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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8月2日 星期二

甘胺酸(glycine)


甘氨酸。圖片來源:Wiki

在1820年,法國化學家Henri Braconnot把明膠與硫酸混合煮沸萃取。因為萃取出來的物質「跟葡萄糖一樣甜」(以前的人真勇敢,筆者一定不敢吃的),於是就用了甘胺酸(Glycine)這個名字;甘胺酸的字首glyc(o)-就是「甜」的意思,而-ine是化學的字尾。

甘胺酸也是非必需胺基酸之一,在體內主要參與膠原蛋白(collagen)以及紫質(porphyrins)的合成。

我們的膠原蛋白是三股螺旋的構造,它的螺旋狀構造是由甘胺酸與羥脯胺酸(hydroxyproline)一起形成的,而且主要是甘胺酸。在膠原蛋白裡面,每三個胺基酸就有一個甘胺酸,以Gly-X-X的重複序列出現。而甘胺酸與琥珀酰輔酶A(succinyl-CoA)經由酵素產生δ氨基乙酰丙酸(δ-aminolevulinic acid,ALA),然後再產生紫質。紫質是血色素(heme)的前驅物。

在C3植物的光呼吸作用(photorespiration)裡,卡爾文循環的第一個酵素RuBisCo錯誤地將氧氣與RuBP結合,產生了需要被回收的2 - 磷酸乙醇酸(2-phosphoglycolate)。回收的過程非常複雜,牽涉到三個胞器(粒線體、葉綠體、過氧化氫體)以及許多不同的中間產物;甘胺酸也是回收過程中重要的中間產物之一。

光呼吸作用。胞器由左至右:葉綠體、過氧化氫體、粒線體。
甘胺酸為分子6。
由於甘胺酸的R基只有一個碳,在蛋白質裡面的甘胺酸常對蛋白質的結構產生重大的影響。多肽鏈遇到甘胺酸,容易出現大轉彎。

甘胺酸很可能是最早出現在地球上的有機分子之一。1953年由游理(Harold C. Urey)與密勒(Stanley L. Miller)以閃電持續衝擊一個模仿原始大氣的環境一星期,得到了丙胺酸與甘胺酸。

參考資料:

Wikipedia. Glycine. Collagen. Photorespiration.

Encyclopaedia Britannica. Glycine.

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