Charakteristiky Alaniny, štruktúra, funkcie, biosyntéza

Ten dievčaťu (Wing) je jednou z 22 známych aminokyselín, ktoré tvoria štruktúru proteínov všetkých organizmov, od baktérií po mužov. Ako môže organizmus syntetizovať, je klasifikovaný ako neosentálna aminokyselina.

Proteíny majú základnú alebo primárnu štruktúru zloženú z aminokyselinového reťazca nazývaného polypeptidový reťazec, v týchto reťazcoch každá aminokyselina je tvorená centrálnym uhlíkom nazývaným uhlík a.

Chemická štruktúra alanínovej aminokyseliny (zdroj: borb, cez Wikimedia Commons)

Abónový uhlík sa spája so štyrmi skupinami: aminoskupina (-NH2), karboxylová skupina (-COH), atóm vodíka (-H) a skupina alebo bočný reťazec (-R), ktorý identifikuje každú aminokyselinovú kyselinu. V bočnom reťazci sa uhlíky postupne berú písmená ß, γ, Δ a ε.

Aminokyseliny sú klasifikované podľa polarity svojich bočných reťazcov, a preto existujú hydrofóbne a hydrofilné polárne aminokyseliny, ktoré môžu byť zase neutrálne, základné a kyslé. Alanín je hydrofóbna apolárna aminokyselina a je najjednoduchšou aminokyselinou po glycíne a najhojnejšia u väčšiny proteínov.

Alanín sa môže tvoriť vo svale a transportovať sa do pečene, kde sa zavádza na glukoneogénnu cestu, to znamená cestu pre tvorbu glukózy z neglukozidných látok. Alanín sa dá syntetizovať aj v pečeni prostredníctvom katabolizmu tryptofánu a uracilu a môže sa degradovať na pyruváciu.

Zúčastnite sa na syntéze tryptofánu, pyridoxínu (vitamín B6) a mäsa.

Používa sa ako doplnok výživy na zlepšenie športového výkonu a prirodzene sa nachádza v kravách, bravčovom a rybnom mäse, ako aj v mlieku a ich derivátoch a vajciach. Niektoré strukoviny, ovocie a orechy sú tiež bohaté na alanín.

[TOC]

Štruktúra

Predtým sa poznamenalo, že alanín, rovnako ako všetky aminokyseliny, má α uhlík so štyrmi skupinami spojenými s ním, čo je metylová skupina skupiny R (-ch3).

Preto na pH tela (okolo 7.4) A uhlík alanínu je spojený s amino protónovou skupinou (-NH3+), s karboxylovou skupinou, ktorá stratila protón (-Co-), s vodíkom a metylovou skupinou (-ch3).

Väčšina aminokyselín je ionizovateľná pre pH 7.0 a geometricky môžu mať izoméry, ktoré sú známe ako enantioméry, ktoré sú zrozumiteľné, ako v prípade pravej a ľavej ruky.

Môže vám slúžiť: Histochémia: Nadácia, spracovanie, farbenie

Potom sa všetky aminokyseliny možno nájsť ako „chirálne páry“ označené ako D alebo L (dextro a levo), podľa polohy atómov obklopujúcich uhlík a.

Alanín, rovnako ako u väčšiny aminokyselín.

Túto aminokyselinu možno tiež nájsť ako β-alanín, v ktorom je aminoskupina pripojená k svojmu β uhlíku, to znamená, k prvému uhlíku svojho bočného reťazca.

P-alanín sa nachádza v kyseline pantotenovej (vitamín B5) a v niektorých prírodných peptidoch. D-alanín sa nachádza v niektorých polypeptidoch, ktoré sú súčasťou stien niektorých bakteriálnych buniek.

Skupina R (Metilo, CH3)

Metyl alanínového bočného reťazca je nasýtený uhľovodík, ktorý dodáva apolárnej hydrofóbnej charakteristike tejto aminokyseliny. Táto charakteristika alanínu je bežná s ostatnými aminokyselinami tejto skupiny, ako je glycín, valín, leucín a izoleucín.

Aminokyseliny, ktoré tvoria skupinu alifatických, sú chemicky neutrálne aminokyseliny a hrajú veľmi dôležitú úlohu pri tvorbe a udržiavaní trojrozmernej štruktúry proteínov, pretože majú tendenciu reagovať na seba navzájom, s výnimkou vody.

Tieto aminokyseliny, vrátane alanínu, obsahujú rovnaký počet ionizovateľných skupín s opačným zaťažením, takže nemajú čisté zaťaženie a nazývajú sa “Obojaké ".

Funkcia

Ako najznámejšie aminokyseliny sa alanín používa pri syntéze peptidov a proteínov všeobecne a podieľa sa na vytvorení polypeptidovej štruktúry a terciárnej štruktúry niektorých proteínov.

Ďalšou z dôležitých funkcií alanínu je nepriamo účasť na kontrole glykémie:

Môže viesť k vzniku pyruvátu a naopak, môže sa tiež dostať do pečene a stať sa glukózou glukoneogenézou, ktorá sa má skiniť do obehu alebo sa použiť v syntéze glykogénu, podľa potreby, podľa potreby.

Alanín sa zúčastňuje ako transportér amónneho zo svalu do pečene, pretože ho môže syntetizovať amináciou z pyruvátu, transportom pečene a transamináciou transamináciou.

Toto sa vyskytuje súbežne s transformáciou a-zotoglutarátu na glutamát, ktorý môže vstúpiť do cyklu močoviny a stať sa pyruvátom.

Iné funkcie

Táto aminokyselina je nevyhnutná pre syntézu tryptofánu a pyridoxínu. Aj keď je chemicky veľmi málo reaktívneho, alanín môže mať rozpoznávanie substrátu a enzymatickej regulácie.

Môže vám slúžiť: parafilitetická skupina

Jednou z funkcií β-alanínu je funkcia doplnku výživy, pretože sa používa ako ergogénna pomoc cvičenia. Príjem β-alanínu zvyšuje koncentráciu mäsitej (dipéptid tvorený p-alanínom a histidínom) v kostrovom svale, ktorý pôsobí ako “vyrovnávacia pamäť.

Normálne mäsité neprispieva významne k celkovej kapacite tlmivého roztoku svalovej bunky a je to kvôli jej nízkej koncentrácii. Podávanie β-alanínu zvyšuje túto koncentráciu, a teda kapacitu pufra, takže zlepšuje rezistenciu znížením únavy.

Biosyntéza

Najdôležitejšia syntéza alanínu v ľudskom tele sa vyskytuje redukčnou amináciou kyseliny pyruvovej. Táto reakcia vyžaduje jeden enzymatický krok.

Pyruvát poskytuje uhlíkovú kostru a glutamát poskytuje aminoskupinu, ktorá sa prenáša na pyruvát. Enzým, ktorý katalyzuje túto reverzibilnú reakciu, je transamináza alanín.

V dôsledku tejto reakcie sa produkuje alanín a acetoglutarát. Alanín môže byť potom prítomný v glukoneogenéze, glykolýze a v Krebsovom cykle.

Ďalší zdroj alanínu pochádza z degradácie tryptofánu na acetyl-coA. Na tejto trase, keď sa enzým chinureninázy hydrolyzuje na 3-hydroxi chinurenínu, vytvorí sa antranilát 3-hydroxy a alanín. Alanín je prepustený a antranilát 3-hydroxy sa riadi metabolickou cestou.

Degradácia uracilu je ďalším zdrojom alanínu. V tomto prípade existuje β-alanín, ktorý môže sledovať niekoľko metabolických dráh, jednou z nich je stať sa acetyl-CoA.

Degradácia

Všeobecný proces degradácie aminokyselín

Aminokyseliny sa neskladajú ako uhľohydráty a tuky, takže tie, ktoré sa uvoľňujú počas degradácie proteínov, by sa mali znovu použiť na syntézu nových proteínov a nukleotidov.

Na druhej strane, aminokyseliny sa môžu degradovať a ich uhličité kostry sa môžu použiť v katabolických alebo anabolických reakciách.

Keď sa aminokyseliny degradujú, nadbytok dusíka amoniaku, čo je toxická látka, ktorá sa musí eliminovať a prvým krokom degradácie aminokyselín je eliminácia dusíka.

U cicavcov sa táto degradácia vyskytuje v pečeni; Tam je všetka aminokyselina, ktorá je nadbytočná a nedá sa použiť.

Degradácia alanín

Degradácia alanínu sa vyskytuje premenou alanínu na pyruvát. Táto reakcia je katalyzovaná transaminázovým alanínom a vyžaduje prítomnosť a-zotoglutarátu ako akceptora aminoskupiny a následnej tvorby glutamátu; Je to reverzibilná reakcia.

Môže vám slúžiť: Virulenčné faktory

Tieto reakcie tvorby alanínu z degradácie pyruvátu a alanínu na vytvorenie pyruvátu sú súčasťou cyklu, ktorý zahŕňa kostrové svaly a pečeň.

Pečeň berie glukózu do svalu a svalov prostredníctvom glykolýzy, premení glukózu na pyruvát, aby sa vytvorila ATP; Tento pyruvát môže vstúpiť do syntézy alanínu, ktorá sa dá naliať do obehového torrentu a vracia sa do pečene, vďaka ktorej je opäť pyruvát, ktorý vstupuje do glukoneogenézy za vzniku glukózy.

V prípade potreby sa cyklus opakuje. V pečeni produkcia pyruvátu z alanínu vytvára ióny amónnych, ktoré sa zameriavajú na glutamín a glutamát a vstupujú do močového cyklu. Potom je močovina eliminovaná močom.

Alanín, glycín, cysteín, serín a treonín sú glykogénne aminokyseliny, pretože ich degradácia môže viesť k pyruvátu, a-zetoglutarátu, sukcinyl-coA, fumarátu alebo oxalacetátu, všetky glukoneogénne prekurzory glukózy.

Potraviny bohaté na Alaninu

Hlavnými zdrojmi aminokyselín sú chudé mäso, ryby, mäkkýše, vajcia a mliečne výrobky, alanín sa však nachádza aj v mnohých potravinách rastlinného pôvodu. Príkladom potravín bohatých na Alaninu sú:

- Mäso ako krava, bravčové mäso, ovce, kuracie mäso, morčacie, králiky, ryby; Vajcia, mlieko a deriváty.

- Suché ovocie, ako sú lieskové orechy, orechy, gaštany, mandle a arašidy, sú zdroje Alanina.

- Kokos, avokádo, špargľa, baklažán, kasava alebo kasava, repa, mrkva a sladké zemiaky.

- Strukoviny ako kukurica, fazuľa a hrach.

- Obilniny ako ryža, raž, pšenica, kakao, ovos a raže.

Odkazy

1. Caruso, J., Charles, J., Unruh, K., Giebel, r., Learmonth, L., & Potter, W. (2012). Ergogénne účinky β-alanínu a karnosínu: Navrhovaný budúci výskum na kvantifikáciu effikatnosti. Živiny, 4(7), 585-601.
2. Gille, C., Bölling, C., Hoppe, a., Bulik, s., Hoffmann, s., Hübner, K.,… Holzhütter, h. G. (2010). Hepatonet1: Komplexná metabolická rekonštrukcia ľudského hepatocytu na analýzu fyziológie pečene. Biológia molekulárnych systémov, 6(411), 1-13.
3. Mathews, C., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochémia (3. vydanie.). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
4. Murray, r., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperova ilustrovaná biochémia (28. ED.). McGraw-Hill Medical.
5. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger princípy biochémie. Vydanie omega (5. vydanie.).