006右旋-氨基酸的研究进展(1)

006006 右旋右旋- -氨基酸的研究进展氨基酸的研究进展(1)(1) 关键词：右旋-氨基酸分析方法生理学 摘要 最近发现右旋-氨基酸，特别是右旋-天门冬氨 酸和右旋-丝氨酸广泛存在于哺乳动物体内，提示人们关注 右旋-氨基酸在哺乳动物生命活动中的意义。本文综述了右 旋-氨基酸的分析方法、来源与生理特性。 关键词 右旋-氨基酸 分析方法 生理学 一般认为人体和生物蛋白质均由左旋（L）-氨基酸组 成，但从 50 年代始逐渐有人报道一些生物和人体内也有右 旋（D）-氨基酸，而且当时认为 D-氨基酸与某些疾病或衰 老有关14 。但随着科学技术的进步和分析方法的发展， 人们不断发现海洋动物、无脊椎动物、脊椎动物、藻类及 种子植物等含有多种游离的 D-氨基酸，特别是对哺乳动物 体内右旋-氨基酸的研究，提示人们应对 D-氨基酸在哺乳动 物体内的生理意义予以关注。 1d氨基酸的分析方法 酶法 D-氨基酸氧化酶或 D-天门冬氨酸氧化酶，在黄 素腺嘌呤二核苷酸（FAD）存在的条件下，将 D-氨基酸氧化 为 -酮酸并与二硝基联苯肼反应生成腙，然后在 445nm 测 吸光度5 。空白对照组则加入蒸馏水代替 D-氨基酸。此 外还有 D-氨基酸的定量方法，但并非对各个 D-氨基酸定量， 一般用氨基酸分析仪分离定量各种氨基酸的 L-型和 D-型总 量，然后将剩下试液中的 D-氨基酸在 D-氨基酸转氨酶和 2- 酮酸存在下，生成 -酮酸和氨基正己酸后，将未反应的 L-氨基酸再次经氨基酸分析仪定量，两者之差即为 D-氨基 酸的量6 。 气相层析法 该法由于具有分离效能高、分析速度快、 样品用量少等特点，因而广泛用于科研和医药卫生、食品 领域等。但其不足之处是在缺乏纯样品的情况下定性比较 困难。因此色谱和光谱、质谱联用，可以发挥更大的作用。 因氨基酸的极性大，挥发性小，故须加入一种最稳定且能 定量衍生物的光学活性剂（N-三氟乙酰基正丁酯等） ，通过 硅胶毛细管柱，根据光学活性区分开 D-氨基酸与 L-氨基酸 7 。利用 L-缬氨酸结合型为固体相，被测样品中微量的 D-氨基酸在固体相，而比较不稳定的 L-型复合体则较早流 出，因此可正确定量 D-氨基酸。但样品中有 610旋 光化。 效液相色谱法 最近广泛应用的高效液相色谱 （HPLC）法具有明显的高性能，但用它来分析自身吸光度 低的氨基酸，如机体内微量的右旋-氨基酸是很困难的。因 此，可将氨基作为目标，使其与分子吸光系数大的紫外可 见光试剂和荧光试剂反应，然后检测其反应结合物。为了 检测准确，所用的试剂的光谱纯度必须为 100，且不易使 反应物旋光化8 。 D氨基酸的来源在生命起源之初合成的氨基酸为 D-型 和 L-型。过去认为随着生物的进化，选择性地排除了 D-氨 基酸，从而使生物体内的蛋白质均由 L-氨基酸构成。但最 近 10 年来不断地在哺乳动物体内发现游离 D-氨基酸，以下 从两方面探讨其来源。 近年来许多研究证实微生物、大鼠、鸡、鸽子、牛和 人体中广泛存在 D-氨基酸。最近，Nagata 等9首次报 道一些细菌、古生菌（archaea）及真核微生物的可溶性肽 链上有 D-氨基酸，用 HPLC 法分析发现，革兰氏阳性菌中丙 氨酸和谷氨酸等的对映体比率为，枯草杆菌的谷氨酸对 映体比率为；革兰氏阴性菌含有高浓度的 D-天门冬氨酸； 大鼠体内含有高浓度的 D-丝氨酸，大脑皮质、海马及纹状 体中分布最多，延髓、小脑和脊髓分布较少10 。还发现 不同年龄的人死后前脑皮质有高浓度的 D-丝氨酸和 D-天门 冬氨酸。Huang 等11报道，人尿中排出大量的 D-丝氨 酸，且排出量与年龄无关。成年狗尿中含有大量的 D-丙氨 酸，未断奶期和断奶期大鼠的 D-丝氨酸的含量均很高，且 随年龄增加而下降，但 D-丙氨酸的含量则与年龄呈正相关。 有人用分子生物学方法证实大鼠大脑和肾脏含有 D-氨基酸 氧化酶12 。Dunlop 等13用放射性同位素标记法证实 大鼠大脑的 D-丝氨酸直接来源于 L-丝氨酸的异构体。用电 镜和免疫组化方法证实牛肝和肾皮质含有 D-天门冬氨酸过 氧化物酶14 。Kera 等15首次证实鸡和鸽子肾脏也含 有大量的 D-天门冬氨酸和 D-谷氨酸，鸡中这两种物质的含 量与雌雄有关，而鸽子中的含量则与雌雄无关。此外，甲 壳类、头足类、鸟类的神经组织中 D-天门冬氨酸含量也很 高。机体内代谢速度缓慢的蛋白质如珐琅质、牙质、脑白 质、骨髓磷脂碱性蛋白和晶体核，每年约有旋光化。 Fujii 等16首先观察了不同年龄的人眼晶体蛋白中天门 冬氨酸的异构化，指出在晶体存活早期（11 个月）就有氨 基酸的异构化，并且随年龄增加异构化也增加。 外源性 含有 D-氨基酸的食物很多，如发酵食品和经 碱、热处理的食品，天然食品如海带、野菜、苹果和梨的 细胞质、甲壳类（大虾和螃蟹等）均含有 D-氨基酸。据估 计，西方人食源性 D-氨基酸中有 13 来自发酵食物，成为 人体 D-氨基酸的主要来源。其原因有两方面：一方面由于 人们长期味觉实践的结果，能够比较出许多氨基酸的两种 对映体味道甘苦不同，而 D-型多为甘味，因此人们通过一 些办法使食物中产生更多的 D-氨基酸以改善食品味道；另 一方面在于加工食品中所利用的细菌、霉菌、酵母本身含 有各种 D-氨基酸，例如细菌的细胞壁含有 D-丙氨酸和 D-谷 氨酸衍生物，在酵母孢子中含有 D-酪氨酸。弯曲乳杆菌 （Lcurvaturs）的乙醇提取液中 D-丙氨酸高达 79，D- 天门冬氨酸达，D-谷氨酸为；瑞士乳杆菌 （Lhelveticus）中 D-丙氨酸为，D-天门冬氨酸为 ，D-谷氨酸为等1719 。另外，有人用放射性标记外 源性的 D-丙氨酸和 D-天门冬氨酸喂饲小鼠，发现其肝、肾 和脑均有放射性标记的 D-氨基酸，这表明外源性的 D-氨基 酸随血流进入各组织。某些药物（抗生素、利尿药及降糖 药等）也会使体内 D-氨基酸水平上升。 3 D氨基酸的生理特性 某些细菌和两栖类的必要成分 Liu 等20最近指出 D-谷氨酸是 Ecoli 细胞中谷 氨酸的对映体，是一些细菌必不可少的成分。因此，补充 D-谷氨酸对细菌生长有益。Kreil19指出，两栖类的肽 链上含有的 D-氨基酸来自于由 L-氨基酸构成的多肽的前体。 调节神经组织功能 Hashimoto 等21指出，大鼠的大脑和末梢神经组织 含有高浓度的 D-天门冬氨酸和 D-丝氨酸，它们对器官功能 成熟和细胞增殖分化有调节作用。另