2.2.3 氨基酸
蛋白质的基本构成单位是氨基酸(amino acid),由于其氨基和羧基都在α-C上,故称为α-氨基酸。不同氨基酸按一定的顺序排列并通过肽键连接成为蛋白质分子长链,蛋白质受酸、碱和蛋白酶等作用也可完全水解为游离氨基酸。自然界中的氨基酸有300多种,但组成人体蛋白质的氨基酸只有20种。氨基酸可以按不同的性质分类。
2.2.3.1 按照化学结构分类
1.脂肪族氨基酸 甘氨酸(Glycine,Gly)、丙氨酸(Alanine,Ala)、缬氨酸(Valine,Val)、亮氨酸(Leucine,Leu)、异亮氨酸(Isoleucine,Ile)、丝氨酸(Serine,Ser)、苏氨酸(Threonine,Thr)、半胱氨酸(Cysteine,Cys)、蛋氨酸(Methionine,Met)、天门冬酰胺(Asparagine,Asn)、谷氨酰胺(Glutamine,Gln)、天门冬氨酸(Aspartic acid,Asp)、谷氨酸(Glutamic acid,Glu)、精氨酸(Arginine,Arg)、赖氨酸(Lysine,Lys)。
2.芳香族氨基酸 苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe)、酪氨酸(Tyrosine,Tyr)。
3.杂环氨基酸 脯氨酸(Proline,Pro)、组氨酸(Histidine,His)、色氨酸(Tryptophan,Trp)。
其中,天门冬氨酸和谷氨酸含有2个酸性的羧基,常称为酸性氨基酸;精氨酸和赖氨酸都含有2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。
2.2.3.2 按照功能分类
1.必需氨基酸(essential amino acid,EAA)在人体和食物蛋白质的20种氨基酸中,只有一部分可以在体内合成,其余的则不能合成或合成速度不够快。不能合成或合成速度不够快的氨基酸必须由食物供给,故称为必需氨基酸。到目前为止,已知人体的必需氨基酸有9种,见表1-2-1。其中,组氨酸是婴幼儿的必需氨基酸,婴儿缺乏它时易患湿疹。
表1-2-1 人体内的氨基酸
注:*蛋氨酸又称甲硫氨酸。
2.非必需氨基酸(nonessential amino acid) 能在体内合成的氨基酸则称为非必需氨基酸。非必需氨基酸并非体内不需要,只是可利用体内已有的物质合成,不一定要从食物中获取,但其功能也是非常重要的。
3.条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid) 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,如果膳食中半胱氨酸和酪氨酸含量丰富,就能直接提供给人体,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(semiessential amino acid)。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。条件必需氨基酸只限于某些特定器官,在合成氨基酸中用其他氨基酸(可以是必需氨基酸,也可以是非必需氨基酸)作为碳的前体,这是与非必需氨基酸在代谢上的重要区别。