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赖氨酸

 qibai70 2020-04-20

赖氨酸(Lysine)的化学名称为2,6-二氨基己酸。赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低,且在加工过程中易被破坏而缺乏,故称为第一限制性氨基酸。[1]

赖氨酸是人类和哺乳动物的必需氨基酸之一,机体不能自身合成,必须从食物中补充。赖氨酸主要存在于动物性食物和豆类中,谷类食物中赖氨酸含量很低。[2] 赖氨酸在促进人体生长发育、增强机体免疫力、抗病毒、促进脂肪氧化、缓解焦虑情绪等方面都具有积极的营养学意义,同时也能促进某些营养素的吸收,能与一些营养素协同作用,更好的发挥各种营养素的生理功能。[2]

中文名

赖氨酸

外文名

Lysine

别称

第一限制性氨基酸

分子式

C6H14N202

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理化性质生化代谢生物合成途径食物来源人体需要量消化率和利用率营养生理功能发酵工艺生产现状

存在形式

按光学活性分,赖氨酸有L型(左旋)、D型(右旋)和DL型(消旋)3种构型。只有L型才能为生物所利用。

L-赖氨酸的有效成分含量一般为77%-79%。单胃动物完全不能自行合成赖氨酸,不参加转氨基作用。D-氨基酸和L-氨基酸的氨基被乙酰化以后,才可受D-氨基酸氧化酶或L-氨基酸氧化酶的作用而脱氨基,脱氨基后的酮酸不再起氨基化作用,即脱氨基反应不可逆,因此,在动物营养上常常表现为不足。[3]

赖氨酸

理化性质

通常所说的赖氨酸均指L型。L型赖氨酸呈针状晶体,在210℃变暗,在224.5℃下分解,易溶于水,微溶于醇,不溶于醚。[4]

生化代谢

赖氨酸只有L-型被生物体吸收。游离的赖氨酸易吸收空气中的二氧化碳,制取结晶比较困难,一般商品都以赖氨酸盐酸盐的形式存在。赖氨酸易溶于水,与其它氨基酸相比,赖氨酸是通过口服最容易吸收的一种。摄入体内的赖氨酸,首先以主动转运的方式从小肠腔进入小肠粘膜细胞,然后通过门静脉进入肝脏;在肝脏,赖氨酸与其它氨基酸一起参与蛋白质的合成。赖氨酸的分解代谢也在肝脏中进行,它与酮戊二酸缩合形成酵母氨基酸,酵母氨基酸再转变为L-α-氨基己二酸半醛,最终转化生成乙酰辅酶A。与其它氨基酸不同,赖氨酸不参与转氨基作用,且脱氨基反应不可逆,因此赖氨酸的分解代谢极为特殊。赖氨酸是生糖兼生酮氨基酸,因此可以参与形成D-葡萄糖、糖原、脂类,最终产生能量。[2]

人体吸收实验显示,赖氨酸补充剂的吸收率与食物蛋白质中赖氨酸的吸收率相同,说明赖氨酸补充剂是改善膳食赖氨酸缺乏的一个有效途径。研究发现,在进食后的5-7小时内,赖氨酸被快速转运到肌肉组织。与其它必需氨基酸不同,赖氨酸更多蓄积在肌肉组织的细胞内,提示肌肉组织是游离赖氨酸在体内的贮存库。在所有必需氨基酸中,赖氨酸在体内的贮存最多。[2]

生物合成途径

赖氨酸的生物合成途径是1950年以后逐渐被闸明的。赖氨酸的生物合成途径与其他氨基酸不同,依微生物的种类而异。细菌的赖氨酸生物合成途径需要经过二氨基庚二酸(DAP)合成赖氨酸。酵母、霉菌的赖氨酸生物合成途径,需要经过α-氨基己二酸合成赖氨酸。同样是二氨基庚二酸合成赖氨酸途径,不同的细菌,赖氨酸生物合成的调节机制有所不同。[5]

天冬氨酸途径

天冬氨酸经过反应合成二氨基庚二酸(ADP),进而合成赖氨酸[6]。酵母中的赖氨酸合成途径需天冬氨酸经过反应合成α-氨基乙二酸,α-氨基乙二酸由lysX、lysZ、lysY、lysJ、argD、lysK 和argE基因产物催化生成乙酰化中间体N-乙酰-L-α-氨基乙二酸等生成赖氨酸。[7]

赖氨酸生物合成途径

天冬氨酸途径又称二氨基庚二酸途径,此途径多存在细菌、绿藻、原虫和高等植物中,还可以合成苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸。[8]

α-氨基己二酸途径

由2-酮戊二酸和乙酰辅酶A经由α-氨基乙二酸途径合成。五步反应是由异柠檬酸合酶、乌头酸合酶/顺乌头酸合酶、乌头酸脱氢酶进行催化,2-酮戊二酸和乙酰辅酶A生成α-氨基乙二酸。第二个反应中,α-氨基乙二酸由α-氨基乙二酸还原酶、酵母氨酸还原酶和酵母氨酸脱氢酶催化生成赖氨酸。[7]

α-氨基乙二酸途径在高等真菌和古细菌中存在。[7]

食物来源

赖氨酸是组成蛋白质的成分之一,一般富含蛋白质的食物中都含有赖氨酸,富含赖氨酸的食物为动物性食物(如畜禽类的瘦肉、鱼、虾、蟹、贝类、蛋类和乳制品)、豆类(包括大豆、杂豆及其制品)。此外,杏仁、榛子、花生仁、南瓜子仁等坚果中赖氨酸含量也比较多。谷类食物中赖氨酸含量很低,且易在加工过程中被破坏,因此是谷类的第一限制性氨基酸。[2]

坚果

人体需要量

不同人群(婴幼儿、少年、成人)对赖氨酸的需要量不同。2005年,美国食品营养委员会基于当时研究结果,将成人赖氨酸需要量定为31 mg·kg-1·d-1。[2]

2007年,WHO/FAO/UNU专家委员会根据相关人体试验的研究结果,确定赖氨酸需要量为30 mg·kg-1·d-1,该值目前被普遍认可。WHO/FAO确定的婴幼儿、少年的赖氨酸需要量为(mg·kg-1·d-1):1月龄(119)、2月龄(87)、3月龄(75)、4月龄(68)、6月龄(65)、1-2岁(45)、3-10岁(35)、11-14岁(35)、15-18岁(33)。目前,我国尚未制定符合中国居民膳食习惯的人群膳食赖氨酸推荐摄入量标准。[2]

消化率和利用率

D-利和L-型赖氨酸的吸收效率是不同的,D-赖氨酸几乎不能被吸收利用,具有生物活性的主要是L-赖氨酸。赖氨酸的ε-氨基非常活泼,容易与饲料中的活性羰基基团结合而生成难以被吸收利用的复合物。[3]

营养生理功能

赖氨酸可以调节人体代谢平衡,赖氨酸为合成肉碱提供结构组分,而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。向食物中添加少量的赖氨酸,可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌,提高胃液分泌功效,起到增进食欲促进幼儿生长与发育的作用。赖氨酸还能提高钙的吸收及其在体内的积累,加速骨骼生长。如缺乏赖氨酸,会造成胃液分泌不足而出现厌食、营养性贫血,致使中枢神经受阻、发育不良。赖氨酸在医药上还可作为利尿剂的辅助药物,治疗因血中氯化物减少而引起的铅中毒现象,还可与酸性药物(如水杨酸等)生成盐来减轻不良反应,与蛋氨酸合用则可抑制重症高血压病,还有研究表明,补充赖氨酸能加速疱疹感染的康复并抑制其复发。[1]

参与机体蛋白质的合成

lysine

赖氨酸作为机体必需氨基酸,参与体内骨骼肌、酶、血清蛋白、多肽激素等多种蛋白质的合成。[2]

参与能量代谢

赖氨酸在体内参与肉碱的生物合成。肉碱在脂肪代谢中起着重要作用,是脂肪代谢的必需辅助因子。赖氨酸是合成肉碱的前体物质之一,因此补充赖氨酸可以加快体内的脂肪代谢。赖氨酸具有极强的通过血脑屏障的功能,可直接进入脑组织,影响呼吸链,为神经细胞的修复和进行正常生理活动提供必要的能量来源。[2]

促进矿物质的吸收和骨骼生长

赖氨酸可与钙、铁等矿物质元素螯合形成可溶性的小分子单体,促进这些矿物质元素的吸收。[2]

增强免疫功能

赖氨酸被认为是一种非特异性的桥分子,它能将抗原与T细胞相连,使T细胞产生针对抗原的特异效应。[2]

治疗单纯疱疹病毒感染

研究还发现,补充赖氨酸能治疗单纯疱疹病毒感染。[2]

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