四種必需氨基酸——色氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸的重要性

鹽酸氟西汀是抗抑郁藥，通過提高腦內(nèi)5-羥色胺水平而改善情緒；褪黑素，它能調(diào)整晝夜節(jié)律，提高睡眠質(zhì)量。而這兩種重要的化學(xué)物質(zhì)5-羥色胺（5-HT）和褪黑素（melatonin，MT）有相同的前體——色氨酸。讓我們一起看一看必需氨基酸色氨酸在人體內(nèi)的代謝過程。

首先，色氨酸在人體內(nèi)的代謝過程猶如一場精密的化學(xué)反應(yīng)交響樂。色氨酸在色氨酸羥化酶的作用下加羥基，變成5-羥色氨酸，值得注意的是，色氨酸羥化酶的輔因子是四氫生物蝶呤（tetrahydrobiopterin）。四氫生物蝶呤就像是這場反應(yīng)的“催化劑助手”，它的存在確保了色氨酸能夠順利地發(fā)生羥基化反應(yīng)。在正常生理狀態(tài)下，人體需要保持一定量的四氫生物蝶呤來維持色氨酸代謝的順暢進(jìn)行。一旦四氫生物蝶呤缺乏，就可能導(dǎo)致色氨酸代謝受阻，進(jìn)而影響后續(xù)一系列生理活動。然后5-羥色氨酸在5-羥色氨酸脫羧酶的作用下脫羧，變成5-羥色胺。5-羥色胺又稱血清素，是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，它作用于神經(jīng)系統(tǒng)中的G蛋白偶聯(lián)受體或配體門控離子通道受體，進(jìn)而引起情緒的改變。臨床研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人體大腦中的5-羥色胺水平較低時，人們更容易出現(xiàn)焦慮、抑郁等負(fù)面情緒。而5-羥色氨酸脫羧酶的輔因子是維生素B6，維生素B6作為輔酶，在5-羥色胺的合成過程中起著至關(guān)重要的作用。缺乏維生素B6可能會影響5-羥色胺的正常合成，間接影響情緒調(diào)節(jié)。5-羥色胺在2個轉(zhuǎn)移酶的作用下，發(fā)生乙酰化和甲基化，最終生成褪黑素。這種激素直接或間接地調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而讓我們產(chǎn)生困意或保持清醒，這個反應(yīng)的輔因子是s-腺苷甲硫氨酸（SAM）和輔酶A。SAM參與的循環(huán)是甲硫氨酸循環(huán)，S-腺苷甲硫氨酸供甲基后轉(zhuǎn)變成S-腺苷同型半胱氨酸，然后水解生成同型半胱氨酸，然后在轉(zhuǎn)甲基酶的作用下生成甲硫氨酸。在現(xiàn)實(shí)生活中，許多人會通過食用富含色氨酸的食物，如牛奶、香蕉等，來改善睡眠和調(diào)節(jié)情緒，這正是利用了色氨酸在體內(nèi)的代謝機(jī)制。

SAM參與的循環(huán)是甲硫氨酸循環(huán)，S-腺苷甲硫氨酸供甲基后轉(zhuǎn)變成S-腺苷同型半胱氨酸，然后水解生成同型半胱氨酸，然后在轉(zhuǎn)甲基酶的作用下生成甲硫氨酸。由此得知，另一個必需氨基酸——甲硫氨酸在褪黑素的合成中也起到重要作用。

甲硫氨酸又稱蛋氨酸，以甲硫氨酸為原料合成的硒代蛋氨酸，有著神奇的功效。經(jīng)查閱文獻(xiàn)，我們了解到硒代蛋氨酸能起到促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡的作用。其機(jī)制是通過我們熟悉的PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。在相關(guān)研究中，不同劑量（1.56，3.13，6.25，12.5，25，50，100μmol/L）的硒代蛋氨酸處理HCT116細(xì)胞48h，通過四甲基偶氮唑鹽（MTT）實(shí)驗(yàn)測定半抑制率（IC50），結(jié)果顯示孵育HCT116細(xì)胞IC50為17.07μmol/L。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞隨機(jī)分為對照組及硒代蛋氨酸組，處理細(xì)胞48h后，通過Hoechst染色檢測細(xì)胞凋亡，Transwell檢測細(xì)胞侵襲情況，細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞粘附情況，Western blot實(shí)驗(yàn)檢測相關(guān)蛋白含量及信號通路的激活情況。結(jié)果表明，硒代蛋氨酸組較對照組細(xì)胞凋亡率升高，細(xì)胞粘附、侵襲數(shù)目減少。這一研究成果為癌癥的治療提供了新的思路和方向。目前，科學(xué)家們正在進(jìn)一步探索如何將硒代蛋氨酸更好地應(yīng)用于臨床癌癥治療，以及如何優(yōu)化其使用劑量和治療方案，以提高治療效果并減少副作用。

再來說說賴氨酸，它參與肉堿的合成。我們都知道，脂酰CoA進(jìn)入線粒體需要肉堿的轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而才能合成脂肪酸。肉堿在脂肪酸代謝過程中起著不可或缺的作用，它就像是脂肪酸進(jìn)入線粒體的“運(yùn)輸工具”，能夠?qū)㈤L鏈脂肪酸從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體基質(zhì)中，使脂肪酸能夠在線粒體中進(jìn)行β-氧化，從而產(chǎn)生能量。而賴氨酸作為肉堿合成的參與者，間接影響著脂肪代謝。如果體內(nèi)賴氨酸缺乏，可能會導(dǎo)致肉堿合成不足，進(jìn)而影響脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行氧化分解。

腎上腺素在人體應(yīng)對緊急情況時發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它能使心跳加快、血壓升高、血糖上升，為身體提供更多能量，增強(qiáng)機(jī)體的應(yīng)激能力。當(dāng)我們面臨危險或緊張的情況時，身體會迅速分泌腎上腺素，讓我們能夠快速做出反應(yīng)。如果苯丙氨酸的代謝出現(xiàn)異常，可能會導(dǎo)致腎上腺素合成不足，影響身體的應(yīng)激反應(yīng)能力。有一種罕見的遺傳疾病叫做苯丙酮尿癥，就是由于患者體內(nèi)缺乏苯丙氨酸羥化酶，導(dǎo)致苯丙氨酸不能正常代謝，從而在體內(nèi)積累，引發(fā)一系列嚴(yán)重的健康問題，包括智力發(fā)育遲緩、神經(jīng)系統(tǒng)損傷等。對于這類患者，需要嚴(yán)格控制飲食中苯丙氨酸的攝入量，同時補(bǔ)充特殊的營養(yǎng)物質(zhì)，以維持身體的正常生理功能。

（作者單位：中國醫(yī)科大學(xué)）