蘇氨酸(Threonine),化學(xué)名稱為α-氨基-β-羥基丁酸,1935年由W.C.Rose在纖維蛋白水解物中分離和鑒定出來。1936年,Meger對它的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,因結(jié)構(gòu)與蘇糖相似,故將其命名為蘇氨酸[1]。蘇氨酸是第20個(gè)發(fā)現(xiàn)的氨基酸,現(xiàn)已證明是最后一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的必需氨基酸。蘇氨酸有4種異構(gòu)體,天然存在并對機(jī)體有生理作用的是L-蘇氨酸[2]。

一、身負(fù)各項(xiàng)絕技的蘇氨酸
在人體和動(dòng)物所需的8種必需氨基酸中,蘇氨酸是僅次于蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸的第4種氨基酸[3]。蘇氨酸在人的生長發(fā)育中發(fā)揮重要的作用,L-蘇氨酸對于保持體內(nèi)的氮平衡是必需的,并促進(jìn)正常的生長發(fā)育。此外,它對于保持心血管、肝臟、中樞神經(jīng)、腸、免疫系統(tǒng)的功能也有作用。
身體生產(chǎn)甘氨酸和絲氨酸需要蘇氨酸,這兩種氨基酸是身體產(chǎn)生膠原蛋白,彈性蛋白和肌肉組織所必需的。它有助于保持整個(gè)身體結(jié)締組織和肌肉強(qiáng)大并富有彈性,可以在心臟發(fā)現(xiàn)大量這種營養(yǎng)素。蘇氨酸的其他作用還包括建立強(qiáng)健的骨骼和牙齒琺瑯質(zhì),并可以加速傷口愈合和損傷恢復(fù)。
蘇氨酸結(jié)合天(門)冬氨酸和蛋氨酸有助于肝臟抗脂肪,并增強(qiáng)消化不飽和脂肪的功能。人體內(nèi)缺乏充足的蘇氨酸,就會(huì)使肝臟形成大量脂肪,并最終導(dǎo)致肝功能衰竭。
蘇氨酸通過生產(chǎn)抗體支持免疫系統(tǒng),并由于大量存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng),對治療某些類型的抑郁癥有一定療效。除此之外,它還有治療肌萎縮側(cè)索硬化癥(因?yàn)榭梢栽黾又袠猩窠?jīng)系統(tǒng)的甘氨酸水平)的作用。研究發(fā)現(xiàn),多發(fā)性硬化癥(影響神經(jīng)和肌肉功能的疾?。┌Y狀可以通過服用蘇氨酸營養(yǎng)補(bǔ)充劑得到緩解[4]。
二、獨(dú)一無二的代謝方式
蘇氨酸有轉(zhuǎn)變某些氨基酸達(dá)到平衡的功能,因此能夠平衡日糧氨基酸,使氨基酸比例更接近于理想蛋白質(zhì),從而降低生物對食物中蛋白含量的要求。在這一點(diǎn)上,蘇氨酸作用在20種氨基酸中獨(dú)樹一幟。
蘇氨酸在體內(nèi)的分解代謝中,是唯一不經(jīng)過脫氨基作用和轉(zhuǎn)氨基作用,而是直接通過蘇氨酸脫水酶、蘇氨酸脫氫酶和蘇氨酸醛縮酶催化轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)的氨基酸,例如蘇氨酸可轉(zhuǎn)變成丁酰輔酶A、琥珀酰輔酶A、絲氨酸、甘氨酸等。另外蘇氨酸過量能提高賴氨酸-α-酮葡萄糖酸還原酶的活性,在日糧中添加適量蘇氨酸可消除因賴氨酸過量造成的體增重下降,肝臟、肌肉組織中蛋白質(zhì)/脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)/DNA比值降低。添加蘇氨酸也可減輕色氨酸或蛋氨酸過量引起的生長抑制。
三、與生活息息相關(guān)的一種氨基酸
L-蘇氨酸可以廣泛使用于醫(yī)藥、營養(yǎng)保健、食品強(qiáng)化劑、飼料添加劑、美容日化等方面:
1、食品營養(yǎng)增補(bǔ)劑
蘇氨酸是重要的食品強(qiáng)化劑,添加于食品中,可提高蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值,可以強(qiáng)化谷物、糕點(diǎn)、乳制品,和色氨酸一樣有恢復(fù)人體疲勞,促進(jìn)生長發(fā)育的效果,使食品營養(yǎng)成分更加充足、合理。蘇氨酸與葡萄糖共熱可產(chǎn)生焦香和巧克力香味,有增香作用。與其他氨基酸并用于強(qiáng)化谷物、糕點(diǎn)、嬰幼兒食品、牛奶中起抗氧化作用[5]。
2、蘇氨酸和賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸被稱為四大飼料添加劑。
近年,在飼料添加劑方面的用量增長快速,它常添加到未成年仔豬和家禽的飼料中,是豬飼料的第二限制氨基酸和家禽飼料的第三限制氨基酸。
谷類蛋白質(zhì)除需補(bǔ)充L-賴氨酸外,其次即為L-蘇氨酸。這是由于L-蘇氨酸的含量雖較多,但在蛋白質(zhì)中蘇氨酸與肽的結(jié)合很難水解,不易消化吸收所致。在小麥,大麥等谷物為主的飼料配合中,加入L-蘇氨酸,具有如下的特點(diǎn):
①能提高飼料蛋白的生物學(xué)價(jià)值,可以調(diào)整飼料的氨基酸平衡,促進(jìn)禽畜生長;
②促進(jìn)蛋白沉積,可改善肉質(zhì);
③可改善氨基酸消化率低的飼料的營養(yǎng)價(jià)值;
④降低動(dòng)物氨排泄,減輕環(huán)境污染,改善飼養(yǎng)條件,可降低飼料原料成本;
因此在歐盟國家(主要是德國、比利時(shí)、丹麥等)和美洲國家,已廣泛地應(yīng)用于飼料行業(yè)。
3、醫(yī)藥領(lǐng)域
(1)由于蘇氨酸的結(jié)構(gòu)中含有羥基,對人體皮膚具有持水作用,與寡糖鏈結(jié)合,對保護(hù)細(xì)胞膜起重要作用,在體內(nèi)能促進(jìn)磷脂合成和脂肪酸氧化。
(2)蘇氨酸鐵鹽可作抗貧血藥,用于配置氨基酸輸液和綜合氨基酸制劑,其自身還具有促進(jìn)人發(fā)育和抗脂肪肝的藥效,也是制造高效抗生素單酰胺菌素的中間體。
(3)蘇氨酸具有提高免疫的功能,促進(jìn)骨髓T淋巴細(xì)胞前體分化發(fā)育為成熟T淋巴細(xì)胞。
(4)在膜蛋白中蘇氨酸的羥基能與寡糖結(jié)合,保護(hù)細(xì)胞膜。蘇氨酸代謝生成甘氨酸,提供一碳單位。
(5)用于消化潰瘍的輔助治療。也可治貧血及心絞痛、主動(dòng)脈炎、心功能不全等心血管系統(tǒng)疾患。
(6)蘇氨酸又是制造一類高效低過敏的抗生素——單酰胺菌素的原料。
4、營養(yǎng)輸液
蘇氨酸廣泛用于配制氨基酸輸液和綜合氨基酸制劑,是11、14、17、18、20種氨基酸大輸液的主要成分。用于手術(shù)前后、創(chuàng)傷、燒傷、骨折、營養(yǎng)不良、慢性消耗性疾病的輔助治療。
5、美容品
蘇氨酸對人體皮膚具有持水保濕作用。蘇氨酸的結(jié)構(gòu)中含有羥基,通過氫鍵的水合作用,對人體皮膚起到持水保濕作用。
蘇氨酸有助于保持身體適當(dāng)?shù)钠胶?,并幫助膠原蛋白和彈性蛋白的形成,加強(qiáng)皮膚結(jié)構(gòu)。
在膜蛋白中蘇氨酸的羥基能與寡糖鏈結(jié)合,對保護(hù)細(xì)胞膜起重要作用,在體內(nèi)能促進(jìn)磷脂合成和脂肪酸氧化。
五、建議攝入量
蘇氨酸的食物來源包括乳制品、肉類、谷物、蘑菇和綠葉蔬菜等等。只要保持均衡的飲食,就不太可能缺乏這種氨基酸。然而,嚴(yán)格的素食主義者,應(yīng)該考慮采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。肉類是目前為止的食物來源,而谷物含氨基酸的數(shù)量很少。蘇氨酸缺乏的癥狀包括情緒激動(dòng),精神錯(cuò)亂,消化困難和脂肪肝等。超量攝入蘇氨酸會(huì)破壞肝臟功能,導(dǎo)致形成太多尿素在體內(nèi)。
參考文獻(xiàn)
[1] 賈冬舒.蘇氨酸市場現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].飼料廣角,2006(1):28-29.
[2] 蔣瑩.氨基酸的應(yīng)用[M].上海:世界圖書出版公司,1999.
[3] 王志強(qiáng),吳澤華,李剛,等.發(fā)酵液中蘇氨酸含量測定方法研究[J].科技傳播,2010,(16):115,111.
[4] ebabov V G.The threoninestory[J].Adv Biochem Eng Biotechnol,2003,79:113—1 36.
[5] 焦瑞身.微生物工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2003:16—17.