支鏈氨基酸有三種,分別是纈氨酸(valine,Val)、亮氨酸(leucine,Leu)和異亮氨酸(isoleucine,Ile)。它們的側(cè)鏈都具有分支結(jié)構(gòu),所以叫支鏈氨基酸(Branched Chain Amino Acid,BCAA)。
支鏈氨基酸
纈氨酸的英文名字Valine來自于纈草酸(Valinic acid),這種酸是從纈草(Valerine)根部提取的,具有安神,理氣,止痛作用。那么他們有什么聯(lián)系嗎?看化學(xué)名就知道了。纈草酸的化學(xué)名是正戊酸,纈氨酸是氨基異戊酸,的確很相似。這個翻譯算是很忠實原義了。
纈草,引自百度圖片
亮氨酸最早是從奶酪中提取出來的,其結(jié)晶是白色有光澤的六面體,折光度很高,非常閃亮,而且粉末也是白白亮亮的。所以它的英文名字是“Leucine”,來自希臘語Leukos(白)。Leuk是拉丁語前綴“白色的”,比如Leukemia是白血病,leukocyte是白細(xì)胞。亮氨酸中文的別名就是白氨酸。
異亮氨酸是亮氨酸的同分異構(gòu)體,把亮氨酸側(cè)鏈的異丁基換成了仲丁基。所以它的英文名字叫做isoleucine,iso就是“異”的詞頭。中文譯名也是直譯,便于記憶。異亮氨酸也有個中文別名,就是異白氨酸。
在構(gòu)成蛋白質(zhì)的時候,三種支鏈氨基酸都是疏水性的,一般出現(xiàn)在蛋白質(zhì)的疏水區(qū)中。不過,他們還是有一些區(qū)別的。纈氨酸和異亮氨酸的分支都在β-碳上,空間位阻比較大,形成α-螺旋的能力要比亮氨酸弱一些。
在代謝上,三種支鏈氨基酸人體都不能自己合成,只能從食物中攝取,所以稱為必需氨基酸。支鏈氨基酸雖然只有三種,但卻占肌肉中氨基酸含量的14-18%,它們對肌肉量的調(diào)節(jié)有很大作用。支鏈氨基酸(主要是亮氨酸)可以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成,所以增加亮氨酸攝入可以幫助增肌。健身運動之后可以適當(dāng)補充亮氨酸或支鏈氨基酸含量豐富的乳清蛋白,以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。
側(cè)鏈含有羥基的兩種氨基酸是絲氨酸(serine,Ser)和蘇氨酸(threonine,Thr)。
側(cè)鏈含有羥基的兩種氨基酸
絲氨酸最早在蠶絲中發(fā)現(xiàn),英文名字來自拉丁語sericum(絲),中文譯名也算是音義兼顧了。它也有個別名,叫蠶絲氨基酸。絲氨酸結(jié)構(gòu)比較簡單,在丙氨酸的側(cè)鏈甲基上加一個羥基就可以了,其生物合成也簡單,所以是非必需氨基酸。
蘇氨酸最早是從纖維蛋白中分離出來的,其結(jié)構(gòu)與threose(蘇阿糖)相似,都是四個碳并含有羥基。在投影式中,其兩個取代基在異側(cè),在有機化學(xué)中稱為“蘇式”,所以命名為threonine。蘇氨酸的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些,比絲氨酸多了一個甲基。就因為多了一個甲基,它的合成路線就完全不同,人體自身無法合成,所以蘇氨酸是必需氨基酸。
赤式與蘇式
絲氨酸和蘇氨酸分子中的羥基,對蛋白質(zhì)的功能非常重要。比如,許多蛋白酶和酯酶的活性中心含有絲氨酸。有機磷化合物可與酶活性中心絲氨酸上的羥基牢固結(jié)合,從而抑制其活性。此類化合物強烈抑制膽堿酯酶,使乙酰膽堿堆積,引起一系列神經(jīng)中毒癥狀包括肌肉痙攣、神經(jīng)麻痹等,稱為神經(jīng)毒劑。二戰(zhàn)中使用的DFP,邪教組織“奧姆真理教”在東京地鐵中使用的沙林,都屬于此類。絲氨酸和蘇氨酸還在蛋白質(zhì)的糖基化以及磷酸化過程中起重要作用,研究蛋白質(zhì)修飾、信號通路的人對它們都很熟悉。
胰蛋白酶的活性中心含有絲氨酸,引自PDB-101
聯(lián)系客服