氨基酸特性(氨基酸的前世今生)

如何补充人体必须氨基酸？

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，构成人体蛋白质的二十多种氨基酸可以分为：必须氨基酸、条件必须氨基酸和非必须氨基酸。

人体二十多种氨基酸中，人体自身不能合成的、必须由食物获得的氨基酸，称为必须氨基酸。

人体必须氨基酸有9种，即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸和组氨酸 。

合理搭配各种食物，可以补充各种氨基酸，提高膳食中蛋白质的吸收和使用。动物、植物的蛋白质混合摄入，则更能增加蛋白质的营养作用。

动物性食品，如瘦肉、奶、蛋、鱼中的蛋白质都含有8种必需氨基酸，数量也比较多，各种氨基酸的比例恰当，生物特性与人体接近，即与人体蛋白质构造很相似，容易被人体消化吸收。
植物性食品中，大豆、燕麦中的蛋白质为优质蛋白质，其余的如米、面、水果、豆类、蔬菜中的植物蛋白质是非优质蛋白质，其氨基酸组成不够全面。即使是大豆、燕麦中的优质蛋白质，与蛋、奶、鱼、肉中的蛋白质相比，仍然有一定差距。
日常生活中，大米、白面、玉米等一系列谷物食品缺乏赖氨酸这种必需氨基酸，不过，谷类的近亲——豆类（红豆、黄豆、芸豆等）含有大量的赖氨酸。当我们把谷类和豆类放在一起吃，谷类短板的氨基酸正好被豆类多余的氨基酸所补充，形成了营养价值很高的蛋白质组合。因此，对于素食人群或者需要控制蛋白质摄入量的人群，谷类和豆类放在一餐中搭配食用，可以让蛋白质价值提升。

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生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对，结果轰动一时。他们想知道，如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异，哪一套密码系统能保留最多正确的氨基酸，或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。

结果他们发现，天然的基因密码最经得起突变的考验。点突变常常不会影响氨基酸序列，而如果突变真的改变了氨基酸，也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。据此，赫斯特与弗里兰宣称，天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品，而是万里挑一的密码系统。

天然的三联基因密码的第一个字母都有特定的对应方式。举例来说，所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸，它们密码的第一个字母都是T。所有由α-酮戊二酸所合成的氨基酸，其三联密码第一个字母都是C；所有由草酰乙酸合成的氨基酸，第一个字母都是A；最后，几种简单前体通过单一步骤所合成的氨基酸，第一个字母都是G。

三联密码的第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关，或者说和氨基酸的疏水性有关。亲水性氨基酸会溶于水，疏水性氨基酸不会溶于水，但会溶在脂肪或油里，比如溶在含有脂质的细胞膜里。所有的氨基酸，可以从“非常疏水”到“非常亲水”排列成一张图谱，而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。疏水性最强的六个氨基酸里有五个，第二个字母都是T，所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。介于中间的有些是G有些是C。

三联密码的第三个字母不含任何信息，不管接上哪一个字母都没关系，这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。以甘氨酸为例，它的密码子是GGG，但是最后一个G可以代换成T、A或C。

第三个字母的随机性暗示了一些有趣的事情。二联密码可以编码16种氨基酸。如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的（剩下15个氨基酸，再加上一个终止密码子）这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。因此，最原始的密码可能只是二联密码，后来才靠“密码子捕捉”的方式成为三联密码，也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。

第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当，第二个字母和氨基酸的疏水性相关，第三个字母可以随机选择。这套密码系统除了可以忍受突变，还可以降低灾难发生时造成的损失，同时可以加快进化的脚步。因为如果突变不是灾难性的，那应该会带来更多的好处。