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為什麼人體無法自行合成賴氨酸，這背後的生物學奧秘是什麼？
賴氨酸，以符號 Lys 或 K 表崗，是一種 α-氨基酸，廣泛參與多種蛋白質的合成。作為一種基本氨基酸，賴氨酸具有α-氨基團和α-羧基酸團，並具備一個側鏈，這使得它在水溶液中呈現出帶正電的特性。雖然賴氨酸在生物體中扮演著極為重要的角色，但人類卻無法自行合成這種氨基酸，這背後的生物學原因值得探究。
賴氨酸是人體必需的氨基酸，必須透過飲食攝取。
如同大多數其他氨基酸，L-賴氨酸的α-碳原子是手性中心，這意味著它以不同的形式存在。然而，人體只能使用其生物活性的形式，而無法通過內部合成方式來獲得。這一現象引出了一個問題：為什麼進化過程中，人類的身體未能發展出合成賴氨酸的能力？
賴氨酸的代謝途徑
在自然界中，存在兩種主要的賴氨酸合成途徑：二美賴氨酸途徑（DAP）和 α-氨戊二酸途徑（AAA）。這些途徑涉及不同的酶和底物，其中一些是在細菌和植物中發現的。這兩種途徑的存在顯示了生物體如何依賴各自的代謝路徑來製造賴氨酸，而人類卻只能靠飲食供應。
賴氨酸的合成過程規範了其活性以及人體對該氨基酸的需求。
例如，DAP途徑主要出現在原核生物和植物中，通過酶促反應將其他化合物轉化為賴氨酸。與此同時，AAA途徑則更常見於某些酵母和真菌中。這些途徑背後的複雜代謝機制對於理解賴氨酸的獲得方式至關重要。
賴氨酸的生物學功能
身為一種必需氨基酸，賴氨酸在人體中具有許多功能，最重要的是參與蛋白質合成。它不僅有助於骨架結構的穩定性，還在膠原蛋白的交聯過程中扮演著關鍵角色。此外，賴氨酸還影響著礦物質的攝取、脂肪酸的代謝及環境中其他分子的相互作用。
缺乏賴氨酸可能導致多種疾病，例如貧血和脂肪酸代謝障礙。
值得注意的是，若賴氨酸攝取不足，則可能導致蛋白質-能量缺乏症，並影響身體的多種功能。因此，賴氨酸的供應不僅重要，而且必須保持在一個正常範圍內，過量攝取同樣會引起健康問題，例如神經系統障礙。
賴氨酸的飲食來源
由於人體不能合成賴氨酸，合理的飲食就成為了獲取賴氨酸的主要途徑。含有豐富賴氨酸的食物包括紅肉、禽肉、魚類、蛋類及某些豆類等。相比之下，許多穀物的賴氨酸含量相對較低，這使得素食者在飲食中須特別注意賴氨酸的攝取。
賴氨酸的缺乏在非西方社會較為普遍，並會引起多種健康問題。
目前，為了提高植物的賴氨酸含量，科學家們也在進行基因改造的研究，這顯示出與賴氨酸相關的生物學問題，對農業及人類營養均有深遠影響。
總結
賴氨酸作為人體必需的氨基酸，其合成的缺失讓人類依賴飲食來獲得這一重要的營養素。進一步探討人體內賴氨酸的缺失及其對健康的長期影響，同時也引發人們對基因改造技術的質疑。我們不禁要問，未來的科學如何平衡增強賴氨酸供應的同時，保障食品安全和環境可持續性?
