精氨酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用

1、精氨酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用08090327汪發(fā)明摘要：精氨酸為條件性必需氨基酸，在應(yīng)激狀態(tài)下和特殊生長階段，它是必需氨基酸，體內(nèi) 合成的精氨酸不能滿足生理代謝需要，但長期或者過量補充精氨酸對機體會造成損傷。本文 主要介紹的精氨酸的結(jié)構(gòu)和部分，理化及生理特性，以及精氨酸的主要應(yīng)用，為以后的研究 提供一些思路。關(guān)鍵詞：精氨酸；特性；保健作用；生理應(yīng)用Abstract： Arginine is a semi-essential amino acid that is required during periods of the body is subjected to metabolic stress

2、situations maximal growth, severe stress, and injury. This paper mainly introduces the arginines structure and some physical,chemical and physiological properties, as well as the main applications of arginine, to provide some ideas for future research. Key word： Arginine; properties; health care; Ph

3、ysiological applications精氨酸是幼年動物的必需氨基酸之一。由于母乳中所含和幼畜自身合成的氨 基酸不能滿足其營養(yǎng)需求，可能會限制其生長性能的發(fā)揮，因此需要額外提供。 但對成年動物來說，是一種條件性必需氨基酸，只有在動物腸道受損、受傷的條 件下才是必需氨基酸，正常情況下是非必需氨基酸1。同時，精氨酸具有很多營 養(yǎng)生理作用，如參與NO和多胺的合成，是尿素循環(huán)的中間物，可以刺激部分激 素的釋放，參與免疫反應(yīng)等。精氨酸的結(jié)構(gòu)精氨酸是一種a氨基酸，亦是20種普遍的自然氨基酸之一。在哺乳動物， 精氨酸被分類為半必要或條件性必要的氨基酸，視乎生物的發(fā)育階段及健康狀況 而定。一種復(fù)雜的氨

4、基酸，在蛋白質(zhì)和酶的反應(yīng)點可以發(fā)現(xiàn)它。天然精氨酸為L-型，從水中結(jié)品的產(chǎn)物含兩分子結(jié)品水，在乙醇中結(jié)品的nh2h2n NOHNHO2 - Amino - 5 - guanidino - valerateCaution: A net charge appears to be present圖1是無水物。由于胍基的存在，精氨酸呈堿性， 易與酸反應(yīng)形成鹽。性狀：白色斜方晶系（二 水物）品體或白色結(jié)品性粉末。熔點244C。 經(jīng)水重解結(jié)品后，于己于105 C失去結(jié)品水。 其水溶液呈強堿性，可從空氣中吸收二氧化碳。 溶于水（15%，21C），不溶于乙醚，微溶于 乙醇。天然品大量存在于魚精蛋白中，亦為各 種

5、蛋白質(zhì)的基本組成，故存在十分廣泛。精氨酸的學(xué)名：2-氨基-5-胍基-戊酸。一種脂肪族的堿性的含有胍基的極性a 氨基酸，在生理條件下帶正電荷。其分子式見圖1。精氨酸的性質(zhì)2.1精氨酸的理化性質(zhì)精氨酸鹽酸鹽為白色或近白色結(jié)品性粉末，無臭，苦澀味。218C時焙結(jié)，225C時再成固態(tài)。熔點235C（分解）。溶于水，微溶于熱乙醇，不溶于乙醚。以 明膠為原料制得。精氨酸是維持嬰幼兒生長發(fā)育必不可少的氨基酸。它是鳥氨酸 循環(huán)的中間代謝物，能促使氨轉(zhuǎn)變成為尿素，從而降低血氨含量。它也是精子蛋 白的主要成分，有促進精子生成，提供精子運動能量的作用。此外，靜注精氨酸， 能刺激垂體釋放生長激素，可用于垂體功能試驗。

6、2.2精氨酸的生理特性精氨酸是堿性最強的條件必需氨基酸，具有多種功能：是合成蛋白質(zhì)的基本 成分之一，是機體內(nèi)最豐富的蛋白氮載體；可轉(zhuǎn)化成尿素、鳥氨酸、脯氨酸、多 胺、noMT胺、谷氨酸等活性分子；參與胸腺素、人防御素等肽的合成等。 生理情況下，精氨酸的來源有二條途徑：一部分由膳食提供；一部分在腎、肝、 腸等器官合成。精氨酸在體內(nèi)主要有以下幾條代謝途徑：其一為精氨酸酶途徑， 可合成尿素、鳥氨酸、脯氨酸、多胺、谷氨酸和谷氨酸鹽等。精氨酸在尿素循環(huán) 中起中樞作用，可加速血氨轉(zhuǎn)化為尿素排出，維持體內(nèi)氨平衡；多胺（精胺與精 脒）是調(diào)節(jié)細胞生長增殖的重要物質(zhì)，還可保護細胞免受氧化損傷；谷氨酸能與 氨生成谷

7、氨酰胺。另一經(jīng)精氨酸/氨基乙酸轉(zhuǎn)氨酶催化，形成肌酸和鳥氨酸，肌 酸是體內(nèi)重要的高能磷酸物質(zhì)，鳥氨酸也可形成瓜氨酸，瓜氨酸能替代精氨酸并 促進動物生長。其三，在一氧化氮合酶（NOS）作用下可生成NO和瓜氨酸，NO 是一重要的信使分子，具有多種作用。此外，精氨酸脫羧酶能促進精氨酸合成胍 丁胺，后者被認(rèn)為是一重要的神經(jīng)遞質(zhì)囹。氨基酸的應(yīng)用3.1精氨酸在家禽營養(yǎng)上應(yīng)用精氨酸作為一種必需氨基酸在家禽營養(yǎng)中起著重要的作用。多年來人們一直 關(guān)注家禽精氨酸的需要量，尤其是發(fā)現(xiàn)精氨酸是NO的前體后，人們發(fā)現(xiàn)家禽品 種、生產(chǎn)中的各種應(yīng)激都會影響精氨酸的需要量。3.2精氨酸在畜牧業(yè)中應(yīng)用精氨酸在機體營養(yǎng)代謝與調(diào)控過

8、程中發(fā)揮重要作用。血漿中精氨酸濃度和氨 濃度是衡量機體精氨酸是否缺乏的主要標(biāo)志。動物機體缺乏精氨酸導(dǎo)致：小腸吸收功能下降，營養(yǎng)不良，新生動物生長 停滯；免疫力下降，心血管和肺功能異樣；組織再生能力破壞，傷口愈合速 度下降；機體氨解毒功能下降，導(dǎo)致高血氨癥狀發(fā)生，甚至死亡。3.3精氨酸對機體的免疫調(diào)節(jié)3.3.1促胸腺作用在研究精氨酸對傷口治療的影響時發(fā)現(xiàn)，大白鼠和小鼠背部受傷后精氨酸提 高了胸腺重量。給動物補充精氨酸后胸腺增重是由于促進了動物胸腺細胞構(gòu)成和 胸腺細胞的排出，提高了對促分裂素的轉(zhuǎn)化，而且精氨酸促胸腺的作用起動迅速。3.3.2抗腫瘤作用精氨酸具有與免疫有關(guān)的抗腫瘤特性。在沒有其他影響

9、因素時，小鼠接種致 腫瘤病毒后，精氨酸能延長潛伏時間、減少腫瘤的尺寸和縮短腫瘤減退的時間。研究表明，精氨酸對腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移的積極作用與提高肺泡巨噬細胞的吞 噬作用有關(guān)，精氨酸通過自然細胞毒性和依靠細胞毒性T淋巴細胞的無性繁殖 的細胞中間免疫來影響腫瘤的生長。3.3.3對燒傷、膿毒癥和外傷的作用精氨酸不但對機體有營養(yǎng)作用，且對缺血再灌注損傷、炎癥、免疫、臟器功 能、蛋白質(zhì)合成、傷口愈合等均有效應(yīng)9。精氨酸許多作用是通過一氧化氮(NO) 介導(dǎo)的。精氨酸能舒張血管平滑肌，抑制血小板聚集、黏附，改善組織、器官血 流，使超氧化物歧化酶(SOD)增加，清除氧自由基，減輕再灌注損傷1。3.4精氨酸的保健效

10、果3.4.1精氨酸與心腦血管疾病根據(jù)1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎獲獎?wù)叩难芯砍晒?，補充精氨酸對于心腦血管疾 病等老年慢性疾病有顯著的保健作用。精氨酸是人體內(nèi)合成一氧化氮的前體物質(zhì)， 一氧化氮對于增強體內(nèi)肺臟、肝臟、腎臟、胃腸等重要臟器功能有重要的作用。 補充精氨酸有助于增加體內(nèi)一氧化氮的合成，而體內(nèi)一氧化氮合成的增加，對于 平衡血壓、增強血流、改善心腦供血、增強血管彈性、恢復(fù)動脈硬化效果顯著mi。3.4.2提高機體免疫力精氨酸也是多胺合成的起始物。多胺是重要的生物學(xué)調(diào)控物質(zhì)，與DNA、 RNA及蛋白質(zhì)的生物代謝有關(guān)，在細胞生長周期過程中起關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，參 與分裂素誘導(dǎo)的T細胞免疫反應(yīng)，在調(diào)控中樞神

11、經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性免疫反應(yīng)中起關(guān) 鍵性作用。NO具有抑制血小板聚集和黏附、抑制急性炎癥早期中性粒細胞聚集 和黏附、降低內(nèi)皮細胞通透性和抑制炎性滲出等免疫功能。精氨酸還可通過促進 多種內(nèi)分泌激素(包括胰島素、生長激素、催乳素、抗利尿激素和兒茶酚胺等)的 釋放，達到調(diào)節(jié)免疫的作用。3.4.3促進肌肉合成精氨酸增加有利于組織合成蛋白質(zhì)，提高蛋白質(zhì)的利用率。以新生仔豬為模 型，在7日齡的仔豬中添加精氨酸組比對照組體重提高了 28%，顯著提高了背 最長肌、十二指腸等組織中的蛋白質(zhì)合成率，血清精氨酸含量和生長激素水平也 顯著提高。3.4.4促進腸道發(fā)育強化精氨酸的胃腸營養(yǎng)支持，可增加機體內(nèi)的氮儲留，有助于改善機

12、體氮平 衡，并有效發(fā)揮調(diào)節(jié)、控制蛋白質(zhì)的更新，為腸上皮細胞的損傷修復(fù)提供物質(zhì)基 礎(chǔ)，從而改善腸道的機械屏障功能。精氨酸能改善大鼠腸道在灌注損傷后的黏膜 屏障功能。精氨酸分解是多胺合成的第一步，細胞內(nèi)精氨酸的濃度可以調(diào)控多胺 的合成。多胺可以調(diào)節(jié)DNA和蛋白質(zhì)的合成，從而調(diào)協(xié)細胞增殖和分化，在加 快細胞增殖、組織形成及細胞分化中起著重要的作用，是小腸黏膜生長、發(fā)育、 成熟、適應(yīng)及恢復(fù)創(chuàng)傷必需的物質(zhì)I。3.4.5改善性欲精氨酸不僅參與精子的形成，也是精子各種核蛋白的基本成分。NO對雄性 生殖系統(tǒng)具有重要作用，它是陰莖勃起的主要介質(zhì)，通過傳遞氮能神經(jīng)信息刺激 血管和陰莖海綿體平滑肌松弛，引起陰莖勃起

13、。NO參與睪丸的微循環(huán)調(diào)節(jié)，促 進和調(diào)節(jié)精子的活力和精子的受精能力。因此，精子量少的雄動物性多食富含精 氨酸的飼糧，有利于精子量增加，從而促進生殖功能。另外，精氨酸在調(diào)節(jié)母畜 生殖道內(nèi)酸堿度，提高雌性仔畜產(chǎn)率方面也有一定效果。3.研究展望精氨酸對基因表達的調(diào)控影響機體的代謝已成為當(dāng)今的研究熱點。但目前對 于精氨酸詳細的作用機制尚不清楚，對其適用范圍、應(yīng)用時機及最佳劑量等還有 爭議，在營養(yǎng)學(xué)方面尚需要大量的科學(xué)研究逐步解決，以最大限度地發(fā)揮其正向 作用而避免毒副反應(yīng)。另外，不同種屬動物的精氨酸準(zhǔn)確營養(yǎng)需要量尚未確定， 這都有待今后進一步研究探索。參考文獻：.劉兆金，印遇龍等.精氨酸生理營養(yǎng)研究J

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