什么是氨基酸的分类和功能

什么是氨基酸的分类和功能,第1张

生物体内普遍存在的一种主要由氨基组成的生物大分子。它与核酸同为生物体最基本的物质,担负着生命活动过程的各种极其重要的功能。蛋白质的基本结构单元是氨基酸。

氨基酸积木模型

氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。氨基酸以肽键相互连接,形成肽链。目前,各种生物体中发现的氨基酸已有180多种,但常见的构成动植物体蛋白质的氨基酸只有20种。植物能合成自己全部的氨基酸,动物蛋白虽然含有与植物蛋白同样的氨基酸,但动物不能全部自己合成。氨基酸的通式可表示为一个短链羧酸的α-碳原子上结合一个氨基,即R-CH-COOH,通常根据氨基酸所含R基团的种类以及氨基、羧基的数目,按酸碱性进行分类。R基团无环状结构,一般称脂肪族氨基酸,其中有分支的称为支链氨基酸,如缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。天然的氨基酸现已经发现的有300多种,其中人体所需的氨基酸约有22种,分非必需氨基酸和必需氨基酸(人体无法自身合成)。另有酸性、碱性、中性、杂环分类,是根据其化学性质分类的。

氨基酸含量比较丰富的食物有鱼类,像墨鱼、章鱼、鳝鱼、墨鱼、泥鳅,还有海参、蚕蛹、鸡肉、冻豆腐、紫菜等。另外,像豆类、豆类食品,花生、杏仁或香蕉含的氨基酸就比较多。如果人体缺乏任何一种必需氨基酸,就可导致生理功能异常,影响抗体代谢的正常进行,最后导致疾病。同样,如果人体内缺乏某些非必需氨基酸,会产生抗体代谢障碍。精氨酸和瓜氨酸对形成尿素十分重要;胱氨酸摄入不足就会引起胰岛素减少,血糖升高。又如创伤后胱氨酸和精氨酸的需要量大增,如缺乏,即使热能充足仍不能顺利合成蛋白质。总之,氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列作用:①合成组织蛋白质;②变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质;③转变为碳水化合物和脂肪;④氧化成二氧化碳和水及尿素,产生能量。因此,氨基酸在人体中的存在,不仅提供了合成蛋白质的重要原料,而且对于促进生长,进行正常代谢、维持生命提供了物质基础。如果人体缺乏或减少其中某一种,人体的正常生命代谢就会受到障碍,甚至导致各种疾病的发生或生命活动终止。

作为构成人体的最基本的物质的蛋白质、脂类、碳水化合物、无机盐(即矿物质,含常量元素和微量元素)、维生素、水和食物纤维,也是人体所需要的营养素。它们在机体内具有各自独特的营养功能,但在代谢过程中又密切联系,共同参加、推动和调节生命活动。机体通过食物与外界联系,保持内在环境的相对恒定,并完成内外环境的统一与平衡。那么,氨基酸在这些营养素中究竟起什么作用呢? 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。即它在人体的胃肠道内并不直接被人体所吸收,而是在胃肠道中经过多种消化酶的作用,将高分子蛋白质分解为低分子的多肽或氨基酸后,在小肠内被吸收,沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝脏内进行分解或合成蛋白质;另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官,任其选用,合成各种特异性的组织蛋白质。在正常情况下,氨基酸进入血液中与其输出速度几乎相等,所以正常人血液中氨基酸含量相当恒定。如以氨基氮计,每百毫升血浆中含量为4~6毫克,每百毫升血球中含量为65~96毫克。饱餐蛋白质后,大量氨基酸被吸收,血中氨基酸水平暂时升高,经过6~7小时后,含量又恢复正常。说明体内氨基酸代谢处于动态平衡,以血液氨基酸为其平衡枢纽,肝脏是血液氨基酸的重要调节器。因此,食物蛋白质经消化分解为氨基酸后被人体所吸收,抗体利用这些氨基酸再合成自身的蛋白质。人体对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。 起氮平衡作用

当每日膳食中蛋白质的质和量适宜时,摄入的氮量与从粪、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。 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和,并放出能量。 产生一碳单位

某些氨基酸分解代谢过程中产生含有1个碳原子的基团,包括甲基、亚甲基、甲烯基、甲快基、甲酚基及亚氨甲基等。一碳单位具有以下2个特点:①不能在生物体内以游离形式存在;②必须以四氢叶酸为载体。 能生成一碳单位的氨基酸有:丝氨酸、色氨酸、组氨酸、甘氨酸。另外蛋氨酸(甲硫氨酸)可通过S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供“活性甲基”(一碳单位),因此蛋氨酸也可生成一碳单位。

一碳单位的主要生理功能是作为嘌呤和嘧啶的合成原料,是氨基酸和核苷酸联系的纽带。

参与构成酶、激素、部分维生素

酶的化学结构图

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、胆碱酯酶、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。 人体必需氨基酸的需要量

氨基酸药物

成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%~37%。 在医疗中的应用。氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸输液,也用作治疗药物和用于合成多肽药物。目前,用作药物的氨基酸有一百几十种,其中包括构成蛋白质的氨基酸有20种和构成非蛋白质的氨基酸有100多种。

由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及“要素饮食”疗法中占有非常重要的地位,对维持危重病人的营养,抢救患者生命起积极作用,成为现代医疗中不可少的医药品种之一。 谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、L—多巴等氨基酸单独作用治疗一些疾病,主要用于治疗肝病疾病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等。此外,氨基酸衍生物在癌症治疗上出现了希望。

与衰老的关系。老年人体内的蛋白质分解较多而合成减慢。因此一般来说,老年人比青壮年需要蛋白质数量多,而且对蛋氨酸、赖氨酸的需求量也高于青壮年。60岁以上老人每天应摄入70克左右的蛋白质, 而且要求蛋白质所含必需氨基酸种类齐全且配比适当,这样的优质蛋白有延年益寿的作用。

氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物的统称,生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。氨基酸能在植物或动物组织中合成,可由蛋白质水解得到,在组织的代谢、生长、维护和修复过程中起重要作用。作为重要营养素,氨基酸可从食物中获取,主要来源有:牛奶、肉类、蛋类、豆制品(前3种能提供最优质的蛋白质),对于可正常进食的人来说,氨基酸类营养素可从食物中获取,无须通过其他辅助手段补充。

氨基酸是一类含氨基的有机酸,由碳、氢、氧、氮等元素组成,可溶于水。鸡采食后,饲料中的蛋白质在肠胃中被蛋白酶分解为氨基酸,并进入血液循环,参与体内代谢过程,合成鸡体的蛋白质。

构成蛋白质的氨基酸有20多种,分为必需氨基酸和非必需氨基酸两大类。必需氨基酸是鸡正常生长、发育、繁殖必不可少的,但又不能在体内合成,只能从饲料中摄取。非必需氨基酸是鸡体需要较少或可在体内合成的,不一定必须从饲料中摄取。

鸡必需氨基酸有13种:赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸、组氨酸、胱氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、亮氨酸、甘氨酸和缬氨酸。

1、氨基酸,是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物,羧酸碳原子上的氢原子被氨基取代后形成的化合物。氨基酸分子中含有氨基和羧基两种官能团。与羟基酸类似,氨基酸可按照氨基连在碳链上的不同位置而分为α-,β-,γ-,w-氨基酸,但经蛋白质水解后得到的氨基酸都是α-氨基酸,而且仅有二十几种,他们是构成蛋白质的基本单位。氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。

2、氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用:合成组织蛋白质;变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质;转变为碳水化合物和脂肪;氧化成二氧化碳和水及尿素,产生能量。

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