內(nèi)容提要:脯氨酸和賴氨酸都是生產(chǎn)羥脯氨酸和羥賴氨酸所需要的,這兩種氨基酸構建膠原蛋白。身體可以由谷氨酸生產(chǎn)脯氨酸。脯氨酸分布于多種蛋白質(zhì)中,最好的天然食物來源包括肉類,奶制品和雞蛋等。富含脯氨酸的食物有:豬蹄、軟骨、雞翅、雞皮、魚皮、牛蹄筋類的動物筋腱和豬皮等。攝取脯氨酸時加攝取維生素C,有利于進吸收和心血管健康。羥基脯氨酸是在腸胃道由脯氨酸結合維生素C產(chǎn)生的。脯氨酸是非必需氨基酸,它幾乎存在于所有的蛋白質(zhì)中,它在體內(nèi)的含量很豐富,僅次于谷氨酰胺和丙氨酸。身體中的膠原質(zhì)大約一半包含著脯氨酸。占身體中蛋白質(zhì)的30%。膠原蛋白是健康皮膚、結締組織和骨骼必不可少的。脯氨酸的功能有:促進蛋白質(zhì)合成,緩解營養(yǎng)不良、蛋白質(zhì)缺乏等癥狀,改善胃腸道功能;對牙釉質(zhì)有修復作用,幫助人體分解蛋白質(zhì),用于創(chuàng)造體內(nèi)健康細胞,尤其對維持皮膚和結締組織健康成長非常重要;治療骨關節(jié)炎,有助于傷口和軟骨組織的愈合,維護關節(jié)、韌帶和肌腱的完整性,保持和加強心臟肌肉,以及慢性背痛等疾??;脯氨酸對肌肉組織的作用,運動員等體力活動者要補充;對高血壓有療效作用;屬氨基酸類藥,用于營養(yǎng)不良、蛋白質(zhì)缺乏癥、嚴重胃腸道疾病,燙傷及外科手術后的蛋白質(zhì)補充,無明顯毒副作用。
***(連載15·脯氨酸).
L-脯氨酸(簡稱脯氨酸)是人體合成蛋白質(zhì)的20多種氨基酸之一,屬α亞氨基酸(除了脯氨基酸為α亞氨基酸外,其他氨基酸均為α氨基酸)。我們知道脯氨酸有三種形式DL-脯氨酸,L-脯氨酸、D-脯氨酸,通常所說的脯氨酸就是L-脯氨酸,天然存在的一種氨基酸,常溫下本品為柱狀晶體。
脯氨酸是非必需氨基酸,它幾乎存在于所有的蛋白質(zhì)中,它在體內(nèi)的含量很豐富,僅次于谷氨酰胺和丙氨酸,身體可以由谷氨酸生產(chǎn)脯氨酸。脯氨酸是身體生產(chǎn)膠原蛋白和軟骨所需的氨基酸。脯氨酸和賴氨酸都是生產(chǎn)羥脯氨酸和羥賴氨酸所需要的,這兩種氨基酸構建膠原蛋白。身體中的膠原質(zhì)大約一半包含著脯氨酸。占身體中蛋白質(zhì)的30%。膠原蛋白是健康的皮膚、結締組織和骨骼必不可少的。它保持肌肉和關節(jié)靈活,并有減少紫外線暴露和正常老化造成皮膚下垂和起皺的作用。它們也作為脯氨酸主要的倉儲,其分解產(chǎn)物為羥脯氨酸。
羥脯氨酸也存在于多種植物蛋白質(zhì)中,尤其與細胞壁的形成有關。植物體在干旱、高溫、低溫、鹽漬等多種逆境下,常常有脯氨酸的明顯積累。在臨床、生物材料、工業(yè)等方面均有廣泛應用。
脯氨酸分布于多種蛋白質(zhì)中,最好的天然食物來源包括肉類,奶制品和雞蛋等。也為為海洋浮游生物中一種含量居中的氨基酸;也存在于海水、顆粒物和海洋沉積物中。富含脯氨酸的食物有:豬蹄、軟骨、雞翅、雞皮、魚皮、牛蹄筋類的動物筋腱和豬皮等。素食和低蛋白飲食者應該考慮采取組合了其他氨基酸的脯氨酸補充劑。這類營養(yǎng)品有膠囊和片劑形式可以選擇,但這種氨基酸還常常包含在其他治療藥物和補充劑里,如治療單純皰疹病毒,關節(jié)炎,背部疼痛藥物,以及一些運動飲料等。
【脯氨酸小史】.
1890年,德國化學家里夏德·維爾施泰特(1915年諾貝爾化學獎得主)透過丙二酸二乙酯的鈉鹽與1,3-二溴丙烷的反應合成脯氨酸。
1901年,德國著名有機化學家、現(xiàn)代生物化學奠基人赫爾曼·埃米爾·費歇爾(1902年諾貝爾化學獎得主)從酪蛋白和γ-鄰苯二甲酰酯的分解產(chǎn)物分離脯氨酸。他把它命名為吡咯烷酮羧酸,為了簡化,就成為“Proline”。根據(jù)伊利諾斯大學一項最新的研究,在牙釉質(zhì)的蛋白中心,一種簡單氨基酸的重復,使得牙齒更加堅固并更富有彈性。在兩棲動物和動物模型中,研究人員比較了脯氨酸的重復。他們發(fā)現(xiàn),當重復片段較短時,比如在青蛙中,牙齒將不會產(chǎn)生牙釉質(zhì)棱柱,這些結構對牙齒的堅固很重要。相反的,當?shù)鞍字貜推屋^長時,他們會聚集一系列分子以幫助牙釉質(zhì)晶體生長。這項研究結果發(fā)布在2009年12月21日《PLoS Biology》的在線版本上。這項研究的負責人生物學教授Tom Diekwisch介紹說,脯氨酸重復是很令人驚奇的,這對于理解許多天然蛋白的結構和功能來說也是很重要的,比如粘蛋白,抗凍蛋白,淀粉樣蛋白,朊蛋白等。 牙釉質(zhì)在生長過程中,會被泡沫狀的蛋白塊包圍,在不同的動物中蛋白泡沫的大小也是不一樣的,從奶牛的5納米到老鼠的20納米,和青蛙的40納米。這項發(fā)現(xiàn)表明,脯氨酸重復片段越長,蛋白泡沫就越大。此外,蛋白泡沫越小則牙釉質(zhì)晶體越長。 研究人員希望這些發(fā)現(xiàn)能夠有助于其他重要科學領域的研究,包括神經(jīng)組織退化疾病的治療。此外,這項發(fā)現(xiàn)或?qū)⒂兄谠O計新的牙釉質(zhì),使人們能擁有健康的牙釉質(zhì)層。
脯氨酸的作用還包括幫助人體分解蛋白質(zhì),用于創(chuàng)造體內(nèi)健康細胞。它對維持皮膚和結締組織健康成長非常重要(特別是組織創(chuàng)傷部位)。
3.治療骨關節(jié)炎,有助于傷口和軟骨組織的愈合,維護關節(jié)、韌帶和肌腱的完整性,保持和加強心臟肌肉,以及慢性背痛等疾病。 膠原有助于愈合軟骨,并給關節(jié)和脊椎提供緩沖。由于這個原因,脯氨酸營養(yǎng)補充劑有治療骨關節(jié)炎,軟組織持續(xù)緊張,以及慢性背痛等疾病的功效。 脯氨酸對肌肉組織的作用,研究人員已經(jīng)注意到長跑運動員和其他從事長時間體力勞動的人脯氨酸水平會降低。因此,一些從事高強度訓練的運動員可能需要這種補充劑避免肌肉損失。
4.對高血壓有療效作用.
脯氨酸通常還結合維生素C用于促進心血管健康,它是合成卡托普利、依那普利等一線降壓藥的重要中間體。推薦的治療劑量是每天500-1000毫克,加上1000毫克維生素C。有肝臟或腎臟疾病的患者不適合采用脯氨酸補充劑,因此在采取這類保健品之前首先咨詢醫(yī)生是明智的做法。
應該記住的是,過量攝入任何一種氨基酸都會造成檸檬酸循環(huán)失去平衡,從而加重肝和腎消除毒素的負擔,產(chǎn)生輕重不同的副作用。
2.化學合成. L-型以L-谷氨酸與無水乙醇酯化、還原而制得。
***補充學習.
脯氨酸(Pro 或P),化學式為C5H9NO2,分子量為115.13,是一種環(huán)狀的亞氨基酸。α-亞氨基酸,中性,等電點為6.30,水中溶解度比任何氨基酸都大,25℃時100g水中可溶162 g左右。易潮解不易得結晶,有甜味。與茚三酮溶液共熱,生成黃色化合物。一旦進入肽鏈后,可發(fā)生羥基化作用,從而形成4-羥脯氨酸,是組成動物膠原蛋白的重要成分。羥脯氨酸也存在于多種植物蛋白質(zhì)中,尤其與細胞壁的形成有關。植物體在干旱、高溫、低溫、鹽漬等多種逆境下,常常有脯氨酸的明顯積累。在臨床、生物材料、工業(yè)等方面均有廣泛應用。通常所說的脯氨酸就是L-脯氨酸,天然存在的一種氨基酸,常溫下本品為柱狀晶體。加熱下到215-220℃ 迅速分解。能溶于熱水和乙醇。微具甜味,有吸濕性。在堿性溶液中消旋化。[α]D25-86.5°(水),-60.4°(5N鹽酸)。分布于多種蛋白質(zhì)中。為海洋浮游生物中一種含量居中的氨基酸;也存在于海水、顆粒物和海洋沉積物中。
體內(nèi)代謝.
在谷氨酰激酶(γ- GK)的作用下谷氨酸生成谷氨酰磷酸(γ-GP),而后在谷氨酸一半醛脫氫酶(GSADH)的作用下生成谷氨酸一半醛(GSA),GSA自發(fā)環(huán)化為吡咯琳-5-羧酸(P5C),在吡咯琳-5-羧酸還原酶(P5CR)的作用下還原為脯氨酸。
脯氨酸在植物體內(nèi)的降解基本上是合成過程的逆過程,這一過程首先發(fā)生在線粒體中,脯氨酸在線粒體中由脯氨酸脫氫酶(ProDH)催化,生成P5C,P5C在吡咯琳-5-羧酸脫氫酶(P5CDH)作用下生成谷氨酸,在植物受到滲透脅迫時,氧化降解的過程受到抑制,這樣細胞中脯氨酸含量增加,植物復水,此過程又會被誘導,導致脯氨酸含量下降。
醫(yī)藥行業(yè)應用.
氨基酸類藥。復方氨基酸大輸液原料之一。用于營養(yǎng)不良、蛋白質(zhì)缺乏癥、嚴重胃腸道疾病,燙傷及外科手術后的蛋白質(zhì)補充。無明顯毒副作用。
植物抗寒性.
脯氨酸(Pro)是植物蛋白質(zhì)的組分之一,并可以游離狀態(tài)廣泛存在于植物體中。在干旱、鹽漬等脅迫條件下,許多植物體內(nèi)脯氨酸大量積累。積累的脯氨酸除了作為植物細胞質(zhì)內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外,還在穩(wěn)定生物大分子結構、降低細胞酸性、解除氨毒以及作為能量庫調(diào)節(jié)細胞氧化還原等方面起重要作用.
在逆境條件下(旱、鹽堿、熱、冷、凍),植物體內(nèi)脯氨酸的含量顯著增加。植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性,抗旱性強的品種往往積累較多的脯氨酸。因此測定脯氨酸含量可以作為抗旱育種的生理指標。另外,由于脯氨酸親水性極強,能穩(wěn)定原生質(zhì)膠體及組織內(nèi)的代謝過程,因而能降低凝固點,有防止細胞脫水的作用。在低溫條件下,植物組織中脯氨酸增加,可提高植物的抗寒性,因此,亦可作為抗寒育種的生理指標。
生物體內(nèi)作用.
在生物體內(nèi),脯氨酸不僅僅是理想的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),而且還可作為膜和酶的保護物質(zhì)及自由基清除劑,從而對植物在滲透脅迫下的生長起到保護作用,對于鉀離子生物體內(nèi)另外一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在液泡中的積累情況,脯氨酸又可起到對細胞質(zhì)滲透平衡的調(diào)節(jié)作用。