三个碱基对控制一个氨基酸,那么四个碱基对可以控制多少个氨基酸呢?

氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物,化学式为RCHNH2COOH。羧酸碳原子上的氢原子被氨基取代后形成的化合物。氨基酸分子包含两个官能团:氨基和羧基。与羟酸类似,氨基酸根据连接在碳链上的氨基位置不同,可分为α-、β-、γ-和w-氨基酸,但蛋白质水解得到的氨基酸都是α-氨基酸,只有22种,包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸等。氨基酸是构成动物营养蛋白质的基本物质。21和第22个氨基酸,硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸,分别由通常的终止密码子UGA和UAG编码,并出现在少数蛋白质中。

氨基酸历史

1806年在芦笋中发现第一个氨基酸,法国化学家从芦笋中分离出天冬氨酸。后来又分别发现了几种氨基酸,氨基酸的命名最终确立在1900左右,化学家在实验室水解不同的蛋白质,得到了许多不同的氨基酸,即具有一个氨基、一个羧基和一个侧链结构的物质。在1820的蛋白质水解产物中发现了结构最简单的甘氨酸。到1940,自然界大约有20种氨基酸。天冬氨酸最早发现于1806,最后一种氨基酸苏氨酸发现于1935。赖氨酸最早是在1889年从酪蛋白中分离出来的。

世界上最早工业化生产氨基酸的是日本味千公司。20世纪40年代初,在实验室偶然发现可以从海带浸泡液中提取出一种白色针状晶体。该物质具有强烈的香味,分析结果表明它是谷氨酸的钠盐。最终,菊池终于找到了工业化生产风味香精的新途径,即以小麦粉加工淀粉后剩下的“面筋”为原料,先用盐酸水解得到谷氨酸,再加入纯碱中和得到食品级谷氨酸钠。

此后,科学家可以用蛋白质水解法将羽毛、人发、猪血等原料水解成氨基酸,但这些氨基酸大多是“DL混合氨基酸”,分离起来非常困难。20世纪60年代建立的工业微生物发酵使氨基酸工业腾飞。此后,多种常用氨基酸可以通过微生物发酵生产,大大提高了产量,降低了成本。

必需氨基酸

必需氨基酸是指人体(或其他脊椎动物)不能合成或合成速度远远不能满足机体需要,必须由食物蛋白质供给的氨基酸。例如赖氨酸、亮氨酸等。不同种类的动物需要不同的必需氨基酸。对于成年人来说,有八种必需氨基酸,即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸。此外,组氨酸是婴儿所必需的。此外,精氨酸、胱氨酸、酪氨酸和牛磺酸是早产儿所必需的。必需氨基酸必须直接从食物中获取,否则无法维持机体氮平衡,影响健康。食物中蛋白质的营养价值主要取决于必需氨基酸的种类、含量和比例是否接近人体所需。因此,植物蛋白的营养价值可以通过蛋白与蛋白、蛋白与不同植物的混合来提高。

人体的合成蛋白质受最少氨基酸数量的限制,动物的生长速度随着最缺乏氨基酸的数量而变化。所谓最缺乏的氨基酸,是指人体自身不能合成,必须通过食物摄取的氨基酸,根据限制性氨基酸的含量,称之为限制性氨基酸。忽略这一限制因素,即使不断添加其他营养物质,也很难提高动物能合成的蛋白质。这就是饮食中的木桶理论,所以保持饮食的多样性非常重要。