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2016年8月6日 星期六

離胺酸(Lysine)之侏羅紀公園都是騙人的

離氨酸。圖片來源:Wiki
離氨酸是由E. Drechsel在1889年水解酪蛋白(casein)後發現的鹼性物質。而它被取名為 lysine,的確是跟「解離」(lysis)有關:Ernst Fischer發現在使用氫氧化鋇進行鹼水解時,會釋放出尿素(urea),所以就把它取名為 lysine,字首 lys(o)-是「分解、解離」的意思(希臘文 lysis)。

離氨酸對於鈣質的吸收、肌肉的形成、傷口的癒合都很重要。有些酵素的催化位址(catalytic site)也需要離氨酸。如在醣類新生作用(gluconeogenesis)裡面很重要的酵素丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)的催化位址上,就由一個離氨酸連接生物素(biotin),以把二氧化碳抓住以後送到另一個催化位址去和丙酮酸進行羧化反應。在這個反應裡面,離氨酸與生物素連接起來抓住二氧化碳,作用很像吊車的吊臂。

離氨酸是必需氨基酸,所以我們一定要從飲食裡面去補充它;如果大家還記得「侏羅紀公園」(Jurassic Park)裡面提到,他們讓公園裡的恐龍都無法合成離氨酸(稱為lysine contingency),所以這些恐龍一定要靠公園提供給牠們的食物(添加離氨酸)才能活下去?其實那是錯誤的,因為所有的動物都不能合成離氨酸,只有植物與微生物才有辦法!也因此,離氨酸的生產是一筆大生意。光是2009年一年以微生物發酵方式生產的離氨酸就有70萬公噸,約為427億台幣(12.2億歐元)。在雞與豬的飼料中添加離氨酸,就可以不需要用大豆,只要用玉米就好了(不過,以玉米作為飼料還會有磷污染的問題)。

各階段離氨酸的攝取量建議值為:3-4個月的嬰兒是每天每公斤體重103毫克,兩歲以下的幼兒是64毫克,十到十二歲是44-60毫克,成人則是12毫克(國外最近改為30毫克)。飲食中良好的離氨酸來源有:蛋、肉(包含紅肉、羊肉、豬肉與禽肉)、大豆與豆類、起司(尤其是帕瑪森起司)、鱈魚與沙丁魚。穀物內的離氨酸不多,所以素食者一定要記得補充大豆或豆類。

參考文獻:

Wikipedia. Lysine.

Guoyao Wu. 2013. Amino Acids: biochemistry and nutrition. CRC press. ISBN 978-1-4398-6189-9

董氏基金會。蛋白質(二)蛋白質的利用與品質

2016年8月3日 星期三

組胺酸(histidine)

組氨酸。圖片來源:Wiki

組氨酸(Histidine)是由德國醫師/生化學家Albrecht Kossel(1853-1927,1910年諾貝爾生理醫學獎得主)與 Sven G. Hedin在1896年先後分離出來的,兩組人馬只相差了一個月。當時因為他們以為這個氨基酸對組織的功能很重要(尤其是嬰兒的組織功能),所以用了 hist(o)-這個字首給它。

不過,後來的研究發現,組氨酸其實與組織胺(histamine)合成的原料;組織胺與免疫的發炎反應有關。如果當初知道,不曉得會不會有另一個名字?

組氨酸最特別的地方,應該是因為它是唯一氨基酸裡面帶有咪唑 (imidazole)基的氨基酸;環狀立體結構使組氨酸在肽鏈裡面佔據不小的體積,對整體結構產生影響。更特別的是,組氨酸的咪唑基會在生理條件下解離,這使得它的咪唑基在一些酵素裡面擔任催化反應的角色。如醣解作用(glycolysis)的磷酸甘油酯變位酶(Phosphoglycerate mutase),它的催化位址(catalytic site)上就有一個組氨酸,在將3-磷酸甘油酯轉為 2-磷酸甘油酯時,與磷酸甘油酯的磷酸根進行短暫結合。

組氨酸是必需氨基酸,所以我們要由飲食中補充;含有最多組氨酸食物的前十名是牛肉、羊肉、奶酪、豬肉、雞肉、火雞肉、大豆、魚、堅果、種子、雞蛋、豆類和全穀。國外建議的每日攝取量是每公斤體重十毫克(10mg per kilogram of body weight),若以食用100公克來計算,上面的清單裡面的第一名到第七名只要吃100公克就超過建議量了,所以只要均衡攝取應該不會有問題。

它的發現者之一的 Albrecht Kossel 醫師/生化學家其實有個超長的名字:Ludwig Karl Martin Leonhard Albrecht Kossel,但前面的四個名字他都不喜歡?父母給孩子取名字的時候,常常包含了很多對孩子的期望,只是有時孩子真的也未必領情...

參考資料:

Wikipedia. Histidine. Phosphoglycerate mutase.Albrecht Kossel.

Bioetymology. Histidine.

Daisy Whitbread.Top 10 Foods Highest in Histidine.HealthAliciousNess.com

Guoyao Wu. 2013. Amino Acids: biochemistry and nutrition. CRC press. ISBN 978-1-4398-6189-9