关于蛋白质的故事（三） 细数氨基酸

关于蛋白质的故事（三） 细数氨基酸

蛋白质的基本组成单位，分子中具氨基和羧基一类含有复合官能团化合物，具共同基本结构，羧酸分子α碳原子上氢被一个氨基取代化合物。按化学结构式分为脂肪族、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。组成蛋白质氨基酸有20 多种，但绝大多数蛋白质只由20 种氨基酸组成。

氨基酸命名

脂肪族氨基酸 按其分子中含有氨基或羧基数目以及是否含有某些特殊元素或基团命名： 一氨基一羧基酸。包括：不含其他基团的一氨基一羧基酸：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸；含羟基的一氨基一羧基酸：丝氨酸、苏氨酸；含硫的一氨基一羧基酸：半胱氨酸、蛋氨酸；含酰胺的一氨基一羧基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺。 一氨基二羧基酸：天冬氨酸、谷氨酸。 二氨基一羧基酸：精氨酸、赖氨酸。

芳香族氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸。

杂环氨基酸 脯氨酸、组氨酸、色氨酸。

其中天冬氨酸和谷氨酸含有两个酸性的羧基，常称为酸性氨基酸；精氨酸和赖氨酸都含有两个碱性的氨基和一个酸性的羧基，组氨酸的含氮杂环具有微碱性，三者统称为碱性氨基酸；其他氨基酸通常都叫做中性氨基酸。

必需氨基酸

不能合成或合成量及速度不足的氨基酸，必须由食物供给，称为必需氨基酸；能在体内合成的则称为非必需氨基酸。非必需氨基酸并非体内不需要，只是可在体内合成，食物中缺少了也无妨。

氨基酸除了必需与非必需氨基酸之外还应当有第三类氨基酸，即“条件必需氨基酸”：①在合成氨基酸中用其他氨基酸作为碳的前体，并且只限于某些特定器官，这是与非必需氨基酸在代谢上的重要区别。有些条件必需氨基酸(如酪氨酸)的前体是一种必需氨基酸(苯丙氨酸)；而其他条件必需氨基酸(如精氨酸、脯氨酸和甘氨酸)的前体则是一种非必需氨基酸；还有一些其他条件必需氨基酸(如半胱氨酸)需要必需氨基酸(蛋氨酸作为硫的前体)和非必需氨基酸(丝氨酸)两者作为前体。在代谢水平上，机体合成条件必需氨基酸的能力受适宜氨基酸前体的可利用性所限制；条件必需氨基酸合成最高速度可能是有限的，并可能受发育和病理生理因素所限制。出生体重非常低的婴儿不仅不能合成半胱氨酸，并可能缺乏合成足够量甘氨酸的能力。后者是一种很重要的氨基酸，因为人乳蛋白质的甘氨酸含量很低。 半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30％和50％。所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。在计算食物必需氨基酸组成时，常将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。

氨基酸模式及限制氨基酸

氨基酸模式是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。即根据蛋白质中必需氨基酸含量，以含量最少的色氨酸为1 计算出的其他氨基酸的相应比值。

限制氨基酸 人体所需蛋白质来源于多种食物，凡蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在体内的利用率就高，反之则低。例如，动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近，从而所含的必需氨基酸在体内的利用率就较高，因此被称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质的氨基本模式与人体蛋白质氨基酸模式最为接近，在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质。而食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用而使蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的氨基酸称为限制氨基酸。即由于这些氨基酸的不足，限制了其他氨基酸的利用。其中，含量最低的称第一限制氨基酸，余者类推。植物蛋白质中，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量相对较低，所以营养价值也相对较低。

肽键与肽链

将氨基酸连接起来的键，称为肽键(peptide bond)。肽键(-CO-NH-)是由氨基酸的仪一羧基与相邻氨基酸的仅一氨基脱水缩合而成。蛋白质就是氨基酸以肽键连接在一起，并形成一定空间结构的大分子。由两个以上氨基酸以肽键相连接成的化合物称肽(peptide)。例如由甘氨酸和丙氨酸组成的肽，称二肽(dipeptide)；由3 个氨基酸组成的3 肽，称三肽(tripeplide)；通常将10 个以下氨基酸组成的肽叫寡肽(oligopeptide)；11 个以上氨基酸组成的肽称多肽(polypeptide)。 多肽和蛋白质之间没有严格区别，它们都是氨基酸的多聚物。多肽是指含氨基酸数目较少的多聚物，蛋白质则是含氨基酸数目较多的多聚物。