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2020年9月1日 星期二

科學家又在隕石上發現多種胺基酸(amino acids)

 在隕石上發現胺基酸,已經不是新聞了;1969年就曾在澳洲的一塊碳質隕石上發現甘胺酸(glycine)丙胺酸(alanine)以及穀胺酸(glutamic acid)

2012年比利時與日本科學家在南極找到一顆隕石,命名為Asuka12236。

Asuka12236。圖片來源:Carnegie Institution for Science / Conel M. O’D. Alexander.

最近的分析在這塊隕石裡找到了甘胺酸、丙胺酸、絲胺酸(serine)、α-氨基異丁酸(α-aminoisobutyric acid,不屬於標準胺基酸)、異纈胺酸(isovaline,不屬於標準胺基酸)、天冬胺酸(aspartic acid)及穀胺酸。

α-氨基異丁酸。圖片來源:維基百科

異纈胺酸。圖片來源:維基百科


由於這塊隕石被保存得很好,科學家們對這樣的發現感到非常有趣。

關於地球上面的有機分子是如何形成的,過去一直都有許多不同的想法。有些科學家認為,最初的有機分子是在地球上自行生成的,因為原始的地球環境(高溫、閃電、不同的大氣)有利於這些分子的生成,最有名的實驗就是米勒-尤里實驗(Miller-Urey experiment);也有科學家認為,最初的有機分子是由隕石帶到地球上面的。

參考文獻:

Daniel P. Glavin et al. Abundant extraterrestrial amino acids in the primitive CM carbonaceous chondrite Asuka 12236. Meteoritics and Planetary Science, published online August 20, 2020; doi: 10.1111/maps.13560

2016年7月31日 星期日

穀胺酸(glutamic acid)與小麥(wheat)

穀氨酸。圖片來源:Wiki

穀胺酸(glutamic acid)是在 1866由德國化學家 Karl Heinrich Ritthausen(1826-1912)用硫酸(sulfuric acid)處理麵筋  (wheat gluten,法文與拉丁文都寫作gluten;原意是黏膠)後得到的。因此,它被命名為 glutamic acid。而中文譯名穀胺酸,應該也是因為這個胺基酸是由穀物得到的。

雖然是非必需胺基酸(也就是說我們自己可以合成),穀氨酸在代謝上非常重要,透過轉胺反應(transamination),穀胺酸可以變成α-酮戊二酸(α-ketoglutarate),而跟穀胺酸一起進行轉氨反應的分子,如果是丙酮酸則會生成丙胺酸(alanine),若是草酰乙酸(oxaloacetate)則生成天冬胺酸(aspartate),這些胺基酸也都是對我們很重要的化合物喔!

除此之外,穀胺酸也是脊椎動物很重要的神經傳導物質,它有興奮的效果;所以穀胺酸也是腦中含量最高的分子之一。由穀胺酸還可以合成有抑制作用的 γ-胺基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)。

穀胺酸也是植物氮同化吸收路徑(nitrogen assimilation)中的重要成員。植物可以銨(ammonium)或硝酸根(nitrate)的形式吸收氮,進入體內後先轉為銨,再經過穀胺醯胺合成酶(glutamine synthetase,GS)與穀胺酸合成酶(glutamate synthase,GOGAT)將銨的氮轉入碳骨架,產生穀胺酸。穀胺酸接著還會經過天門冬醯胺合成酶(asparagin synthetase,AS)產生天門冬醯胺(asparagine),用以運輸或儲存。由於銨會擾亂粒線體的氫離子濃度梯度,影響電子傳遞鏈運作,所以只要一生成銨就會很快的轉為穀胺酸。因此,穀胺酸與穀胺醯胺加起來,可是地球上含量最高的胺基酸呢!

穀胺酸最為人所知的大概就是味精(穀胺酸鈉,monosodium glutamate)了。1908年東京帝國大學(Tokyo Imperial University)的池田菊苗(Kikunae Ikeda)博士,將昆布湯蒸發後得到棕色的結晶。當他用舌頭去嚐嚐這結晶時,他發現在很多食物(尤其是海草)裡面都嚐過這味道。池田博士將這個味道命名為「鮮味」(unami),並將製造這個結晶的方法申請專利;這個結晶就是味精。

參考資料:

Wikipedia. glutamic acid.

Moura A, Savageau MA, Alves R (2013) Relative Amino Acid Composition Signatures of Organisms and Environments. PLoS ONE 8(10): e77319. doi:10.1371/journal.pone.0077319