絲氨酸（C3H7NO3），因最早來源于蠶絲而得名[1]，也稱β羥基丙氨酸[2]，即L-2-氨基-3-羥基丙酸[3]。絲氨酸是中性脂肪族含羥基氨基酸，是一種非必需氨基酸[4]，易溶于水，幾乎不溶于非極性溶劑。[2]
絲氨酸在脂肪和脂肪酸的新陳代謝及肌肉的生長(zhǎng)中發(fā)揮著作用，在細(xì)胞膜的制造加工、肌肉組織和包圍神經(jīng)細(xì)胞的鞘的合成中都發(fā)揮著作用。主要用于復(fù)方氨基酸制劑中，用于補(bǔ)充氨基酸。[4]D-絲氨酸同時(shí)也是重要的神經(jīng)遞質(zhì)，N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA） 受體是其重要的內(nèi)源性配體，兩者在中樞系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。[5]生產(chǎn)方法通常有發(fā)酵法、蛋白質(zhì)水解提取法、化學(xué)合成法、生物酶法等。[6]
理化性質(zhì)
本品為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末；無臭。[3]
獲取途徑
絲氨酸可以從大豆、釀酒發(fā)酵劑、乳制品、雞蛋、魚、乳白蛋白、豆莢、肉、堅(jiān)果、海鮮、種子、大豆、乳清和全麥中獲取。[9]
目前所知，人類獲取D-絲氨酸的途徑包括生物合成、蛋白質(zhì)代謝、進(jìn)食以及腸道細(xì)菌分解食物，其中，最為重要的來源是D-絲氨酸的生物合成。人體內(nèi)的D-絲氨酸生物合成主要來源是由含磷酸吡哆醛的SR將體內(nèi)的L-Ser轉(zhuǎn)化而來。[5]
生產(chǎn)方法
工業(yè)上采用的絲氨酸（此指L-絲氨酸）生產(chǎn)方法主要有蛋白水解法、化學(xué)合成法和酶轉(zhuǎn)化法等。[7]發(fā)酵法以前提發(fā)酵法為主，作為L(zhǎng)-絲氨酸生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)工業(yè)化，主要以甘氨酸為前體進(jìn)行生產(chǎn)。蛋白質(zhì)水解法以天然蛋白質(zhì)為原材料，得到的是多種氨基酸的混合物?；瘜W(xué)法合成在原料藥生產(chǎn)中極少使用，主要存在生產(chǎn)成本較高、工藝污染排放嚴(yán)重、D-絲氨酸與L-絲氨酸難分離等缺點(diǎn)。酶法具有選擇性髙、產(chǎn)物收率髙的優(yōu)勢(shì)。但各種生產(chǎn)方法難點(diǎn)在于分離提取工藝復(fù)雜，成本較高，產(chǎn)率不好等特點(diǎn)。[6]
主要價(jià)值
L-絲氨酸作為一種組成蛋白的基本氨基酸廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。目前L-絲氨酸的全球市場(chǎng)需求量為10000t/年。[7]L-絲氨酸屬于一種非必需氨基酸，它是參與合成胞內(nèi)生物物質(zhì)嘌呤、嘧啶、磷脂等的重要前體。[6][8]L-絲氨酸是復(fù)方氨基酸輸液的原料，亦可作為輕化工業(yè)的原料[11]。此外，因L-絲氨酸具有特殊的潤(rùn)濕性和保濕性，在國(guó)內(nèi)外被大量用于高級(jí)化妝品中。[8]
D-絲氨酸是哺乳動(dòng)物體內(nèi)最主要的D型氨基酸之一，約為體內(nèi)游離絲氨酸總量的1/3。研究發(fā)現(xiàn)包括人類在內(nèi)，高等動(dòng)物的高級(jí)中樞存在區(qū)域性高濃度的D-絲氨酸，并發(fā)揮著重要的神經(jīng)遞質(zhì)作用。研究發(fā)現(xiàn)在小鼠的陰莖海綿體、食管下括約肌，均發(fā)現(xiàn)D-絲氨酸發(fā)揮著重要功能。[5]
相關(guān)研究
絲氨酸合成增加促進(jìn)絲氨酸水平受限的組織中出現(xiàn)腫瘤，這一成果由科赫癌癥綜合研究所MatthewG.VanderHeiden課題組取得。相關(guān)論文于2019年3月21日發(fā)表在《CellMetabolism》上。[12]
研究團(tuán)隊(duì)證明，在黑色素瘤和乳腺癌的小鼠模型中，PHGDH表達(dá)的增加促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展，在人類腫瘤中PHGDH的拷貝數(shù)增加。課題組測(cè)量了循環(huán)絲氨酸水平，發(fā)現(xiàn)PHGDH的表達(dá)對(duì)于在較低的生理絲氨酸濃度下支持細(xì)胞增殖是必要的。增加膳食絲氨酸或高PHGDH表達(dá)足以增加細(xì)胞內(nèi)絲氨酸水平并支持更快的腫瘤生長(zhǎng)。數(shù)據(jù)表明，生理絲氨酸可用性抑制腫瘤生長(zhǎng)，并在絲氨酸限制的環(huán)境中產(chǎn)生的腫瘤通過上調(diào)絲氨酸合成途徑酶獲得了適應(yīng)性優(yōu)勢(shì)。[12]
研究人員表示，與正常組織相比，腫瘤的代謝發(fā)生了改變。許多腫瘤上調(diào)絲氨酸合成途徑酶的表達(dá)，一些腫瘤表現(xiàn)出編碼該途徑第一種酶的基因的拷貝數(shù)增加，即磷酸甘油脫氫酶（PHGDH）。然而，增加的絲氨酸合成是否促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和絲氨酸合成如何有利于腫瘤是有爭(zhēng)議的
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