胱氨酸氨基酸
肉苁蓉为什么叫“沙漠人参”?
肉苁蓉,又称地精,是当前世界上濒临灭绝的物种,药用价值极高,素有“沙漠人参”的美誉,是中国所发现的60多种补益中药中品位最高的药物,含有大量氨基酸、胱氨酸、维生素和矿物质珍稀营养滋补成分。但中国也只在内蒙古、新疆、甘肃等地有少量分布,产量稀少,被称为“活黄金”。它与人参,鹿茸一起被列为中国三大补药!
植物必需元素之桥键元素
作为植物三大必需中量元素之一的硫元素,在农业生产过程中,经常被钙、镁元素的功效所掩盖,硫元素虽然不被大家所重视,但是其在植物生育进程中也起着至关重要的作用,被称为“桥键元素”。
硫在植物体内的含量与分布
植物含硫量为0.1%~0.5%,其含量多少受植物种类、器官和不同生育期的影响。其中,十字花科植物需硫最多;豆科、百合科植物次之;禾本科植物较少。
硫在植物开花前,主要集中分布于叶片中,成熟时叶片中的硫逐渐减少并向其他器官转移。植物体内的硫有无机硫酸盐(SO42-)和有机硫化合物两种形态。前者主要储藏在液泡中,后者主要是以含硫氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸,及其化合物如谷胱甘肽等存在于植物体各器官中。有机态的硫是组成蛋白质的必需成分。
植物吸收的硫首先满足合成有机硫的需要,多余时才以硫酸根离子形态储藏于液泡中。所以当供硫不足时,植物体内大部分为有机态硫。随着供硫量增加,体内有机硫也随之增加,而只有供硫十分丰富时,体内才有大量硫酸根离子存在。
硫的营养功能
1、在蛋白质合成和代谢中的作用
硫是半胱氨酸和蛋氨酸的组分,因此,也是蛋白质的组分。在成熟烟草植株的60000多个不同的结构基因中,绝大多数对应的多肽含有半胱氨酸或蛋氨酸或二者兼有。在多肽链中,两种含疏基的氨基酸可形成二硫化合键(-S-S-),
在多肽链中,两个毗连的半胱氨酸残基间形成二硫键,二硫键的形成对蛋白质的三级结构是十分重要的,使得蛋白质真正具有酶蛋白的功能。多肽链间形成的二硫键既是一种永久性的交联(即共价键),也是一种可逆的二肽桥。在蛋白质脱水过程中,其分子中的疏基数量减少,而二硫键数数量增加,这一变化与蛋白质的凝聚和变性密切相关。
2、在电子传递中的作用
在氧化条件下,两个半胱氨酸氧化形成胱氨酸;而在还原条件下,胱氨酸可还原为半胱氨酸。胱氨酸-半胱氨酸氧化还原体系和谷胱甘肽氧化还原体系一样,是植物体内重要的氧化还原系统。谷胱甘肽是包含谷酰基(谷氨酸的残基)、半胱氨酰基(半胱氨酸的残基)和甘氨酰基(甘氨酸残基)的三肽链,它在氧化状态时为双硫基谷胱甘肽,在两个肽链谷胱甘肽的半胱氨酸残基上形成一个双硫键,而还原态的谷胱甘肽可保持蛋白质分子中的半胱氨酸残基处于还原状态。
硫氧还蛋白能够还原肽链间和肽链中的双硫键,使许多酶和叶绿体偶联因子活化,硫氧还蛋白有两个紧密结合在肽链中的还原态半胱氨酸残基。这些半肽氨酸的-SH基是蛋白质双硫键还原的氢供体,硫氧还蛋白在光合作用电子传递和叶绿体中酶的激活方面也有重要作用。
3、其他作用
在脲酶、磷硫酸腺苷(APS)磺基转移酶和辅酶A等许多酶和辅酶中,疏基起着酶反应功能团的作用。如在糖酵解过程中,有3个含硫的辅酶参与丙酮酸的脱羧化和乙酰辅酶A形成的催化反应,它们是硫胺素焦磷酸(TPP)、硫辛酸的疏基-二硫化物氧化体系以及辅酶A的疏基。在这些酶的催化下,辅酶A的乙酰基(-CH2-CH3)被转移到三羧酸循环或脂肪酸合成支路。
硫还是许多挥发性化合物的结构成分,如异硫氰酸盐和亚砜。这些成分使洋葱、大蒜、大葱和芥子等植物具有特殊的气味。在这些挥发性化合物中,芥子油具有特殊的农业价值。在完整细胞中累积的芥子油主要以非挥发性的糖苷(葡萄糖芥苷)形态存在,其中的硫则以砜基和磺基的形式存在。
植物缺硫症状
植物的干物质硫含量低于0.2%时,植物便会出现缺硫症状。缺硫时,蛋白质合成受阻导致失绿症,其外观症状与缺氮很相似,但发生部位有所不同。缺硫症状往往先出现于幼叶,而缺氮症状则先出现于老叶。缺硫时幼芽先变黄色,心叶失绿黄化,茎细弱,根细长而不分枝,开花结实推迟,果实减少。此外,氮素供应也影响缺硫植物体内硫的分配。在供氮充分时,缺硫症状发生在新叶;而在供氮不足时,缺硫症状发生在老叶。这表明硫从老叶向新叶再转移的数量取决于叶片衰老的速率,缺氮加速了老叶的衰老,使硫得以再转移,造成老叶先出现缺硫症。
缺硫使植物体内蛋白质含量降低,其中含蛋氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的数量明显下降,而其他氨基酸如精氨酸和天冬氨酸比例较高的蛋白质变化较小,有时甚至在体内出现累积现象。
缺硫不仅造成植物营养体中蛋白质含量的下降,而且使子粒中蛋白质含量明显降低。此外,缺硫禾谷类植物子粒中半胱氨酸含量的下降,会明显影响面粉的烘烤质量。
植物必需元素之桥键元素
氨基酸在食物营养中的作用?
为了生存人类必需每天摄取食物,以维持身体正常的生理、生化、免疫机能,以及生长发育、新陈代谢等生命活动。发育和劳动所需要的各种物质称为营养素。人体所必需的营养素有蛋白质、脂类、糖类、维生素、水和无机盐(矿物质)、膳食纤维(纤维素)7类。它们在机体内具有各自独特的营养功能,但在身体代谢过程中又密切联系,共同合作与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。氨基酸在这些营养素中有什么作用?
1、合成蛋白质,蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的
蛋白质作为机体内第一营养要素它在食物营养中的作用很重要,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。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。
2、合成酶与激素—内分泌的调节剂
人的机体中有5000种酶和几十种激素,在人37℃体温的条件下,所有新陈代谢,是通过成千上万种化学反应来实现的。这些化学反应,都需要酶的催化,酶广泛参与各种各样的生命活动,如能量的产生,肌肉的收缩,血液循环,呼吸、消化、神经传导、感觉传导,以及生长、发育、生殖繁衍后代和完成各种各样的活动。如果没有酶的催化,成千上万的化学反应就无法进行和完成,生命活动现象就终止了。酶与激素这些调节生理功能的活性物质都是氨基酸合成的。
3、为肌体提供营养,延长细胞代谢周期使人长寿
生命的发生与发展,这一过程无不与细胞的分裂、增值分化密切相关。人体内每个细胞代谢50次,代谢的周期是6-8个月。如果营养充足,就会延长代谢周期;如果营养不良,就会缩短细胞代谢周期,缩短人的寿命。
4、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。
5、提高免疫机体的抵抗能力
免疫机体中,免疫球蛋白、抗体、补体、抗原、吞噬细胞、淋巴细胞、抗氧化剂,都是蛋白质合成的,它的功能主要是抵御病菌、病毒对肌体和组织的侵犯;及时清除体内新陈代谢所产生的毒素和垃圾。如果缺乏氨基酸,就会影响这些免疫机体合成。毒素与垃圾增多了,身体抵抗能力就下降了。
6、解毒和运输其它营养物质的作用
组成生命体的细胞,除了蛋白质以外,还需要其它的营养物质,而很多营养物质是以氨基酸为载体的。如运铁蛋白质为铁的载体,低密度脂蛋白为脂类和维生素E的载体,运钙蛋白质为钙的载体。当蛋白质中起运输作用的氨基酸缺乏时,一些营养素的吸收和运转就下降。例如血液中的血红蛋白由574个氨基酸残基组成,它的主要功能就是运输氧气和二氧化碳。
氨基酸在临床上可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶、喹啉等有害物质的毒性。
三、在医疗中的应用
氨基酸在医药上主要用来制成复方氨基酸输液,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输液有一百几十种,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。
四、结论
综上所述,介于氨基酸与人体生命活动的密切联系及对人体健康的重要作用,因此在膳食中我们必需充分考虑:食物中的氨基酸模式越接近人体氨基酸模式吸收率越高的问题,合理调整膳食,利用蛋白质的互补作用,即将几种食物混合食用,荤素搭配、粗细结合,提高蛋白质的利用价值。例如鸡蛋中的氨基酸比例最接近与人体模式,建议每天食用一个,鸡蛋与谷类和豆类混合食用,可以弥补赖氨酸和蛋氨酸的不足;又如在谷物中赖氨酸含量较低,大豆中含有丰富的赖氨酸,可以采用氨基酸强化和氨基酸互补的方式提高谷类蛋白质的营养价值,建议膳食中适量食用一些营养价值高的全蛋白食品,如乳类、蛋类、瘦肉、大豆及鱼类均为全蛋白食品,品种齐全、数量合理的氨基酸有利于帮助身体高效合成蛋白质!