TIROZINAS: SAVYBĖS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS, NAUDA - BIOLOGIJA

Tirozino (Tyr, Y) yra vienas iš 22 amino rūgščių, kurios sudaro baltymus visų ląstelių gyvų būtybių. Skirtingai nuo kitų amino rūgščių, tokių kaip valinas, treoninas, triptofanas, leucinas, lizinas ir kitos, tirozinas yra „sąlygiškai“ nepakeičiama aminorūgštis.

Pavadinimas „tirozinas“ kildinamas iš graikų kalbos žodžio „tiros“, kuris reiškia sūrį, nes ši amino rūgštis pirmą kartą buvo rasta šiame maiste. Šį terminą 1846 m. Sukūrė Liebigas, kuris sumaišė sūrį su kalio hidroksidu ir gavo nežinomą junginį, sunkiai tirpstantį vandenyje.

Cheminė aminorūgšties tirozino struktūra (Šaltinis: „Clavecin“ per „Wikimedia Commons“)

Po pradinio aprašymo kiti tyrėjai, tokie kaip Warrenas de la Rue ir Hinterbergeris, jį gavo atitinkamai iš kokosų vabzdžių ir rago baltymų. Jos atskyrimą nuo kitų baltymų hidrolizės su druskos rūgštimi 1901 m. Aprašė Mörneris.

Paprastai ši aminorūgštis gaunama žinduoliams fenilalanino hidroksilinimo dėka, nors ji taip pat absorbuojama žarnyne iš baltymų, vartojamų su maistu.

Tirozinas žmogaus organizme atlieka daugybę funkcijų, o svarbiausios iš jų, galbūt, yra substratas, skirtas gaminti neurotransmiterius ir hormonus, tokius kaip adrenalinas ir skydliaukės hormonai.

charakteristikos

Tirozinas sveria maždaug 180 g / mol, o jo R grupės arba šoninės grandinės disociacijos konstanta pKa yra 10,07. Jo santykinis ląstelinių baltymų kiekis neviršija 4%, tačiau jis turi daugybę funkcijų, būtinų žmogaus fiziologijai.

Ši amino rūgštis priklauso aromatinių aminorūgščių grupei, kurioje taip pat randama fenilalanino ir triptofano. Šios grupės nariai savo R grupėse arba šoninėse grandinėse turi aromatinius žiedus ir paprastai yra hidrofobinės arba apolinės aminorūgštys.

Kaip ir triptofanas, tirozinas sugeria ultravioletinę šviesą ir yra vienas iš aminorūgščių liekanų, atsakingų už daugelio baltymų šviesos absorbciją esant 280 nm bangos ilgiui, todėl jis yra naudingas jo apibūdinimui.

Ji laikoma „sąlygiškai“ nepakeičiama aminorūgštimi, nes jos biosintezė žmonėms priklauso nuo fenilalanino, nepakeičiamos amino rūgšties. Jei organizmas patenkina savo kasdieninius fenilalanino reikalavimus, tirozinas gali būti sintetinamas be problemų ir nėra ribojanti aminorūgštis.

Tačiau jei mitybos racione trūksta fenilalanino, organizme bus ne tik šios aminorūgšties, bet ir tirozino pusiausvyros sutrikimas. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį, kad tirozino sintezės reakcija iš fenilalanino nėra grįžtamoji, todėl tirozinas negali patenkinti ląstelių fenilalanino poreikio.

Tirozinas taip pat priklauso aminorūgščių grupei, turinčiai dvigubą vaidmenį gaminant glikogeninius ir ketogeninius metabolinius tarpinius produktus, kurie dalyvauja gliukozės sintezėje smegenims ir ketonų kūnelių susidaryme kepenyse.

Struktūra

Tirozinas arba β-parahidroksifenil-α-amino propiono rūgštis, kaip ir visos kitos aminorūgštys, yra α-amino rūgštis, turinti centrinį anglies atomą, vadinamą α anglimi, ir yra chiralinė, nes yra sujungta su keturiais skirtingi pakaitų atomai ar molekulės.

Ši chiralinė anglis yra prijungta prie dviejų būdingų aminorūgščių grupių: amino grupės (NH2) ir karboksilo grupės (COOH). Jis taip pat dalijasi vienas iš savo jungčių su vandenilio atomu, o likusį ryšį užima R grupė arba tinkama kiekvienos aminorūgšties šoninė grandinė.

Tirozino atveju šią grupę sudaro aromatinis žiedas, susietas su hidroksilo grupe (OH), kuris suteikia jai galimybę formuoti vandenilio ryšius su kitomis molekulėmis ir kuris suteikia jai būtinas tam tikrų fermentų funkcines savybes.

funkcijos

Tirozinas yra pagrindinis daugelio baltymų komponentas, turintis didelę biologinio aktyvumo ir funkcijų įvairovę.

Žmonėms ir kitiems žinduoliams ši aminorūgštis naudojama nervų ir inkstų audiniuose dopamino, epinefrino ir norepinefrino - trijų susijusių katecholaminerginių neurotransmiterių, turinčių didelę reikšmę kūno funkcijai, sintezei.

Tai taip pat būtina ultravioletinių spindulių (UV) apsaugų, tokių kaip melaninas, sintezei; kai kurie skausmą malšinantys vaistai, pavyzdžiui, endorfinai, ir antioksidantų molekulės, pavyzdžiui, vitaminas E.

Lygiai taip pat ši aminorūgštis yra naudojama tirozino, oktopamino ir skydliaukės hormonų sintezei, organizuojant jodą tiroginobulino tirozino liekanose.

Tyraminas yra vazoaktyvi molekulė, randama žmogaus kūne, o oktopaminas yra aminas, susijęs su norepinefrinu.

Visos šios tirozino funkcijos yra įmanomos dėl to, kad jis gaunamas iš dietinių baltymų arba, hidroksilinant fenilalaniną su kepenimis, kaip pagrindiniu minėtos aminorūgšties sisteminio tiekimo organu.

Funkcijos augaluose

Tirozinas ir kai kurie tarpiniai produktai, susidarantys vykstant biosintezei, maitina metabolitų, besispecializuojančių gynyboje, pritraukiant apdulkintojus, elektroninį transportą ir struktūrinę paramą, biosintetinius kelius.

Biosintezė

Žmonėms tirozinas gaunamas iš dietos arba kepenų ląstelių būdu sintetinamas iš fenilalanino, nepakeičiamos aminorūgšties, per reakciją, katalizuojamą fermento fenilalanino hidroksilazės komplekso.

Šis kompleksas turi oksigenazės aktyvumą ir yra tik žmogaus ar kitų žinduolių kepenyse. Tirozino sintezės reakcija apima deguonies atomo perkėlimą į fenilalanino aromatinio žiedo para padėtį.

Ši reakcija vyksta tuo pačiu metu, kai redukuojant kitą molekulinį deguonies atomą susidaro vandens molekulė, o redukcinę galią tiesiogiai teikia NADPH, konjuguotas su tetrahidropterino molekulėmis, panašia į folio rūgštį.

Biosintezė augaluose

Augaluose tirozinas sintetinamas de novo paskui „shikimato“ kelią, kuris maitina kitus aromatinių aminorūgščių, tokių kaip fenilalaninas ir triptofanas, biosintetinius kelius.

Šiuose organizmuose sintezė prasideda nuo junginio, žinomo kaip „korizmatas“, kuris yra galutinis šikimato kelio produktas ir, be to, bendras visų aromatinių aminorūgščių, tam tikrų vitaminų ir augalų hormonų pirmtakas.

Chorizmatas yra paverčiamas prepenatu kataliziškai veikiant chorizmato mutazės fermentui, ir tai yra pirmasis „atsidavęs“ tirozino ir fenilalanino sintezės augaluose žingsnis.

Fenatas paverčiamas tirozinu oksidaciniu dekarboksilinimo ir transaminavimo būdu, kuris gali vykti bet kokia tvarka.

Viename iš biosintetinių būdų šiuos etapus gali katalizuoti specifiniai fermentai, žinomi kaip specifinis prefenatui tirozino dehidrogenazė (PDH) (kuris prefenatą paverčia 4-hidroksifenilpiruvatu (HPP)) ir tirozino aminotransferazė (kuri iš HPP gamina tiroziną). ), atitinkamai.

Kitas tirozino iš prefenato sintezės būdas apima prefenato transaminavimą į neproteinogeninę aminorūgštį, vadinamą L-hidrogenatu, katalizuojamą fermento prefenato aminotransferazės.

Vėliau L-arogenatas yra oksidatyviai dekarboksilinamas, kad susidarytų tiroksinas - reakcija, kurią nukreipia arogenatui specifinis tirozino dehidrogenazės fermentas, dar žinomas kaip ADH.

Augalai pirmiausia naudoja hidrogenatą, tuo tarpu dauguma mikrobų tiroziną sintezuoja iš prefenatų gautos HPP.

Reglamentas

Kaip ir daugelyje aminorūgščių biosintezės būdų, augalai turi griežtą aromatinių aminorūgščių, įskaitant tiroziną, sintezės reguliavimo sistemą.

Šiuose organizmuose reguliavimas vyksta daugeliu lygių, nes shikimato kelią kontroliuojantys mechanizmai taip pat kontroliuoja tirozino gamybą - kelią, kuriam yra ir jų pačių reguliavimo mechanizmai.

Tačiau tirozino reikalavimai ir dėl to jo biosintezės reguliavimo griežtumas yra būdingi kiekvienai augalų rūšiai.

Degradacija

Tirozino skaidymasis arba katabolizmas lemia fumarato ir acetoacetato susidarymą. Pirmasis žingsnis šiame kelyje yra aminorūgšties pavertimas 4-hidroksifenilpiruvatu citozoliniu fermentu, žinomu kaip tirozino aminotransferazė.

Ši aminorūgštis taip pat gali būti transaminuota hepatocitų mitochondrijose fermento aspartato aminotransferazės būdu, nors normaliomis fiziologinėmis sąlygomis šis fermentas nėra labai svarbus.

Skaidydamas tiroziną, gali susidaryti sukcinilo acetoacetatas, kuris gali būti dekarboksilintas iki sukcinilo acetato. Sukcinilo acetatas yra stipriausias fermento, atsakingo už hemo grupės sintezę, fermento 5-aminolevulino rūgšties dehidratazės, inhibitorius.

Epinefrino ir norepinefrino sintezė

Kaip minėta, tirozinas yra vienas iš pagrindinių žmogaus organizmui dviejų labai svarbių neurotransmiterių: adrenalino ir noradrenalino, sintezės substratų.

Iš pradžių tai naudoja fermentas, žinomas kaip tirozino hidroksilazė, galintis pridėti papildomą hidroksilo grupę prie tirozino R grupės aromatinio žiedo ir taip sudaryti junginį, žinomą kaip dopa.

Dopa gamina dopaminą, kai jį fermentuoja fermentas dopa dekarboksilazė, kuris pašalina karboksilo grupę iš pradinės aminorūgšties ir turi piridoksalinio fosfato (FDP) molekulę.

Vėliau dopaminas yra paverčiamas norepinefrinu veikiant fermentui dopamino β-oksidazei, kuris katalizuoja hidroksilo grupės pridėjimą prie -CH, kuris buvo R grupės tirozino dalis ir veikė kaip „tiltas“ tarp aromatinio žiedo. ir α anglies.

Epinefrinas gaunamas iš norepinefrino veikiant feniletanolamino N-metiltransferazę, kuri yra atsakinga už metilo grupės (-CH3) priklausomą nuo S-adenozilmetionino perkėlimą į laisvą norepinefrino aminogrupę.

Maistas tirozinu

Kaip aptarta aukščiau, tirozinas yra „sąlygiškai“ nepakeičiama aminorūgštis, nes ji sintetinamas žmogaus kūne hidroksilinant fenilalaniną, nepakeičiamą aminorūgštį.

Taigi, jei vartojamas fenilalaninas patenkina organizmo poreikius, tirozinas nėra ribojantis normalų ląstelių funkcionavimą. Tirozinas taip pat gaunamas iš baltymų, kurie vartojami su maistu.

Kai kurie tyrimai skelbia, kad minimali tirozino ir fenilalanino paros norma turėtų būti nuo 25 iki 30 mg svorio kilogramui, todėl vidutinis žmogus turėtų suvartoti daugiau ar mažiau 875 mg tirozino per dieną.

Maistas, kuriame daugiausiai tirozino, yra sūris ir soja. Tai taip pat apima jautieną, ėrieną, kiaulieną, vištieną ir žuvį.

Kai kurios sėklos ir riešutai, pavyzdžiui, graikiniai riešutai, taip pat kiaušiniai, pieno produktai, grūdai ir grūdai taip pat suteikia nemažą kiekį šios amino rūgšties.

Jo vartojimo pranašumai

Tirozinas dažniausiai vartojamas maisto ar maisto papildų pavidalu, ypač gydant patologiją, vadinamą fenilketonurija, kurią patiria pacientai, kurie nesugeba tinkamai perdirbti fenilalanino, todėl negamina tirozino.

Manoma, kad padidėjęs tirozino kiekis per dieną gali pagerinti pažinimo funkcijas, susijusias su mokymu, atmintimi ir budrumu stresinėmis sąlygomis, nes jo katabolizmas susijęs su neurotransmiterių adrenalino ir noradrenalino sinteze.

Kai kurie žmonės vartoja tirozino turinčias tabletes, kad dienos metu išliktų budrūs, jei neteko daug miego.

Kadangi ši aminorūgštis dalyvauja formuojant skydliaukės hormonus, jos vartojimas gali turėti teigiamos įtakos sisteminiam metaboliniam reguliavimui.

Trūkumo sutrikimai

Albinizmas ir alkaptonurija yra dvi patologijos, susijusios su tirozino metabolizmu. Pirmoji sąlyga yra susijusi su melanino sintezės iš tirozino trūkumais, o antroji - tirozino skilimo defektų.

Albinizmui būdinga odos pigmentacijos stoka, ty pacientai, kenčiantys nuo to, turi baltus plaukus ir rausvą odą, nes melaninas yra pigmentas, atsakingas už spalvų suteikimą šioms struktūroms.

Ši patologija susijusi su melanocitams būdingo tirozinazės fermento, kuris yra atsakingas už tirozino pavertimą DOPA-chinonu, melanino sintezės tarpiniu produktu, trūkumu.

Alkaptonurijos simptomai yra akivaizdūs kaip perdėta (tamsi) šlapimo pigmentacija ir vėlai besivystantis artritas.

Kitos metabolinės patologijos

Be to, yra ir kitų su tirozino metabolizmu susijusių sutrikimų, tarp jų:

- Paveldima I tipo tirozinemija: būdinga progresuojanti kepenų degeneracija ir inkstų funkcijos sutrikimas

- Paveldima II tipo tirozinemija arba Richnerio-Hanharto sindromas: pasireiškiantis kaip keratitas ir plaštakos pažeidimai delnuose ir pėdų padais.

- III tipo tirozinemija: ji gali būti besimptomė arba pasireikšti protiniu atsilikimu

- „Hawkinsinurija“: būdinga metabolinė acidozė vaikystėje ir nesugebėjimas klestėti

Taip pat yra kitų įgimtų tirozino metabolizmo trūkumų, susijusių su fermentų, atsakingų už jo skaidymą, trūkumais, pavyzdžiui, tirozino hidroksilazės, atsakingos už pirmąjį tiropino dopamino sintezės žingsnį.

Nuorodos

Adersas Plimmeris, R. (1908). Baltymų cheminė sudėtis. I dalis. Londonas, JK: Longmansas, Greenas ir CO.
Chakrapani, A., Gissen, P., ir McKiernan, P. (2012). Tirozino metabolizmo sutrikimai. Įgimtos medžiagų apykaitos ligos: diagnozė ir gydymas (p. 265–276).
Kretchmer, N., Levine, S., McNamara, H., & Barnett, H. (1956). Tam tikri tirozino metabolizmo aspektai jauniems žmonėms. I. Tirozino oksiduojančios sistemos raida žmogaus kepenyse. Žurnalas apie klinikinius tyrimus, 35 (10), 1089–1093.
La Du, B., Zannoni, V., Laster, L., & Seegmiller, E. (1958). Tirozino metabolizmo Alkaptonurijoje defekto pobūdis. Journal of Biological Chemistry, 230, 251–260.
Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperio iliustruota biochemija (28-asis leidimas). „McGraw-Hill Medical“.
Nelsonas, D. L. ir Coxas, MM (2009). Lehningerio biochemijos principai. „Omega“ leidimai (5-asis leidimas).
„Schenck“, Kalifornijoje, „Maeda“, HA (2018). Tirozino biosintezė, metabolizmas ir katabolizmas augaluose. Phytochemistry, 149, 82-102.
Slominski, A., Zmijewski, MA, ir Pawelek, J. (2012). L-tirozinas ir L-dihidroksifenilalaninas, kaip į hormonus panašūs melanocitų funkcijos reguliatoriai. Pigmento ląstelių ir melanomos tyrimai, 25 (1), 14–27.
Van de, G. (2018). Sveikatos linija. Gauta 2019 m. Rugsėjo 16 d. Iš www.healthline.com
Žiniatinklio MD. (nd). Gauta 2019 m. Rugsėjo 15 d. Iš www.webmd.com
Whitbread, D. (2019). Mano maisto duomenys. Gauta 2019 m. Rugsėjo 15 d. Iš www.myfooddata.com

TIROZINAS: SAVYBĖS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS, NAUDA - BIOLOGIJA - 2025