很多人分不清以下四种氨基酸,半胱氨酸、胱氨酸、同型半胱氨酸、硒代半胱氨酸,表面看它们好像是不同的“胱氨酸”,殊不知,它们分子结构简单各异又相互联系,还具有特殊重要的有益或有害的生理功能,快来看看吧~~~
[左上] 半胱氨酸与胱氨酸
组成人体蛋白质的氨基酸中有三种含硫的氨基酸,即半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸,化学结构见下图,三者的关系是:甲硫氨酸可以转变为半胱氨酸和胱氨酸,半胱氨酸和胱氨酸可以互相转变,但后二者不能转变为甲硫氨酸。所以,甲硫氨酸是必需氨基酸,半胱氨酸、胱氨酸是非必需氨基酸。
别看半胱氨酸个头小,本领可不小!
半胱氨酸除了转变成胱氨酸外,还能产生多种重要生理活性物质。比如:
半胱氨酸氧化脱羧可生成牛磺酸,牛磺酸能促进脑神经细胞的发育,也是结合胆汁酸的组成成分(详见)。
半胱氨酸还是体内硫酸根的主要来源,体内的硫酸根,一部分由ATP活化生成活性硫酸根,即3′-磷酸腺苷-5′-磷酰硫酸(PAPS),PAPS是体内硫酸基的供体,参与硫酸角质素、硫酸皮肤素、硫酸软骨素及透明质酸等糖胺聚糖分子中硫酸化氨基糖的合成,这些糖胺聚糖具有重要生理功能,如角膜的胶原纤维之间充满硫酸角质素、硫酸皮肤素,使角膜透明;软骨组织富含硫酸软骨素琥珀酸脱氢酶,维持软骨的机械性能;透明质酸分布于关节滑液、眼玻璃体及疏松的结缔组织中。其余部分硫酸根以无机盐的形式随尿排出。
还原型谷胱甘肽(GSH)是抗氧化活性肽,GSH是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成的三肽,是体内抗氧化体系的重要成员,其分子中半胱氨酸的巯基具有还原性,能够保护体内蛋白、酶、DNA、RNA免遭氧化损伤。
体内许多重要的酶为巯基酶,如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶等的活性与半胱氨酸的巯基直接有关。巯基酶的抑制剂如芥子气、重金属盐等毒物,能与酶分子中的巯基结合而抑制酶活性。
另外琥珀酸脱氢酶,在许多蛋白质分子中,胱氨酸的二硫键对于维持蛋白质空间构象具有重要作用,如胰岛素的A、B链就是以二硫键连接,若二硫键断裂,胰岛素即失去其生物活性。
[左上] 同型半胱氨酸
同型半胱氨酸化学结构如下图所示,分子结构与半胱氨酸相比,其侧链上多了一个亚甲基。
体内同型半胱氨酸是甲硫氨酸代谢的中间产物,四种含硫氨基酸(同型半胱氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸及胱氨酸)的关系如下图所示。
同型半胱氨酸主要通过两条途径代谢,即甲基化途径和转硫途径(详见)。维生素12、叶酸及维生素6缺乏会导致两条途径代谢异常,造成同型半胱氨酸含量增加。大量临床研究发现,血液中高水平同型半胱氨酸与心脑血管疾病密切相关,目前科学界认为同型半胱氨酸浓度升高可能是动脉粥样硬化、冠心病的独立危险因子(详见)。
[左上] 硒代半胱氨酸
从化学结构上看,硒代半胱氨酸是半胱氨酸分子中的硫原子被硒取代,见上图。硒代半胱氨酸存在于少数天然蛋白质中,如过氧化物酶、电子传递链中的还原酶含有硒代半胱氨酸。硒代半胱氨酸参与蛋白质合成并非由目前已知的密码子编码,具体机制尚不完全清楚,有待深入研究。
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