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“精彩回顾”
在上一期《肌肽与脱羧肌肽的抗氧化与抗糖化机理》文章里，我们详细解释了肌肽以及脱羧肌肽在对抗自由基方面的原理。
《肌肽与脱羧肌肽的抗氧化与抗糖化机理》
肌肽和脱羧肌肽可以帮助解决细胞外或者细胞内的自由基，但是自由基的主要生成场所——线粒体里面的自由基如何清除？本期给大家分享一下近年来公认的超级抗氧化剂——麦角硫因。
麦角硫因在结构上集合了谷胱甘肽、组氨酸、甜菜碱的特点，其抗氧化的化学过程和谷胱甘肽、组氨酸是一样的，但不具备甜菜碱的功能。
麦角硫因不能透过生物膜，需要借助转运蛋白（OCTN1）运输到膜内，表皮和真皮细胞的细胞膜上都含有这个蛋白，在线粒体和细胞核的膜上也能表达这个蛋白，所以麦角硫因在理论上可以作用于皮肤表皮细胞，起到抗氧化，保护DNA和线粒体的作用，但目前只有体外实验，没有人体临床测试数据，具体的生理作用还没有真正弄清楚。所以麦角硫因是否能担得起“超级抗氧化剂”的名头还有待时间的考验。麦角硫因有旋光性，为了安全或者生物活性，相比合成的麦角硫因，选择发酵提取的麦角硫因会更保险。
注：上期“肌肽与脱羧肌肽的抗氧化与抗糖化机理”中阐述抗糖化作用主要是β-丙氨酸的那个胺基起作用，但后来经过反复思考和查阅相关资料，可能共轭的咪唑基团电子云密度更大，理论上亲核作用更强，所以咪唑基团才是主要的抗糖化基团，但也不十分确定（没有通过实验去验证），欢迎大家提出宝贵的意见。
“麦角硫因”
麦角硫因（L-ergothioneine 简称EGT）近几年大火，其神奇的功效，高昂的价格，让大多数品牌趋之若鹜，但这其实是一个发现了很久的物质。该篇文章主要介绍一下麦角硫因的历史，以及它的功效原理，并不去分析其实际使用以及相关品牌，观点不一定正确，若有疑问，可以随时交流。
1909年，Tanret从麦角（感染麦子的一种真菌）中分离出一种含硫的化合物结晶，命名为麦角硫因，该物质有旋光性。后来人们陆续从各种菌菇、植物、动物血液中发现了这个物质的存在，并且在某些动物组织中具有相当高的浓度，事实上最开始提取麦角硫因大多是以猪血为原料的。
这个物质自从发现以来，其独特的性质吸引了研究员一个多世纪，后来证实这种广泛分布的硫酮仅由非酵母真菌、分枝杆菌和蓝藻合成，高等动植物并没有办法合成这个物质。但在大多数豆科植物的种子、谷物、动物的血液和其它组织中都发现了该物质的存在，在人体组织比如血液、晶状体、肝脏、骨髓、精液中同样有相当量的麦角硫因。原来，这是因为植物通过吸收土壤中的细菌和真菌合成的麦角硫因进入组织，而动物通过饮食摄入而富集。1911年的时候，Barger 和 Ewins研究了它的结构，是一种巯基组氨酸的甜菜碱（结构见图1）。它有两种互变结构，在生理pH条件下，主要以硫酮结构（左边）存在，而硫酮比硫醇稳定的多。
看到这个结构，科学家们立刻想到了另外的几个重要的具有生理活性的化学物质，谷胱甘肽（GSH）、组氨酸和甜菜碱。谷胱甘肽是人体内非常重要的一种硫醇抗氧化剂，组氨酸是大多数蛋白质的活性基团的氨基酸，甜菜碱是非常重要的渗透调节物质，当然对人体的功效非常重要。
事实上，在发现它之后的几十年里，科学家们对比了麦角硫因和这几个活性成分对细胞的各种作用，但结果却与人们的预想差距比较大，麦角硫因既不能代替组氨酸，对机体的抗氧化作用也无法和谷胱甘肽相比，另外也没有甜菜碱的保湿和促脂吸收功能。人们甚至一度认为麦角硫因对人体是惰性的。直到2005年，确定了麦角硫因的转运蛋白OCTN1。
图2 麦角硫因通过OCTN1蛋白进入细胞膜或线粒体膜
麦角硫因是一种不透膜的物质，需要特定的转运蛋白才可以进入细胞内，OCTN1蛋白最初发现是一种有机阳离子转运体，协助转运肉碱（转运脂肪酸）、乙酰胆碱，对麦角硫因具有极高的亲和力。OCTN1转运蛋白分布在不同的组织细胞膜上，以肾脏、气管、骨髓、骨骼肌等上比较多。另外线粒体上含有这个蛋白，主要是为了转运肉碱，协助脂肪酸进入进入线粒体中氧化。所以麦角硫因是可以进入线粒体内起到抗氧化作用的物质，而且非常容易。
麦角硫因和谷胱甘肽一样，是一种硫醇，但是谷胱甘肽非常不稳定。而麦角硫因在中性和碱性水溶液中一般以硫酮的形式存在，能够抵抗自身氧化。只有在在H2O2、Cu2+、低pH等条件下才会被氧化成二硫化合物。由于麦角硫因含有咪唑基团，也含有巯基，自然也和谷胱甘肽一样，具有很好的抗氧化作用。有大量的证据证明，麦角硫因具有强大的抗氧化作用，可以保护细胞功能。对体内麦角硫因分布测试表明，该化合物优先积聚在易发生高水平氧化应激和炎症的器官、细胞和分泌物中，如肝脏、肾脏、红细胞、晶状体和精液。另外通过沉默OCTN1蛋白，耗尽细胞的麦角硫因，导致线粒体成分的氧化负荷增加，线粒体DNA损伤。敲除OCTN1基因的小鼠更容易受到氧化应激和死亡。
还有大量的实验证实，麦角硫因是一种强大的羟基自由基、次氯酸、单线态氧的清除剂，能保护DNA、线粒体免受伤害，见图3。
图3：麦角硫因（ET）抵抗自由基，保护DNA、线粒体的示意图
KK Dong等人对比了麦角硫因和艾地苯醌、辅酶Q10（结构见图4）的抗氧化效果。我们知道辅酶Q10是人体自身可以合成的一种非常重要的抗氧化剂，也是线粒体主要的抗氧化剂之一（辅酶Q10不稳定，市场上的辅酶Q10大多是包裹的产品，主要作用对象是线粒体，但是否能导入线粒体可能要打问号。在医药领域会通过强阳离子如三苯基磷阳离子来促进与线粒体膜的吸附，化妆品中主要通过卵磷脂提高膜吸附的效率。）艾地苯醌是辅酶Q10的同系物，作用于线粒体，加强有氧呼吸和线粒体活性。
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