Glicinas yra vienintelis iš visų amino rūgščių, sudarančių baltymus, kurio molekulėje nėra asimetrinio anglies atomo. Tačiau jis yra metaboliškai susijęs su cheminiais kūno komponentais labiau nei bet kuri kita aminorūgštis..

Diagrama rodo, kad kai kuriose sintezėse glicinas vaidina nepakeičiamą vaidmenį, ypač formuojant baltymus, purino nukleotidus, hemoglobino hemą, suporuotas tulžies rūgštis, kreatiną, glutationą ir kt. Dauguma šių reakcijų pateikiamos atitinkamuose vadovėlio skyriuose. Čia mes atkreipiame dėmesį į reakcijas, kuriomis vyksta glicino, serino ir treonino pertvarkymai, taip pat į glicino katabolizmo reakcijas. Buvo įrodyta, kad tetrahidrofolio rūgštis dalyvauja glicino ir serino konversijos reakcijoje; šią reakciją katalizuoja piridokso fermentas serino oksimetiltransferazė:

Taip pat yra įrodymų, kad treoninas ir glicinas keičiasi treonino aldolazės reakcijoje:

Tačiau laikoma, kad pagrindinis glicino katabolizmo kelias gyvūnų audiniuose yra skilimas į CO₂, NH₃ir N5, N10-metiletenetetrahidrofolio rūgštis pagal lygtį:

Šios reakcijos, kurią neseniai atskleidė K. Tada, mechanizme dalyvauja mitochondrijų gliciną skaidančio fermento sistema, kuri skiriasi nuo glicino sintazės ir susideda iš 4 baltymų: P-baltymo, kuriame yra piridokso fosfato (glicino dekarboksilazės); H baltymai, turintys lipoinės rūgšties; T-baltymas, kuriam reikalingas THPK, ir L-baltymas, vadinamas lipamido dehidrogenaze:

Šio glicino katabolizmo kelio biologinė prasmė greičiausiai yra aktyvaus vienos anglies fragmento (N5, N10-CH) susidarymas.₂- THPK), naudojamas unikaliose metionino, purino nukleotidų, timidilo rūgšties ir kt. Sintezės reakcijose. Gauta įrodymų, kad paveldimą neketogeninę glicinemiją (padidėjusį glicino kiekį kraujyje) sukelia kepenų ir smegenų gliciną skaidančios fermentų sistemos nepakankamas P arba T baltymas. kad kiekvieną iš šių baltymų kontroliuoja atskiras genas.

Serinas dehidratazės būdu lengvai paverčiamas piruvatu. Šiuo atžvilgiu audiniuose yra sąlygų gliciną (per seriną) paversti piruvatu. Tokiu būdu atliekamas glicino dalyvavimas angliavandenių apykaitoje. Serinas vaidina svarbų vaidmenį sudėtingų baltymų - fosfoproteinų, taip pat fosfogliceridų - biosintezėje. Be fosfatidilserino, fosfatidiletanolamino ir fosfatidilcholino biosintezėje naudojami anglies skeletas ir serino azotas (žr. 11 skyrių)..

Toliau nagrinėjamos kelios kitos esminės glicino funkcijos, visų pirma dalyvavimas formuojant δ-aminolevulino rūgštį porfirinų (hemo) ir purino nukleotidų sintezėje (žr. 13 skyrių).

Glicino ir serino mainų ypatybės

abstraktus

Tema: Glicino apykaita, sutrikimai.

Baigta: II kurso studentė

Medicinos fakultetas

1010 gr

Germash E.S.

Tomskas-2011 m

Glicinas yra paprasta aminorūgštis. Amino rūgštis glicinas kaip statybinis elementas yra kitų aminorūgščių sintezės pirmtakas ir kaip aminogrupės donoras sintezuojant hemoglobiną ir kitas medžiagas. Dėl aminorūgšties glicino trūkumo susilpnėja organizmo jungiamieji audiniai, taip pat sumažėja jo energijos lygis. Glicinas sukelia daug naudingų patobulinimų organizme. Tai padeda gydyti sumažėjusią hipofizės funkciją. Tai skatina kepenis gaminti glikogeną ir yra pagrindinė kreatino, svarbiausio energijos nešėjo, sintezės medžiaga, be kurios neįmanoma veiksmingai dirbti raumenų, todėl glicinas yra būtinas normaliai raumenų veiklai ir veiksmingas raumenų distrofijos metu..

Glicinas turi antioksidacinį ir antitoksinį poveikį; Glicinas reguliuoja medžiagų apykaitą, normalizuoja centrinės nervų sistemos apsauginio slopinimo procesus, mažina emocinį stresą, didina protinę veiklą.

Glicinas yra būtinas imunoglobulinų ir antikūnų sintezei, todėl jis ypač svarbus imuninės sistemos veikimui..

Glicinas padeda sumažinti aukštą kraujo rūgštingumą, atsirandantį dėl leucino disbalanso, sukeliančio blogą kvapą ir kūno kvapą.

Glicinas yra hipofizės augimo hormono gamybos katalizatorius.

Glicinas naudojamas:

Emocinio streso mažinimas,

• geresnis užmigimas ir miego normalizavimas;

· Protinio darbingumo didinimas;

· Vegetacinių-kraujagyslių sutrikimų mažinimas (įskaitant klimakterinį periodą);

· Išeminio insulto ir galvos smegenų traumos smegenų sutrikimų mažinimas;

· Toksiško alkoholio ir centrinės nervų sistemos funkcijas slopinančių vaistų poveikio mažinimas;

Sumažinti potraukį saldumynams.

Pastaruoju metu į maistines medžiagas orientuoti gydytojai gliciną vartojo hipoglikemijai - žemam cukraus kiekiui kraujyje - gydyti..

Be to, glicinas vartojamas padidėjus skrandžio sulčių rūgštingumui ir yra daugelio skrandžio sulčių rūgštingumą mažinančių medžiagų dalis..

Natūralūs glicino šaltiniai:
- Želatina
- Jautiena
- Kepenys
- Žemės riešutas
- Avižos

Galimas glicino dalyvavimas epileptogenezėje atkreipė tam tikrą dėmesį. Kaip ir GABA, jis slopina neuronų aktyvumą visuose centrinės nervų sistemos lygiuose, bet maksimaliai nugaros smegenyse ir smegenų kamiene. Gali būti, kad abi amino rūgštys slopina paroksizminį sužadinimą. Be tiesioginio slopinančio poveikio, glicinas gali turėti įtakos neuronų veiklai, būdamas glaudžiai susijęs su glutamino metabolizmu, nes slopina glutamino sintetazę..
Galbūt glutamino kiekio sumažėjimas epilepsijos priepuolių metu paaiškinamas būtent šia aplinkybe..

Be to, glicinas yra daugelio svarbių junginių pirmtakas: triptofanas, histidinas, karbamonilfosfatas, gliukozamino-6-fosfatas, AMP, tai yra, jis gali suaktyvinti „sintetinį ciklą“..

Glicinas pagal savo cheminę struktūrą yra įprasta nereikšminga alifatinė amino rūgštis, kuri sintetinama kiekvieno žmogaus organizme. Patekęs į organizmą per virškinamąjį traktą, glicinas absorbuojamas į kraują ir patenka į kepenis, kur glicinas naudojamas baltymų sintezei. Vartojant gliciną po liežuviu (po liežuviu), glicinas absorbuojamas į kraują ir kartu su kraujotaka patenka į smegenis, kur glicinas jau veikia kaip neuromediatorius, veikiantis smegenų receptorius. Veikiami glicino, neuronai gamina mažiau glutamo rūgšties, turinčios „jaudinantį“ poveikį, ir daugiau GABA, turinčio „slopinamąjį“ poveikį.

Žemiau pateikiami pagrindiniai glicino vartojimo instrukcijų punktai.

Dėl savo „slopinančio“ poveikio centrinei nervų sistemai glicinas reguliuoja medžiagų apykaitą, normalizuoja ir aktyvina centrinės nervų sistemos apsauginio slopinimo procesus, mažina psichoemocinį stresą ir didina protinę veiklą. Glicinas turi gliciną ir GABA ergiką, alfa1-adrenerginį blokavimą, antioksidantą, antitoksinį poveikį; reguliuoja glutamato (NMDA) receptorių aktyvumą.

Glicino poveikis žmogaus organizmui:

1. Sumažina psichoemocinį stresą, agresyvumą, konfliktus, padidina socialinę adaptaciją;
2. Gerina nuotaiką;
3. Palengvina užmigimą ir normalizuoja miegą;
4. Didina protinę veiklą;
5. Sumažina vegetacinius-kraujagyslių sutrikimus (įskaitant klimakterinį periodą);
6. Sumažina smegenų sutrikimų sunkumą išeminio insulto ir trauminių smegenų pažeidimų atveju;
7. Sumažina alkoholio ir kitų centrinės nervų sistemos funkciją slopinančių vaistų toksinį poveikį.

Glicino ir serino mainų ypatybės

Glicinas yra vienintelis iš visų aminorūgščių, sudarančių baltymus, kurio molekulėje nėra asimetrinio anglies atomo. Tačiau jis yra metaboliškai susijęs su cheminiais kūno komponentais labiau nei bet kuri kita amino rūgštis..

Glicinas naudojamas daugelio svarbių junginių (hemo, purino nukleotidų, suporuotų tulžies rūgščių, glutationo, kreatino, skruzdžių rūgšties, hipurio rūgšties) sintezei. Skildamas, glicinas virsta glioksalo rūgštimi, kuri virsta skruzdžių rūgštimi, kuri savo ruožtu naudojama susidaryti iš glicino

(NH2 - CH2 - COOH) serinas (OH - CH2 - CH2 (NH2) - COOH). Gliciną galima sintetinti iš treonino, serino, glioksalato. Glicinas gali būti paverstas serinu, o vieno anglies radikalo donoras yra tetrahidrooronatas..

CH2 - COOH CH2 - CH - COOH

Be to, serinas gali būti paverstas PVC.

Taip pat yra įrodymų, kad treoninas ir glicinas keičiasi treonino aldolazės reakcijoje:

Pagrindinis glicino katabolizmo kelias yra transformacija, kurią katalizuoja glicino sintazės kompleksas (labai panašus į MPC), dėl kurio susidaro NH3, CO2, o metileno grupė perkeliama į THPA tetrahidrofolio rūgštį, susidarant metilenetetrahidrofolatui. Tai atsitinka mitochondrijose:

NH2 - CH2 - COOH NH3 + CO2

Glicino glicino sintazės kompleksas

Šios reakcijos, kurią neseniai atskleidė K. Tada, mechanizme dalyvauja mitochondrijų gliciną skaidančio fermento sistema, kuri skiriasi nuo glicino sintazės ir susideda iš 4 baltymų: P-baltymo, kuriame yra piridokso fosfato (glicino dekarboksilazės); H baltymai, turintys lipoinės rūgšties; T-baltymas, kuriam reikalingas THPK, ir L-baltymas, vadinamas lipamido dehidrogenaze:

Biologinė šio glicino katabolizmo kelio reikšmė greičiausiai yra formuojant aktyvų vieno anglies fragmentą (N5, N10-CH2-THPA), naudojamą unikaliose metionino, purino nukleotidų, timidilo rūgšties ir kt. Sintezės reakcijose. glicino kiekį kraujyje) lemia kepenų ar smegenų gliciną skaidančio fermento sistemos P arba T baltymo trūkumas ir kad kiekvieną iš šių baltymų kontroliuoja atskiras genas.

Serinas dehidratazės būdu lengvai paverčiamas piruvatu. Šiuo atžvilgiu audiniuose yra sąlygų gliciną (per seriną) paversti piruvatu. Tokiu būdu atliekamas glicino dalyvavimas angliavandenių apykaitoje. Serinas vaidina svarbų vaidmenį sudėtingų baltymų - fosfoproteinų, taip pat fosfogliceridų - biosintezėje. Be fosfatidilserino, fosfatidiletanolamino ir fosfatidilcholino biosintezėje naudojami anglies skeletas ir serino azotas..

Glicino apykaitos sutrikimai yra glicinurija, susijusi su sutrikusia glicino reabsorbcija inkstų kanalėliuose. Tai tikriausiai yra paveldima patologija, paveldima dominuojančio požymio, susijusio su X chromosoma. Mes minėjome, kad glicinas sugeba virsti glioksalo rūgštimi, kuri vėliau virsta skruzdžių rūgštimi arba glicinu. Šią reakciją katalizuoja glicino transaminazė. Esant šio fermento trūkumui, gloksalio rūgštis negali paversti glicinu arba neveikia fermentas, kuris paverčia gloksalio rūgštį skruzdžių rūgštimi, jo perteklius virsta oksalatu, kuris šlapimo takuose kaupiasi akmenų pavidalu, o hipertenzija ir inkstų nepakankamumas gali sukelti mirtis vaikystėje.

Serinas naudojamas audiniuose:

yra vieno anglies radikalų (metilo, - CH2OH, karbonilo, - CH -, = CH -) donoras,

fosfolipidų, sfingomielinų sintezė.

Serinui suskaidžius serino hidratazę, susidaro piruvatas (iš tikrųjų tai yra neoksidacinis deamininimas).

HO - CH2 - CH - COOH CH2 = C - COOH CH3 - C - COOH

serino NH2 NH2 NH

Serinas gali suskaidyti į gliciną ir toliau glicino irimo keliu. Glicino pavertimo serinu ir po to vieno anglies radikalų perkėlimo reakciją vykdo aktyvioji folio rūgšties forma (THFA - tetrahidrofolio rūgštis). THPA turi įvairių anglies radikalų, naudojamų, pavyzdžiui, nukleino rūgščių purino ir pirimidino bazių sintezei. Folio rūgštis yra vitaminas. Su jo trūkumu išsivysto mažakraujystė (naujagimiai, nėščios moterys). Folio rūgštis susideda iš ateridino, para-aminobenzenkarboksirūgšties ir glutamato. Folio rūgštis paverčiama THPA fermentu dihidrofolato reduktaze. Sudėtyje yra mielių, žalių lapų. Paros poreikis yra 1-2 mg. Antivitaminai (antifolatai) - aminopterinas, metotreksanas (ametopterinas) - yra plačiai naudojami leukemijai, chorionepiteliomai gydyti, turi citostatinį ir bakteriocidinį (bakteriostatinį) poveikį. Medicinos praktikoje sulfatiniai vaistai yra plačiai naudojami kaip konkurenciniai para-aminobenzenkarboksirūgšties konversijos į folio rūgštį inhibitoriai, dėl to sumažėja NA sintezė (dėl sulėtėjusios arba nutrūkusios THFA sintezės iš folatų). Galutinis šių įvykių rezultatas yra mikroorganizmų mirtis.

Serinas ir glicinas gali būti vieno anglies fragmentų donorai. Reaguojant serinui virstant glicinu arba glicino katabolizmui į CO2 ir H2O, —CH2— grupė perkeliama į THF.

Tolesnės metabolinės transformacijos transformuoja —CH2— grupę į kitas grupes ir nustato jų naudojimo būdus. Metilo grupė yra būtina homocisteinui virsti metioninu, o metileno, metileno ir formilo grupės dalyvauja visų purinų ir vieno iš pirimidinų - timino - biosintezėje..

Glicinemija yra paveldima liga (r), kurią sukelia aminorūgščių apykaitos pažeidimas ir kartu padidėjęs glicino kiekis kraujyje ir šlapime, ketoacidozė. Yra žinoma daugiau nei dešimt ligos variantų: • izoliuotas neketozinis I, 238300, GLDC (glicino katabolizmo sistemos P baltymas), 9p24 9p23; • izoliuotas neketozinis II: 238310, AMT (glicino katabolizmo sistemos H baltymas, aminometiltransferazė), 3p21,3 3p21,2; • ketotinis I: 232000, PCCA (propionilo CoA karboksilazės trūkumas), 13q32; • ketotinis II: 232050, PCCB (propionilo CoA karboksilazės trūkumas), 3q21 q22. Glicino katabolizmo multienziminėje sistemoje (EC 2.1.2.10) yra mažiausiai keturi baltymai (P, H, T ir L). Daugumai pacientų, sergančių glicinemija, yra P-baltymo defektas (nuo piridokso fosfato priklausoma glicino dekarboksilazė).

Tarptautinės ligų klasifikacijos TLK-10 kodas:

E72.5 Glicino apykaitos sutrikimai

Klinikinis vaizdas priklauso nuo ketozės buvimo ar nebuvimo.

Kūno korpuso agenesis

Mirtis ankstyvoje vaikystėje.

• Ketoacidozinėmis formomis - vėmimas, ketozė, hiperamonemija, trombocitopenija, neutropenija.

• Esant propionil-CoA karboksilazės (taip pat ir ketotinės formos) trūkumui - neįprastas veidas su putliais skruostais ir viršutinės lūpos kontūru „Kupidono svogūno“ pavidalu. Laboratorija: hiperglikinemija, hiperglikinurija, sumažėjęs oksalato išsiskyrimas su šlapimu.

Laboratoriniai tyrimai. Padidėjęs glicino kiekis kraujyje ir šlapime, tuo tarpu leucino, izoleucino ir valino koncentracija plazmoje padidėja.

Gydymas. Nedelsiant ir dramatiškai sumažėja maistinių baltymų (visiškai neįtraukite ketogeninių amino rūgščių - leucino, izoleucino, valino, treonino ir metionino) • Reabilitacija padidėjus elektrolitų ir bikarbonatų kiekiui

Sinonimai • Glikolio liga • Hiperglikinemija • Glikinozė.

Glicino sintezė

Aminorūgšties glicino sintezė nuolat vyksta žmogaus organizme, suteikiant sunaudojamą medžiagą baltymams, hormonams, biologiškai aktyvioms molekulėms gaminti. Perskaitykite straipsnį iki galo ir sužinosite organizme vykstančių reakcijų mechanizmus glicino sintezei. Iš ko susidaro glicinas, kur jis susidaro ir kokie papildomi komponentai reikalingi glicino sintezei. Su jumis Galina Baturo ir aminorūgštis glicinas.

Glicino sintezė

Aminorūgštis glicinas yra neesminė proteinogeninė aminorūgštis. Tai reiškia, kad glicinas yra baltymų sudėtyje. Dideliais kiekiais jo yra želatinoje, kaip amido, jis yra neatskiriama hormonų vazopresino ir oksitocino dalis. Kaip rodo jo pavadinimas, vasopresinas yra hormonas, sutraukiantis kraujagysles ir keliantis kraujospūdį. Oksitocinas yra hormonas, prisidedantis prie lygiųjų raumenų susitraukimo, dideliais kiekiais jis išsiskiria gimdymo metu, verčia gimdą susitraukti ir išstumti vaisių iš gimdos.

Glicinas yra glutationo, hipuro ir glikocholio rūgščių dalis. Žmogaus organizmas taip pat gamina glicino N-metilo darinį - sarkoziną. Tai yra cholino ir aminorūgšties metionino darinys.

Glicinas yra svarbių metabolitų, tokių kaip kreatinas, purino bazės ir porfirinai, šaltinis, iš kurio susidaro kraujo baltymas hemoglobinas..

Glicinas, kaip neesminė aminorūgštis, gali būti lengvai sintetinamas organizme. Jis susidaro šiomis reakcijomis: aminorūgšties serino skilimas, sintezė iš vandens ir amoniako, gloksilinės rūgšties aminavimas, sarkozino demetilinimas.

Glicino iš serino sintezė

90% glicino organizme sintezuojama iš aminorūgšties serino, kuris taip pat nėra būtinas ir proteinogeninis. Anglies skeletas gauna seriną iš 3-fosfoglicerato, tarpinio skaidant gliukozę, o amino galvutę teikia glutamo rūgštis. Atrodytų, kad dėl tokių dalykų organizmui neturėtų trūkti glicino: mes visada gauname gliukozės perteklių, o dietoje gausiai atstovaujama glutamo rūgščiai, kuri yra glutamatas. Tačiau pasala laukia ten, kur nesitiki. Ir jis vadinamas vitaminu B9, kitaip tariant, folio rūgštimi, kurios teoriškai turėtume gauti su šviežiais lapais ir žolelėmis. Mūsų juostoje, kur devyni mėnesiai yra žiema, tai ypač pasakytina.

Aktyvi vitamino B9 forma (folio rūgštis) dalyvauja glicino - H sintezėje₄-Folatas, dar žinomas kaip TetraHydroFolic Acid (THFA).

THPA susidarymas iš folio rūgšties vyksta kepenyse, tai yra kompleksinė reakcijų kaskada, kurioje dalyvauja specialūs fermentai, kurių kofermentas yra NADP. Gautas THPK reaguoja su serinu dalyvaujant fermentui SerineOxyMethylTransferase.

THPK perima metilo grupę CH₃, esantis β padėtyje, ir virsta N 5 N 10 metilenu₄Folatas, o alkoholio grupė suskaidoma kaip vanduo. Ką reiškia šis įsiutę pavadinimas? Folatas yra trumpas folio rūgšties pavadinimas, nes jis turi hidroksilo uodegą COOH. Metilenas - reiškia, kad junginys perėmė metilo grupę CH_2, ir paėmė savo azoto molekules N 5 ir 10 pozicijose.

Reakcija lengvai grįžtama, t.y. glicinas gali būti serino šaltinis. Šiuo atveju N 5 N 10 metilenasH₄Folatas dovanoja glicinui metilo grupę, o vanduo tampa serino alkoholio grupės šaltiniu. N5N10metilenasH₄Folatas, susidaręs kartu su glicinu, greitai virsta N5 metilu₄Folatas, dalyvaujantis bauginamo homocisteino detoksikacijoje, paverčiant jį nepakeičiama aminorūgštimi metioninu. Reakcija apima aktyvią vitamino B12 metilkobalamino formą.

Glicino iš treonino sintezė

Ilgą laiką buvo tikima, kad treoninas suyra susidarant glicinui kepenų ląstelėse (hepatocituose), veikiant fermentui Treonino aldolazei. Vadovėliai žemiau nubrėžė gražią reakcijos lygtį. Neapsigaukite dėl reakcijos grįžtamumo. Jau tada buvo pabrėžiama, kad reakcija gyvuose organizmuose dažniausiai vyksta treonino irimo metu, susidarant glicinui ir acetaldehidui. Atvirkštinė treonino sintezė gyvuose organizmuose nebuvo pastebėta.

Dabar tapo žinoma, kad fermentas Treonino aldolazė skaido ne baltymuose esantį L-treoniną, kad susidarytų glicinas, bet stereoizomerą alo-treoniną, kuris nedalyvauja baltymų sintezėje (1).

Jau seniai manoma, kad mitochondrijose veikiant fermentui Treonino dehidrogenazei, kurio aktyvumas priklauso nuo NAD, glicino susidarymas suardant treoniną. Dėl to susidaro aminoacetonas, kuris oksiduojamas į α-aminoacetoacto rūgštį, kuri savo ruožtu yra glicino pirmtakas. Reikėtų pažymėti, kad evoliucijos procese žmonės prarado gebėjimą sintetinti treonino dehidrogenazę, todėl žmogaus organizme glicino iš treonino susidaryti neįmanoma (2)..

Žmogaus kepenyse, nukenksminant glioksilo rūgštį (žr. Toliau), treoninas gali būti transaminuojamas veikiant fermentui Kinurenino aminotransferazei, kuris pasirodė esąs identiškas serino piruvato amino transferazei ir alanino gloksilo amino transferazei. Kepenų peroksisomose, kuriose yra piridokso fosfato (aktyvi vitamino B 6 forma), treoninas jungiasi su glioksilo rūgštimi, todėl susidaro glicinas ir α-Keto-β-amino sviesto rūgštis..

Glicino sintezė iš anglies dioksido ir amoniako

Stuburinių gyvūnų (ir žmonių) kepenyse, dalyvaujant fermentui Glicino sintazė, glicinas gali susidaryti iš anglies dioksido, amoniako, taip pat aktyvios vitamino B9 formos - N 5 N 10 Metilenas₄Folatas (žr. 1 reakciją) ir NADH + H. Reakcija yra grįžtama, t.y. glicinas gali suirti iki anglies dioksido ir amoniako, kad susidarytų metilinta folio ir NADH + H forma. Reakcija vyksta dalyvaujant aktyviajai vitamino B6 piridokso fosfato formai. Taigi glicino sintezei reikalingi du vitaminai: folio rūgštis (B9) ir piridoksinas (B6). Folio rūgšties yra šviežiose žolelėse, taip pat kepenyse, tačiau problema ta, kad ji sunaikinama termiškai apdorojant. Piridoksino yra saulėgrąžų sėklose, sėlenų duonoje, pupelėse, raudonosiose jūros žuvyse ir kituose maisto produktuose.

Glicino sintezė iš glioksilo rūgšties

Glioksilo rūgštis yra baisus nuodas, slopinantis audinių kvėpavimą. Dideliais kiekiais yra neprinokusių vaisių, todėl jų negalima valgyti, ypač esant kepenų ir kasos problemoms. 30-aisiais, kai vidurio Volgos regione kilo badas, mano prosenelis, būdamas paauglys, mirė suvalgęs neprinokusių obuolių. Neprinokę obuoliai pasirodė viliojantis maistas, su kuriuo išsekęs kūnas negalėjo susitvarkyti. Kitą kartą mano augintinis beveik pateko į triušių rojų, kuris buvo pagavęs neprinokusius obuolius, ir ne iš karto supratau, kad tai ne pats tinkamiausias maistas jam. Išpumpavęs triušį ir prisiminęs liūdną savo dėdės istoriją, tvirtai supratau, kad niekada negalima valgyti neprinokusių obuolių. Dabar aš žinau, kodėl - dėl didelio gloksilo rūgšties kiekio.

Glicilo rūgštis taip pat susidaro biotransformuojant etilenglikolį - nuodą, kuris dedamas į antifrizus - neužšąlančius skysčius. Atsitiktinai (o kartais ir neatsitiktinai) nurijus, kepenys bando neutralizuoti etilenglikolį, tačiau dėl to junginiai yra dar nuodingesni, o vienas iš jų yra glicoksirūgštis.

Nedideliais kiekiais gloksirūgštis susidaro kaip šalutinis produktas cholino susidarymo iš serino kelyje. Mums reikia cholino, nes jis gamina neurotransmiterį acetilcholiną..

Fermentas dekarboksilazė nukando serino karboksilo uodegą, todėl susidaro amino alkoholis 2-aminoetanolis ir išsiskiria anglies dioksidas..

2-aminoetanolis gali būti naudojamas cholino sintezei ir toliau neurotransmiterio acetilcholino sintezei arba gali virsti glikolaldehidu, praradęs amino galvutę oksidacinio dezaminavimo metu..

Glikolio aldehidas yra nuodinga medžiaga, kurią būtina nedelsiant neutralizuoti. Jis susidaro ne tik iš 2-aminoetanolio serino konversijos kelyje, bet ir skaidant purino bazes (DNR ir RNR molekulių karkasas - ląstelių genetinės matricos) ir alternatyvaus glikolizės kelio metu - skaidant cukrus, išsiskiriant energijai. Taigi yra 3 natūralaus glikolaldehido susidarymo šaltiniai:

• aminorūgšties serino virtimas 2-aminoetanoliu, gaunant glikolio aldehidą
• purinų skaidymas: ksantinas virsta šlapimo rūgšties druska, kuri dekarboksilinama, t.y. praranda karboksilo uodegą, virsta alantoinu ir alanto rūgštimi, kurios hidrolizuojamos iki karbamido ir glikolaldehido
• alternatyvi glikolizė: gliukozė virsta fruktoze-1,6-bisfosfatu, o tas fermentas ketolazė virsta glikolaldehidu.

Gliukolio aldehidas taip pat susidaro apdorojant etilenglikolį kepenyse, apsinuodijus šiuo junginiu, ir paradoksalu, bet medžiagų apykaitos produktai yra pavojingesni nei patys nuodai.

Fermentas Aldehido oksidazė glikolio aldehidą oksiduoja iki glikolio rūgšties, o tai, savo ruožtu, oksiduoja fermentas Laktato dehidrogenazė į glioksilo rūgštį.

Visos šios medžiagos yra nuodai, slopinantys audinių kvėpavimą ir baltymų sintezę, jie blokuoja mitochondrijų elektronų pernešimą, atjungia oksidaciją ir fosforilinimą, t.y. deginant organines molekules išsiskirianti cheminė energija išsisklaido kaip šiluma ir nenaudojama biocheminiam konvejeriui valdyti.

Kūnas labai sumaniai sugalvojo paversti nuodus naudinga medžiaga glicinu. Tai daro kepenų ląstelės specialiuose organeliuose - mikrobuose (peroksisomose)..

Pagrindinė glioksilo rūgšties neutralizavimo reakcija yra derinys su alaninu.

Amino grupės donoras šioje reakcijoje yra aminorūgštis alaninas, kuris virsta piruvatu. Reakcija vyksta dalyvaujant fermentui AlanineGlyoxylateAminoTransferase kartu su aktyvia vitamino B6 forma - Pyridoxal Phosphast.

Glioksilo rūgštis ir ornitinas

Kita gloksirūgšties neutralizavimo reakcija yra derinys su ornitinu, o jo rezultatas yra glicinas ir glutamo rūgšties γ-semialdehidas. Reakcija aktyviai vyksta kepenyse.

Kur gauti ornitino? Ornininas susidaro iš arginino karbamido detoksikacijos procese.

Tiesioginė glicino sintezė iš glioksilo rūgšties

Glicinas gali būti suformuotas tiesioginės sintezės būdu iš glioksilo rūgšties. Šiuo atveju jis paima amino galvą iš visur esančio glutamato, kuris virsta α-ketoglutaratu. Reakcija vyksta dalyvaujant fermentui GlycineAminoTransferase. Atkreipkite dėmesį, kad reakcija yra grįžtama, t. glicinas gali veikti kaip gloksirūgšties šaltinis, ir tai nėra ledas.

Taigi glicinas sintetinamas kaip galutinis metabolitas glikolaldehido, glikolio rūgšties ir glioksilo rūgšties detoksikacijos kelyje. Kadangi kalbame apie apsinuodijimą, turiu pasakyti, kad glioksilo rūgštis gali virsti oksalo rūgštimi ir, pagavusi kalcį, nusėda, susidaro oksalatai - oksalo rūgšties kalcio druskos. Oksalatai yra į adatą panašūs kristalai, jie pažeidžia šlapimo takus ir formuoja akmenis inkstuose. Didelio oksalatų kiekio susidarymas apsunkina inkstų funkciją apsinuodijus etilenglikoliu.

Kodėl aš? Ir į tai, kad kai kuriais atvejais glicinas veikia kaip glioksilo rūgšties šaltinis, su visomis pasekmėmis oksalato akmenų susidarymo inkstuose forma..

Glicino iš sarkozino sintezė

Sarkozinas yra svarbus biocheminio vamzdyno dalyvis, kuriame jis dalyvauja kaip vienos anglies grupės donoras transmetilinimo reakcijose, t. metilo liekanų mainai CH₃. Suskaldant choliną susidaro sarkozinas. Sarkozino transformacija yra glaudžiai susijusi su glicinu. Sarkozinas susidaro iš glicino tiek tiesiogiai, tiek per ilgą biocheminę grandinę, kurios pradžioje glicinas virsta serinu, paskui per daugelį junginių susidaro cholinas, o iš jo skaidant gaunamas sarkozinas..

Žinduoliams (ir žmonėms) nustatyta, kad mitochondrijose esanti fermentų sistema skaido sarkoziną, kad susidarytų glicinas. 90% sarkozino yra suskaidoma kepenų mitochondrijose, o 10% - inkstuose. Reakcija vyksta veikiant fermentui Sarcosine Dehydrogenase, ir fermentas veikia su apoenzimu, susijusiu su mitochondrijų membrana. Jo aktyvumas pasireiškia tik esant specifiniam flavoproteinui FAD (aktyvi vitamino B2 forma - riboflavinas), kuris yra būtinas elektronų pernešimui. Ši reakcija gali pasireikšti su TetraHydroFolate arba be jo (THFA - aktyvi vitamino B9 forma - folio rūgštis). Anaerobinėmis sąlygomis, t.y. be deguonies THPK reakcijoje nedalyvauja, todėl susidaro laisvas formaldehidas - nuodinga medžiaga, kurią reikia skubiai neutralizuoti. Esant deguoniui, THPA patenka į reakciją, kuri pašalina anglies liekaną CH₃ iš formaldehido, virsta jau žinomu N 5 N 10 metilenu₄Folatas išleidžiamas vandeniu.

Tikslus reakcijos mechanizmas nėra žinomas. Bendroji schema atrodo taip:

Reakcija be deguonies aplinkoje vyksta dviem etapais. Dalyvaujant deguoniui ir THFA - trise.

Pirmasis etapas: vandenilio perkėlimas iš sarkozino N-metilo grupės į FAD, kuris leidžia vandeniui užpulti susidariusį teigiamai įkrautą karbokaciją, susidarant tarpiniam junginiui. Metilo galvutė yra nutraukta, kitaip tariant, demetilinant N-metilo grupę sarkozine. Pirmajame etape redukuotas FAD H - oksiduojamas deguonies ir susidaro vandenilio peroksidas.

Tarpinis produktas be THFA oksiduojamas iki glicino išsiskiriant formaldehidu.

Trečiame etape detoksikuojamas formaldehidas, kuriam reikalinga THFA (aktyvi folio rūgšties forma - vitaminas B9). THPA perima vienos anglies liekanas iš formaldehido ir virsta N5, N10-metileno tetraHydroFolate.

Transformacija vyksta keturiais etapais išleidžiant vandenį.

Išvada

Glicinas yra aktyvus biocheminio vamzdyno dalyvis, dalyvaujantis perkeliant vienos anglies liekanas CH₃, tie. metilinimo reakcijose. Glicino mainai yra glaudžiai susiję su kitos aminorūgšties - serino ir aktyviosios vitamino B9 formos - folio rūgšties THFA mainais. Biologinė šių procesų reikšmė yra vienos anglies liekanos pernešimas palei biocheminį konvejerį, o glicinas veikia kaip vienos anglies liekanų šaltinis, o THPA yra perduodanti grandis, o biosintezės metu susidaręs pavojingas homocisteinas tampa nekenksmingas, susidarant saugiai aminorūgščiai metionino..

Glicinas yra galutinis saugus produktas, skirtas detoksikuoti ląstelių nuodus, kurie yra biosintetinės kilmės, t. susidaro kūno viduje, veikiant biocheminiam konvejeriui, ir maisto kilmės, t. patekęs į kūną iš išorės, su maistu. Tai yra glikolio aldehidas, glikolio rūgštis ir glioksilo rūgštis. Dėl kepenyse vykstančių virsmų ląstelių nuodai virsta saugiu glicinu.

Glicinas taip pat yra galutinis saugus produktas naudojant choliną ir sarkoziną, kurio metu susidaro ląstelių nuodai - formaldehidas..

Iširus biologiškai aktyvioms molekulėms, susidaro organizmui pavojingos medžiagos, kurias reikia neutralizuoti. Organizmas išleidžia energiją ir fermentus bei vitaminus, kad pradėtų perdirbti atliekų molekules, paverčiant nuodus glicinu. Savo ruožtu glicinas suriša aminorūgščių, purino bazių, porfirinų mainus ir per aminorūgštis seriną maitina angliavandenių apykaitą, suteikdamas organizmui energijos.

1. P. 6. Malinovsky A.V. "Treonino transaminavimas"
2. P. 15. Malinovsky A.V. Treonino transaminavimas

_ "style = 'position: relative; display: inline-block; / * height: 24px; * / / * padding: 0 12px 0 27px; * / / * border-radius: 12px; * / žymeklis: rodyklė; / * fonas: # 21A5D8; * / teksto dekoravimas: nėra; užpildas: 2 taškų 8 taškų 2 taškų 29 taškų; / * šrifto dydis: 14 taškų; * / / * šriftų šeima: „Arial“, „sans-serif“; * / / * spalva: #FFF ; * / line-height: 25px; margin: 6px; color: # 000; background: #fff; border: 1px solid #ccc; border-radius: 3px; vertical-align: middle; font-family: "Helvetica Neue", „Arial“, „sans-serif“; šrifto dydis: 13 taškų; linijos aukštis: 20 taškų; žymeklis: rodyklė; linijos aukštis: 19 taškų; '>

Serino ir glicino mainai

Serinas ir glicinas yra polinės ir neesminės aminorūgštys.

Serinos virsmo į gliciną reakcijos vaidmuo yra formuoti aktyvią tetrahidrofolio rūgšties formą - N_penki,N_dešimt-metilenas-THPA.

Glicino ir serino konversijos reakcija

Tuo pat metu ši reakcija yra pirmoji serino katabolizmo kelyje. Kitomis jo metabolizmo reakcijomis serinas

• gliukozės sintezės metu, veikiant fermentui serino dehidratazei, jis oksiduojamas dezaminacijos metu, kad susidarytų piruvatas,
• dekarboksilatai cholino ar betaino susidarymo kelyje,
• susidarant sfingozinui - kondensuojasi palmitino rūgštimi.

Nepaisant jų struktūros paprastumo, glicinas ir serinas yra labai reikalingos aminorūgštys ląstelėse. Dėl pertvarkymo toliau plečiamas galimų šių aminorūgščių metabolizmo būdų sąrašas..

20 aminorūgščių: pavadinimai, formulės, reikšmė. Alaninas, Valinas, Serinas, Lizinas, Prolinas, Tirozinas

Cheminės medžiagos, turinčios karboksirūgšties ir amino molekulės struktūrinius komponentus, vadinamos aminorūgštimis. Tai yra bendras organinių junginių grupės pavadinimas, kuriame yra angliavandenilių grandinė, karboksilo grupė (-COOH) ir amino grupė (-NH2). Jų pirmtakai yra karboksirūgštys, o molekulės, kuriose vandenilis ties pirmuoju anglies atomu pakeičiamas amino grupe, vadinamos alfa aminorūgštimis..

Tik 20 amino rūgščių yra vertingos fermentinėms biosintezės reakcijoms, kurios vyksta visų gyvų būtybių kūne. Šios medžiagos vadinamos standartinėmis amino rūgštimis. Taip pat yra nestandartinių amino rūgščių, kurios yra įtrauktos į kai kurias specialias baltymų molekules. Jų nėra visur, nors laukinėje gamtoje jie atlieka svarbią funkciją. Tikriausiai šių rūgščių radikalai modifikuojami po biosintezės.

Bendra informacija ir medžiagų sąrašas

Yra dvi didelės aminorūgščių grupės, kurios buvo išskirtos dėl jų atsiradimo gamtoje modelių. Konkrečiai, yra 20 standartinių amino rūgščių ir 26 nestandartinės amino rūgštys. Pirmieji yra bet kurio gyvo organizmo baltymuose, o pastarieji būdingi atskiriems gyviems organizmams..

20 standartinių amino rūgščių yra suskirstytos į 2 rūšis, atsižvelgiant į gebėjimą sintetinti žmogaus organizme. Tai yra keičiami, kurie žmogaus ląstelėse gali susidaryti iš pirmtakų, ir nepakeičiami, kurių sintezei nėra fermentų sistemos ar substrato. Esminių amino rūgščių maiste gali nebūti, nes jų organizmas gali sintetinti, prireikus papildydamas jų kiekį. Organizmas pats negali gauti nepakeičiamų amino rūgščių, todėl turi būti tiekiamas su maistu.

Biochemikai nustatė nepakeičiamos grupės aminorūgščių pavadinimus. Yra 8 iš jų:

• metioninas;
• treoninas;
• izoleucinas;
• leucinas;
• fenilalaninas;
• triptofanas;
• valinas;
• lizinas;
• taip pat dažnai apima histidiną.

Tai yra medžiagos, turinčios skirtingą angliavandenilių radikalų struktūrą, tačiau visada prie alfa-C atomo esant karboksilo grupei ir amino grupei.

Nereikalingų aminorūgščių grupėje yra 11 medžiagų:

• alaninas;
• glicinas;
• argininas;
• asparaginas;
• asparto rūgštis;
• cisteinas;
• glutamo rūgštis;
• glutaminas;
• prolinas;
• serinas;
• tirozinas.

Iš esmės jų cheminė struktūra yra paprastesnė nei nepakeičiamų, todėl jų sintezė organizmui yra lengvesnė. Daugumos nepakeičiamų amino rūgščių negalima gauti tik dėl to, kad transaminacijos reakcijos metu nėra substrato, tai yra pirmtako molekulės.

Glicinas, Alaninas, Valinas

Biosintezuojant baltymų molekules, dažniausiai naudojamas glicinas, valinas ir alaninas (kiekvienos medžiagos formulė parodyta žemiau paveiksle). Šios amino rūgštys yra paprasčiausios pagal cheminę struktūrą. Medžiaga glicinas yra paprasčiausia aminorūgščių klasėje, tai yra, be alfa anglies atomo, junginyje nėra radikalų. Tačiau net ir struktūriškai paprasčiausia molekulė vaidina svarbų vaidmenį palaikant gyvybę. Visų pirma, iš glicino sintezuojamas hemoglobino ir purino bazių porfirino žiedas. Porfirinis žiedas yra baltyminis hemoglobino regionas, skirtas laikyti geležies atomus kaip sudėtinės medžiagos dalį.

Glicinas dalyvauja užtikrinant gyvybinę smegenų veiklą, veikdamas kaip centrinę nervų sistemą slopinantis tarpininkas. Tai reiškia, kad jis yra labiau įsitraukęs į smegenų žievės - jos sudėtingiausio organizuoto audinio - darbą. Dar svarbiau yra tai, kad glicinas yra purino bazių sintezės substratas, reikalingas paveldimą informaciją koduojantiems nukleotidams susidaryti. Be to, glicinas yra kitų 20 aminorūgščių sintezės šaltinis, o pats jis gali susidaryti iš serino.

Amino rūgštis alaninas turi šiek tiek sudėtingesnę formulę nei glicinas, nes jos alfa anglies atome metilo radikalas yra pakeistas vienu vandenilio atomu. Tuo pačiu metu alaninas taip pat išlieka viena iš dažniausiai dalyvaujančių molekulių baltymų biosintezės procesuose. Tai yra bet kokio baltymo pobūdžio dalis..

Valinas, kurio negalima sintetinti žmogaus organizme, yra aminorūgštis, turinti šakotą angliavandenilių grandinę, susidedančią iš trijų anglies atomų. Izopropilo radikalas suteikia molekulei daugiau svorio, tačiau dėl to žmogaus organų ląstelėse neįmanoma rasti biosintezės substrato. Todėl valinas turi būti tiekiamas su maistu. Jo pirmiausia yra raumenų struktūriniuose baltymuose.

Tyrimų rezultatai patvirtina, kad valinas yra būtinas centrinės nervų sistemos veiklai. Visų pirma, dėl savo sugebėjimo atkurti mielinių nervinių skaidulų apvalkalą, jis gali būti naudojamas kaip pagalbinis vaistas gydant išsėtinę sklerozę, priklausomybę nuo narkotikų, depresiją. Dideliais kiekiais jo yra mėsos produktuose, ryžiuose, džiovintuose žirniuose.

Tirozinas, histidinas, triptofanas

Organizme tirozinas gali būti sintetinamas iš fenilalanino, nors jo dideliais kiekiais būna su pienišku maistu, daugiausia su varške ir sūriais. Tai yra kazeino, gyvūninio baltymo, kurio perteklius yra varškės ir sūrio produktuose, dalis. Pagrindinė tirozino svarba yra ta, kad jo molekulė tampa katecholaminų sintezės substratu. Tai yra adrenalinas, norepinefrinas, dopaminas - kūno funkcijų reguliavimo humoralinės sistemos tarpininkai. Tirozinas taip pat sugeba greitai prasiskverbti per kraujo ir smegenų barjerą, kur greitai virsta dopaminu. Tirozino molekulė dalyvauja melanino sintezėje, suteikdama odos, plaukų ir akies rainelės pigmentaciją..

Aminorūgštis histidinas yra struktūrinių ir fermentinių kūno baltymų dalis, yra histamino sintezės substratas. Pastarasis reguliuoja skrandžio sekreciją, dalyvauja imuninėse reakcijose ir reguliuoja traumų gijimą. Histidinas yra būtina aminorūgštis, o organizmas papildo savo atsargas tik iš maisto.

Triptofano organizmas taip pat negali sintetinti dėl angliavandenilių grandinės sudėtingumo. Tai yra baltymų dalis ir yra serotonino sintezės substratas. Pastarasis yra neuromediatorius, skirtas budrumo ir miego ciklams reguliuoti. Triptofanas ir tirozinas - šiuos aminorūgščių pavadinimus turėtų prisiminti neurofiziologai, nes jie sintetina pagrindinius limbinės sistemos tarpininkus (serotoniną ir dopaminą), kurie suteikia emocijų. Tuo pačiu metu nėra molekulinės formos, užtikrinančios būtinų aminorūgščių kaupimąsi audiniuose, todėl jų maiste turi būti kiekvieną dieną. Baltymų maistas 70 gramų per dieną visiškai patenkina šiuos kūno poreikius.

Fenilalaninas, leucinas ir izoleucinas

Fenilalaninas pasižymi tuo, kad iš jo sintetinama aminorūgštis tirozinas, kai jo trūksta. Pats fenilalaninas yra struktūrinis visų gyvosios gamtos baltymų komponentas. Tai yra neurotransmiterio feniletilamino metabolinis pirmtakas, užtikrinantis psichinį dėmesį, nuotaikos pakilimą ir psichostimuliaciją. Rusijos Federacijoje, esant daugiau kaip 15% koncentracijai, šios medžiagos cirkuliacija yra draudžiama. Feniletilamino poveikis yra panašus į amfetamino, tačiau pirmasis nesiskiria kenksmingu poveikiu organizmui ir skiriasi tik dėl psichinės priklausomybės vystymosi..

Viena iš pagrindinių aminorūgščių grupės medžiagų yra leucinas, iš kurio sintetinamos bet kurio žmogaus baltymo, įskaitant fermentus, peptidinės grandinės. Gryna forma naudojamas junginys geba reguliuoti kepenų funkcijas, pagreitinti ląstelių atsinaujinimą ir užtikrinti kūno atjaunėjimą. Todėl leucinas yra amino rūgštis, kuri yra vaisto forma. Tai labai veiksminga gydant kepenų cirozę, anemiją, leukemiją. Leucinas yra amino rūgštis, kuri žymiai palengvina pacientų reabilitaciją po chemoterapijos.

Izoleucino, kaip ir leucino, organizmas nesugeba pats sintetinti ir jis priklauso nepakeičiamų grupei. Tačiau ši medžiaga nėra vaistas, nes organizmui jos mažai reikia. Iš esmės tik vienas iš jo stereoizomerų (2S, 3S) -2-amino-3-metilpentano rūgšties dalyvauja biosintezėje.

Prolinas, serinas, cisteinas

Medžiaga prolinas yra aminorūgštis, turinti ciklinį angliavandenilio radikalą. Pagrindinė jo vertė yra grandinės ketonų grupės buvimas, todėl medžiaga aktyviai naudojama struktūrinių baltymų sintezėje. Heterociklo ketoną redukuojant į hidroksilo grupę, susidarant hidroksiprolinui, tarp kolageno grandinių susidaro daugybė vandenilio ryšių. Dėl to šio baltymo siūlai yra persipynę ir suteikia stiprią tarpmolekulinę struktūrą.

Prolinas yra aminorūgštis, suteikianti mechaninį tvirtumą žmogaus audiniams ir griaučiams. Dažniausiai jis randamas kolagene, kuris yra kauluose, kremzlėse ir jungiamuosiuose audiniuose. Kaip ir prolinas, cisteinas yra aminorūgštis, iš kurios sintezuojami struktūriniai baltymai. Tačiau tai nėra kolagenas, o medžiagų grupė, vadinama alfa-keratinais. Jie formuoja odos raginį sluoksnį, nagus, yra plaukų žvynuose.

Medžiaga serinas yra aminorūgštis, egzistuojanti optinių L ir D-izomerų pavidalu. Tai nėra esminė medžiaga, sintetinama iš fosfoglicerato. Fermentinės reakcijos metu serinas gali susidaryti iš glicino. Ši sąveika yra grįžtama, todėl glicinas gali susidaryti iš serino. Pagrindinė pastarojo vertė yra ta, kad fermentiniai baltymai arba, tiksliau sakant, jų aktyvūs centrai, yra sintetinami iš serino. Serino yra daug struktūriniuose baltymuose.

Argininas, metioninas, treoninas

Biochemikai nustatė, kad per didelis arginino vartojimas sukelia Alzheimerio ligos vystymąsi. Tačiau, be neigiamos vertės, medžiaga turi ir funkcijas, kurios yra gyvybiškai svarbios reprodukcijai. Visų pirma, dėl guanidino grupės, kuri ląstelėje yra katijonine forma, junginys gali sukurti daugybę tarpvandenilinių vandenilio jungčių. Dėl šios priežasties argininas, susidarantis dvikampio pavidalu, įgyja galimybę prisijungti prie DNR molekulių fosfato sričių. Sąveikos rezultatas yra daugelio nukleoproteinų susidarymas - DNR pakuotės forma. Argininas, pasikeitus ląstelės branduolio matricos pH, gali atsiriboti nuo nukleoproteino, užtikrindamas DNR grandinės išsiskyrimą ir baltymo biosintezės vertimo pradžią..

Aminorūgšties metionino struktūroje yra sieros atomo, todėl gryna kristalinė medžiaga dėl išsiskyrusio vandenilio sulfido turi nemalonų puvimo kvapą. Žmogaus organizme metioninas atlieka regeneracinę funkciją, skatina kepenų ląstelių membranų gijimą. Todėl jis gaminamas aminorūgščių preparato pavidalu. Iš metionino taip pat sintezuojamas antrasis vaistas, skirtas navikams diagnozuoti. Jis sintezuojamas pakeičiant vieną anglies atomą jo izotopu C11. Šioje formoje jis aktyviai kaupiasi naviko ląstelėse, todėl galima nustatyti smegenų neoplazmų dydį.

Skirtingai nei pirmiau minėtos aminorūgštys, treoninas yra mažesnės svarbos: aminorūgštys iš jo nesintetinamos, o jo kiekis audiniuose yra mažas. Pagrindinė treonino vertė yra jo įtraukimas į baltymus. Ši aminorūgštis neturi specifinių funkcijų.

Asparaginas, lizinas, glutaminas

Asparaginas yra įprasta neesminė aminorūgštis, esanti saldaus skonio L-izomere ir kartiame D-izomere. Kūno baltymai susidaro iš asparagino, o oksaloacetatas sintetinamas gliukoneogenezės būdu. Ši medžiaga gali oksiduotis trikarboksirūgšties cikle ir suteikti energijos. Tai reiškia, kad be struktūrinės funkcijos, asparaginas atlieka ir energiją.

Lizinas, kurio negalima sintetinti žmogaus organizme, yra šarminių savybių amino rūgštis. Jis daugiausia naudojamas imuninių baltymų, fermentų ir hormonų sintezei. Šiuo atveju lizinas yra aminorūgštis, nepriklausomai veikianti antivirusinius agentus nuo herpeso viruso. Tačiau medžiaga nėra naudojama kaip vaistas..

Amino rūgšties glutamino kraujyje yra daug didesnėmis nei kitų amino rūgščių koncentracijomis. Jis vaidina svarbų vaidmenį biocheminiuose azoto apykaitos ir metabolitų išsiskyrimo mechanizmuose, dalyvauja nukleorūgščių, fermentų, hormonų sintezėje, sugeba sustiprinti imunitetą, nors jis nėra vartojamas kaip vaistas. Bet glutaminas yra plačiai naudojamas tarp sportininkų, nes jis padeda atsigauti po fizinio krūvio, pašalina azoto ir butirato metabolitus iš kraujo ir raumenų. Šis sportininkų pasveikimo pagreitinimo mechanizmas nelaikomas dirbtiniu ir teisingai nelaikomas dopingu. Be to, nėra laboratorinių metodų, leidžiančių nustatyti sportininkus tokiame dopinge. Maiste glutamino taip pat yra daug.

Asparto ir glutamo rūgštis

Aspartinės ir glutamo aminorūgštys yra nepaprastai vertingos žmogaus organizmui dėl savo savybių, kurios suaktyvina neuromediatorius. Jie pagreitina informacijos perdavimą tarp neuronų, užtikrindami smegenų struktūrų, esančių žemiau žievės, veikimą. Tokiose struktūrose patikimumas ir pastovumas yra svarbūs, nes šie centrai reguliuoja kvėpavimą ir kraujotaką. Todėl kraujyje yra didžiulis asparaginino ir glutamo amino rūgščių kiekis. Aminorūgščių erdvinė struktūrinė formulė parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Asparato rūgštis dalyvauja karbamido sintezėje, pašalindama amoniaką iš smegenų. Tai yra pagrindinė medžiaga, palaikanti greitą kraujo ląstelių dauginimąsi ir atsinaujinimą. Žinoma, sergant leukemija, šis mechanizmas yra kenksmingas, todėl remisijai pasiekti naudojami fermentų, kurie sunaikina asparto amino rūgštį, preparatai.

Ketvirtadalis visų organizmo amino rūgščių yra glutamo rūgštis. Tai yra postsinapsinio receptoriaus neuromediatorius, būtinas sinapsiniam impulsų perdavimui tarp neuronų procesų. Tačiau glutamo rūgščiai būdingas ir ekstrasinapsinis informacijos perdavimo kelias - tūrinė neurotransmisija. Šis metodas yra atminties šerdis ir yra neurofiziologinė paslaptis, nes dar nėra išsiaiškinta, kurie receptoriai lemia glutamato kiekį už ląstelės ribų ir už sinapsių ribų. Manoma, kad būtent tūrinis neurotransmisijai yra svarbus medžiagos kiekis už sinapsės ribų..

Cheminė struktūra

Visos nestandartinės ir 20 standartinių amino rūgščių turi bendrą struktūrinį planą. Ji apima ciklinę arba alifatinę angliavandenilių grandinę su radikalais arba be jų, amino grupę prie alfa anglies atomo ir karboksilo grupę. Angliavandenilių grandinė gali būti bet kokia, todėl, jei medžiaga turi aminorūgščių reaktyvumą, svarbu nustatyti pagrindinių radikalų vietą.

Amino grupė ir karboksilo grupė turi būti prijungtos prie pirmojo grandinės anglies atomo. Pagal biochemijoje priimtą nomenklatūrą jis vadinamas alfa atomu. Tai svarbu formuojant peptidų grupę - svarbiausią cheminį ryšį, dėl kurio egzistuoja baltymai. Biologinės chemijos požiūriu, gyvenimas yra baltymų molekulių egzistavimo būdas. Pagrindinė aminorūgščių svarba yra peptidinio ryšio susidarymas. Straipsnyje pateikiama bendra aminorūgščių struktūrinė formulė.

Fizinės savybės

Nepaisant panašios angliavandenilių grandinės struktūros, aminorūgštys fizinėmis savybėmis labai skiriasi nuo karboksirūgščių. Kambario temperatūroje jos yra hidrofilinės kristalinės medžiagos, lengvai tirpios vandenyje. Organiniame tirpiklyje dėl disociacijos karboksilo grupėje ir pašalinus protoną aminorūgštys blogai tirpsta, susidaro medžiagų mišiniai, bet ne tikri tirpalai. Daugelio amino rūgščių skonis yra saldus, o karboksirūgščių - rūgščios.

Šias fizines savybes lemia dviejų funkcinių cheminių grupių buvimas, dėl kurių vandenyje esanti medžiaga elgiasi kaip ištirpusi druska. Veikiant vandens molekulėms, protonas yra atskirtas nuo karboksilo grupės, kurios akceptorius yra amino grupė. Dėl molekulės elektronų tankio poslinkio ir laisvai judančių protonų nebuvimo, pH (rūgštingumo indeksas), tirpalas išlieka gana stabilus, kai pridedamos rūgštys ar šarmai su didelėmis disociacijos konstantomis. Tai reiškia, kad aminorūgštys sugeba suformuoti silpnas buferines sistemas, palaikydamos kūno homeostazę..

Svarbu, kad disocijuotos aminorūgščių molekulės krūvio modulis būtų lygus nuliui, nes nuo hidroksilo grupės atsiskyrusį protoną perima azoto atomas. Tačiau teigiamas azoto tirpale susidaro teigiamas krūvis, o karboksilo grupėje - neigiamas krūvis. Gebėjimas atsiriboti tiesiogiai priklauso nuo rūgštingumo, todėl amino rūgščių tirpalams yra izoelektrinis taškas. Tai yra pH (rūgštingumo indeksas), prie kurio dauguma molekulių turi nulinį krūvį. Šioje būsenoje jie stovi elektriniame lauke ir neveda srovės..

Glicino ir serino mainai.

Tai yra keičiamos amino rūgštys, kurios transformuojasi viena į kitą.

Pagrindinis glicino skaidymo būdas yra jo skaidymas į CO2, H2O ir metilen-THPA (aktyvusis C1):

Iš metileno-THPA gali susidaryti visos kitos aktyvaus C1 formos: formil-THPA, metilas-THPA, metenas-THPA, oksimetil-THPA dėl metileno-THPA oksidacijos ar redukcijos reakcijų.

Aktyvus C1, susidaręs iš glicino, dalyvauja purino azoto bazių sintezėje. Be to, glicinas su visa savo molekule dalyvauja hemoglobino hemo ir kitų hemoproteinų sintezėje, purino azoto bazių sintezėje, poruotų tulžies rūgščių (glikocholio rūgšties), kreatino, tripeptido glutationo sintezėje. Be to, kepenyse esantis glicinas dalyvauja detoksikuojant benzenkarboksirūgštį, kuri virsta hipurine rūgštimi:

Pagrindinis serino skaidymo kelias yra jo virsmas metilenu-THPA ir glicinu:

Serinas su visa savo molekule dalyvauja kompleksinių lipidų - fosfolipidų - sintezėje. Jis dalyvauja fosfatidilserino, kuris dekarboksilinamas ir virsta fosfatidiletanolaminu, sintezėje, kuris po metilinimo virsta fosfatidilcholinu. Metilinimo reakcijoje dalyvauja aktyvi metionino forma S-adenosilmetioninas..

Fermentinių baltymų sudėtyje esantis serinas dalyvauja formuojant fermento katalizinį centrą, pavyzdžiui, serino proteazėse: tripsinas, chimotripsinas ir kt. Serinas taip pat dalyvauja formuojant baltymų hidratacijos apvalkalą, nes tai yra polinė aminorūgštis.