,头晕,没有食欲,发育迟缓,贫血等。可以在医疗专业人员建议下采取赖氨酸营养补品。

色氨酸

色氨酸参与体内血浆蛋白质的更新,并可促使核黄素发挥作用,还有助于烟酸及血红素的合成,可显著增加怀孕动物胎仔体内抗体,促进胃液及胰液的产生。

苯丙氨酸

 

在体内大部分经苯丙氨酸羟化酶催化作用氧化成酪氨酸,并与酪氨酸一起合成重要的神经递质和激素,参与机体糖代谢和脂肪代谢。苯丙氨酸参与消除肾及膀胱功能的损耗;苯丙氨酸用于食品,可添加于焙烤食品中,强化苯丙氨酸的营养作用,还与糖类发生氨基-羧化反应以改善食品香味,并补充人体所需功能性食品氨基酸平衡。

蛋氨酸(甲硫氨酸)

蛋氨酸与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关,参与组成血红蛋白、组织与血清,有促进pi脏、胰脏及淋巴的功能;如果甲硫氨酸缺乏就会导致体内蛋白质合成受阻,造成机体损害。

苏氨酸

有转变某些氨基酸达到平衡的功能。苏氨酸是一种重要的营养强化剂,可以强化谷物、糕点、乳制品,和色氨酸一样有缓解人体疲劳,促进生长发育的效果。医药上,由于苏氨酸的结构中含有羟基,对人体皮肤具有持水作用,与寡糖链结合,对保护细胞膜起重要作用,在体内能促进磷脂合成和脂肪酸氧化。发酵食品(谷物制品)、鸡蛋、茼蒿、奶、花生、米、胡萝卜、叶菜类、番木瓜、苜蓿 等富含苏氨酸。

异亮氨酸

异亮氨酸参与胸腺、pi脏及脑下腺的调节以及代谢;脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺;能够修复肌肉,控制血糖,并给身体组织提供能量。异亮氨酸还能提高生长激素的产量,并帮助燃烧内脏脂肪,这些脂肪由于处于身体内部,仅通过节食和锻炼难以对它们产生有效作用。

亮氨酸

亮氨酸作用是平衡异亮氨酸,与异亮氨酸和缬氨酸一起合作修复肌肉,控制血糖,并给身体组织提供能量,它们有助于促进骨骼,皮肤,以及受损肌肉组织的愈合。亮氨酸最好的食物来源包括糙米,豆类,肉类,坚果,大豆粉,和全麦。

缬氨酸

 

作用于黄体、乳腺及卵巢,促进身体正常生长,修复组织,调节血糖,并提供需要的能量。在参加激烈体力活动时,缬氨酸可以给肌肉提供额外的能量产生葡萄糖,以防止肌肉衰弱。它还帮助从肝脏清除多余的氮(潜在的毒素),并将身体需要的氮运输到各个部位。

2、半必需氨基酸和条件必需氨基酸:

精氨酸

精氨酸在人体内参与鸟氨酸循环,促进尿素的形成,使人体内产生的氨经鸟氨酸循环转变成无毒的尿素,由尿中排出,从而降低血氨浓度。精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂(明诺芬)是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。也适用于血氨增高的肝昏迷,特别是伴有碱中毒的患者。

组氨酸

可作为生化试剂和药剂,还可用于治疗心脏病,贫血,风湿性关节炎等的药物。在营养学的范畴里,组氨酸被认为是一种人类必需的氨基酸,主要是儿童。在发育多年之后,人类开始可以自己合成它,在这时便成为非必需氨基酸了。在慢性尿毒症患者的膳食中添加少量的组氨酸,氨基酸结合进入血红蛋白的速度增加,肾原性贫血减轻,所以组氨酸也是尿毒症患者的必需氨酸。

 

人体虽能够合成精氨酸和组氨酸,但通常不能满足正常的需要,因此,又被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸,在幼儿生长期这两种是必需氨基酸。人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降,成人比婴儿显著下降。

3、非必需氨基酸:

指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成,不需要从食物中获得的氨基酸,就属于非必需氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。

甘氨酸

在中枢神经系统,尤其是在脊椎里,甘氨酸是一个抑制性神经递质。甘氨酸药物可用于治疗重症肌无力和进行性肌肉萎缩;治疗胃酯过多症,慢性肠炎(常于抗酸剂合用);与阿司匹林合用,可减少其对胃的刺激;治疗儿童高脯氨酸血症;作为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

丙氨酸具有预防肾结石、协助葡萄糖的代谢,有助缓和低血糖,改善身体能量的作用。

二、不同化学结构氨基酸分类

 

脂肪族氨基酸:包括丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺氨酸、谷氨酰胺氨酸

杂环族氨基酸: 组氨酸、色氨酸

芳香族氨基酸: 苯丙氨酸、酪氨酸

杂环亚氨基酸: 脯氨酸

三、根据侧链基团极性分类

1、8种非极性氨基酸(疏水氨基酸):

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

2、极性氨基酸(亲水氨基酸):

7种极性不带电荷: 甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)

3种极性带正电荷(碱性氨基酸) :赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)

2种极性带负电荷(酸性氨基酸) :天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)

参考来源

外部连结