
氨基酸是構成蛋白質的基本單元。它們是有機分子,由氨基基團(NH₂)、羧基(COOH)和一個特定的側鏈組成。人體內(nèi)有20種標準氨基酸,其中8種(嬰幼兒為9種)被稱為“必需氨基酸”,因為人體無法自行合成,必須從食物中攝取。這些氨基酸在維持生命、生長和修復組織方面起著關鍵作用。
根據(jù)其結合基團不同,氨基酸可分為以下幾類
1.脂肪族氨基酸:包括丙氨酸(Ala)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)和甲硫氨酸(Met)。
2.芳香族氨基酸:色氨酸(Trp)和苯丙氨酸(Phe)。
3.雜環(huán)氨基酸:天冬酰胺(Asn)和谷氨酰胺(Gln)。
4.無環(huán)氨基酸(acyclic):絲氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)和甘氨酸(Gly)。
5.堿性氨基酸:天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)和組氨酸(His)。
6.含硫氨基酸:半胱氨酸(Cys)。
7.含羥基(醇)氨基酸:絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)和天門冬氨酸(Tyr)。
8.含碘氨基酸:沒有常見的代表性氨基酸,但在某些特定情況下可能出現(xiàn)。
體內(nèi)有20種標準氨基酸,其中因人體無法自行合成,必須從食物中攝取,而被稱為必須氨基酸,成人為8種,嬰幼兒為9種。這些必需氨基酸包括:
1.賴氨酸 (Lysine):維持生長、骨骼強度、激素、抗體和酶的平衡。
2.異亮氨酸 (Isoleucine):支持肌肉修復和能量代謝。
3.亮氨酸 (Leucine):促進蛋白質合成和肌肉生長。
4.甲硫氨酸 (Methionine):又稱蛋氨酸,構建蛋白質,參與抗氧化反應。
5.苯丙氨酸 (Phenylalanine):合成其他氨基酸和神經(jīng)遞質。
6.色氨酸 (Tryptophan):合成血清素,影響心情和睡眠。
7.蘇氨酸 (Threonine):緩解人體疲勞,促進生長發(fā)育。
8.組氨酸 (Histidine):參與組織修復和酸堿平衡,嬰幼兒必需。
9.纈氨酸 (Valine):支持肌肉生長和修復。
此外,還有6種氨基酸被視為“條件性必需氨基酸”,在特定情況下,如早產(chǎn)兒或嚴重分解代謝狀態(tài)下,人體合成受限。這些條件性必需氨基酸包括精氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和酪氨酸。
氨基酸的檢測方法有多種,包括:甲醛滴定法、電位滴定法、茚三酮比色法、非水溶液滴定法、鄰苯二甲醛法、三硝基苯磺酸法、乙酰丙酮和甲醛熒光法、高效液相色譜法、氨基酸分析儀、液質聯(lián)用技術。
目前,氨基酸檢測技術繁多,1958年Spackman等首先提出了用陽離子交換色譜與柱后茚三酮衍生結合的方法分析蛋白質中的氨基酸,實現(xiàn)了氨基酸分析的自動化。其后,新的氨基酸分析方法不斷涌現(xiàn),柱前衍生反相高效液相色譜法、毛細管電泳法、質譜法等相繼應用于氨基酸分析。液相色譜一串聯(lián)質譜技術充分整合了液相色譜對復雜樣本的高分離能力與質譜的高選擇性、高靈敏度等優(yōu)勢,在生物體內(nèi)源性小分子定性與定量方面有廣泛應用,用于體內(nèi)外氨基酸的檢測在一定程度上解決了復雜基質干擾問題,極大地提高了檢測水平和檢測靈敏度,并實現(xiàn)了高通量檢測。
Justin Mak等人采用液相色譜-串聯(lián)質譜(LC-MS/MS)技術,電離前應用適當?shù)纳V法更快速、更特異地檢測氨基酸,無需衍生化且能夠減少基質效應。并提供了色譜設置和選擇的反應監(jiān)測轉換的最新描述,以有效地分析所列出的樣本類型和質量保證策略,以確保測試保真度。該方法中液體樣品在5min內(nèi)即可處理并準備進樣,每個樣品在14.5min內(nèi)可進行質譜分析。
(一)氨基酸代謝先天性缺陷病
氨基酸代謝先天性缺陷病有數(shù)十種之多,如精氨酸血癥、高甘氨酸血癥、分支鏈酮酸癥、苯丙酮尿癥、尿黑酸癥和白化病等。這些病往往是由于體內(nèi)缺乏某種酶,該酶的作用底物在血液中蓄積或是大量從尿中排出。大多發(fā)生在嬰兒時期,患兒癥狀表現(xiàn)有智力遲鈍、發(fā)育不良、嘔吐、沉睡、搐溺、共濟失調和昏迷等,常在幼年就死亡。
(二)氨基酸代謝與肝性腦病
肝性腦病又稱肝昏迷,即由于嚴重肝病引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂,患者出現(xiàn)一系列神經(jīng)精神癥狀,直至昏迷。氨基酸代謝異常與肝性腦病關系密切,提出了多種學說來闡明肝性腦病機制:氨中毒學說、假神經(jīng)遞質學說、血漿胰島素-氨基酸失衡學說、γ-氨基丁酸假說。
(三)氨基酸代謝異常與慢性腎病
多數(shù)慢性腎衰患者,其血漿和骨骼肌存在自由氨基酸濃度的異常。在同等量蛋白質攝入的情況下,某些必需氨基酸尤其是支鏈氨基酸(BCAA)的濃度較正常對照組低。
(四)氨基酸代謝異常與惡性腫瘤
與正常細胞一樣,腫瘤細胞的生長也需要營養(yǎng)成分,但其動力學改變,攝取氨基酸速度明顯加快,細胞內(nèi)合成代謝明顯增強,導致宿主氨基酸代謝發(fā)生改變。
參考文獻
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