Tryptofan - Tryptophan
Kosterní vzorec z L -tryptophan
|
|||
|
|||
Jména | |||
---|---|---|---|
Název IUPAC
Tryptofan nebo (2 S ) -2-amino-3- (1 H -indol-3-yl) propanová kyselina
|
|||
Ostatní jména
2-Amino-3- (1 H -indol-3-yl) propanová kyselina
|
|||
Identifikátory | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
ČEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
Informační karta ECHA | 100 000,723 | ||
KEGG | |||
PubChem CID
|
|||
UNII | |||
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Vlastnosti | |||
C 11 H 12 N 2 O 2 | |||
Molární hmotnost | 204,229 g · mol −1 | ||
Rozpustný: 0,23 g/l při 0 ° C, 11,4 g/L při 25 ° C, |
|||
Rozpustnost | Rozpustný v horkém alkoholu, alkalických hydroxidech; nerozpustný v chloroformu . | ||
Kyselost (p K a ) | 2,38 (karboxyl), 9,39 (amino) | ||
-132,0 · 10 −6 cm 3 /mol | |||
Farmakologie | |||
N06AX02 ( WHO ) | |||
Stránka doplňkových údajů | |||
Index lomu ( n ), dielektrická konstanta (ε r ) atd. |
|||
Termodynamická
data |
Fázové chování pevná látka – kapalina – plyn |
||
UV , IR , NMR , MS | |||
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|||
ověřit ( co je to ?) | |||
Reference na infobox | |||
Tryptofan (symbol Trp nebo W ) je α- aminokyselina , která se používá v biosyntéze z proteinů . Tryptofan obsahuje α-aminoskupinu, skupinu α- karboxylových kyselin a indol postranního řetězce , což z něj činí nepolární aromatickou aminokyselinu. Je nezbytný pro člověka, to znamená, že si ho tělo neumí syntetizovat a musí být získáno ze stravy. Tryptofan je také prekurzorem neurotransmiteru serotoninu , hormonu melatoninu a vitaminu B3 . To je kódován pomocí kodonu UGG.
Stejně jako ostatní aminokyseliny je tryptofan při fyziologickém pH obojetným iontem, kde je protonována aminoskupina ( - NH+
3; pKa = 9,39) a karboxylová kyselina se deprotonuje (-COO - , pKa = 2,38).
Funkce
Aminokyseliny, včetně tryptofanu, se používají jako stavební kameny v biosyntéze bílkovin a bílkoviny jsou nutné k udržení života. Mnoho zvířat (včetně lidí) nedokáže syntetizovat tryptofan: potřebují jej získat prostřednictvím stravy, což z něj činí esenciální aminokyselinu . Tryptofan patří mezi méně běžné aminokyseliny, které se nacházejí v bílkovinách, ale hraje důležitou strukturální nebo funkční roli, kdykoli se objeví. Zbytky tryptofanu a tyrosinu například hrají zvláštní roli při „ukotvení“ membránových proteinů v buněčné membráně . Tryptofan, spolu s dalšími aromatickými aminokyselinami , je také důležitý v interakcích glykan-protein . Tryptofan navíc funguje jako biochemický prekurzor pro následující sloučeniny :
- Serotonin ( neurotransmiter ) syntetizovaný tryptofanhydroxylázou .
- Melatonin ( neurohormon ) je zase syntetizován ze serotoninu prostřednictvím enzymů N-acetyltransferázy a 5-hydroxyindol-O-methyltransferázy .
- Kynurenin , na který je tryptofan metabolizován hlavně (více než 95%). Za syntézu kynureninu z tryptofanu jsou zodpovědné dva enzymy, konkrétně indoleamin 2,3-dioxygenáza (IDO) v imunitním systému a mozku a tryptofan dioxygenáza (TDO) v játrech. Kynurenin dráha tryptofanu katabolismu se mění v různých nemocí, včetně psychiatrických poruch, jako je schizofrenie, depresivní poruchy a bipolární poruchy.
- Niacin , také známý jako vitamín B 3 , je syntetizován z tryptofanu prostřednictvím kynureninu a chinolinových kyselin .
- Auxiny (třída fytohormonů ) jsou syntetizovány z tryptofanu.
Porucha malabsorpce fruktózy způsobuje nesprávnou absorpci tryptofanu ve střevě, snížené hladiny tryptofanu v krvi a deprese.
U bakterií, které syntetizují tryptofan, vysoké buněčné hladiny této aminokyseliny aktivují represorový protein, který se váže na trp operon . Vazba tohoto represoru na tryptofanový operon brání transkripci downstream DNA, která kóduje enzymy zapojené do biosyntézy tryptofanu. Takže vysoké hladiny tryptofanu brání syntéze tryptofanu prostřednictvím smyčky negativní zpětné vazby, a když se hladina tryptofanu v buňce opět sníží, transkripce z trp operonu se obnoví. To umožňuje přísně regulované a rychlé reakce na změny ve vnitřních a vnějších hladinách tryptofanu v buňce.
Metabolismus tryptofanu lidskou gastrointestinální mikroflórou (
)
|
Doporučený dietní příspěvek
V roce 2002 americký lékařský institut stanovil doporučenou dietní dávku (RDA) 5 mg/kg tělesné hmotnosti/den tryptofanu pro dospělé od 19 let.
Dietní zdroje
Tryptofan je přítomen ve většině potravin na bázi bílkovin nebo dietních bílkovin. Je obzvláště bohatý na čokoládu , oves , sušené datle , mléko , jogurt , tvaroh , červené maso , vejce , ryby , drůbež , sezam , cizrnu , mandle , slunečnicová semínka , dýňová semínka , pohanku , spirulinu a arašídy . Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, že vařená krůta obsahuje velké množství tryptofanu, je obsah tryptofanu v krůtě typický pro drůbež.
Jídlo | Tryptofan [g/100 g jídla] |
Bílkoviny [g/100 g jídla] |
Tryptofan/protein [%] |
---|---|---|---|
Vaječný bílek , sušený | 1,00 | 81.10 | 1.23 |
Spirulina , sušená | 0,92 | 57,47 | 1,62 |
Treska, atlantická , sušená | 0,70 | 62,82 | 1.11 |
Sójové boby , syrové | 0,59 | 36,49 | 1,62 |
Sýr, parmezán | 0,56 | 37,90 | 1,47 |
Chia semínka , sušená | 0,436 | 16.5 | 2.64 |
sezamové semínko | 0,37 | 17.00 | 2.17 |
Sýr, Cheddar | 0,32 | 24,90 | 1.29 |
Slunečnicová semínka | 0,30 | 17.20 | 1,74 |
Vepřová kotleta | 0,25 | 19.27 | 1,27 |
krocan | 0,24 | 21,89 | 1.11 |
Kuře | 0,24 | 20,85 | 1.14 |
Hovězí | 0,23 | 20.13 | 1.12 |
Oves | 0,23 | 16,89 | 1,39 |
Losos | 0,22 | 19,84 | 1.12 |
Jehněčí, kotleta | 0,21 | 18,33 | 1.17 |
Okoun, Atlantik | 0,21 | 18,62 | 1.12 |
Cizrna , syrová | 0,19 | 19.30 | 0,96 |
Vejce | 0,17 | 12.58 | 1,33 |
Pšeničná mouka, bílá | 0,13 | 10,33 | 1.23 |
Pečení čokolády , neslazené | 0,13 | 12.9 | 1.23 |
Mléko | 0,08 | 3.22 | 2.34 |
Rýže, bílá, středně zrnitá, vařená | 0,028 | 2.38 | 1.18 |
Quinoa , nevařená | 0,167 | 14.12 | 1.2 |
Quinoa, vařená | 0,052 | 4.40 | 1.1 |
Brambory, červenohnědá | 0,02 | 2.14 | 0,84 |
Tamarind | 0,018 | 2,80 | 0,64 |
Banán | 0,01 | 1,03 | 0,87 |
Používejte jako antidepresivum
Protože tryptofan je přeměněn na 5-hydroxytryptofan (5-HTP), který je poté přeměněn na neurotransmiter serotonin, bylo navrženo, že spotřeba tryptofanu nebo 5-HTP může zlepšit příznaky deprese zvýšením hladiny serotoninu v mozku. Tryptofan je prodáván volně prodejný v USA (poté, co byl v letech 1989 až 2005 v různé míře zakázán ) a ve Velké Británii jako doplněk stravy pro použití jako antidepresivum , anxiolytikum a pomoc při spánku . V některých evropských zemích je také prodáván jako lék na předpis pro léčbu závažné deprese . Existují důkazy, že hladiny tryptofanu v krvi se pravděpodobně nezmění změnou stravy, ale konzumace vyčištěného tryptofanu zvyšuje hladinu serotoninu v mozku, zatímco konzumace potravin obsahujících tryptofan nikoli. Důvodem je to, že transportní systém, který přináší tryptofan přes hematoencefalickou bariéru, transportuje také další aminokyseliny, které jsou obsaženy v bílkovinných potravinách . Vysoká hladina krevního plazmatu jiných velkých neutrálních aminokyselin brání plazmatické koncentraci tryptofanu ve zvyšování koncentrací v mozku.
V roce 2001 byl publikován Cochraneův přehled účinku 5-HTP a tryptofanu na depresi. Autoři zahrnuli pouze studie s vysokou přísností a zahrnuli do svého přehledu jak 5-HTP, tak tryptofan, a to z důvodu omezených údajů o obou. Ze 108 studií 5-HTP a tryptofanu o depresi publikovaných v letech 1966 až 2000 pouze dva splnily standardy kvality autorů pro zařazení, celkem 64 účastníků studie. Látky byly ve dvou zahrnutých studiích účinnější než placebo, ale autoři uvádějí, že „důkazy nebyly dostatečně kvalitní, aby byly průkazné“, a poznamenávají, že „protože existují alternativní antidepresiva, která byla prokázána jako účinná a bezpečná, klinická užitečnost 5-HTP a tryptofan jsou v současné době omezené “. Vědecké důkazy nepodporují použití tryptofanu jako doplňkové terapie kromě standardní léčby poruch nálady a úzkosti.
Vedlejší efekty
Mezi potenciální vedlejší účinky suplementace tryptofanem patří nevolnost , průjem , ospalost , točení hlavy , bolest hlavy , sucho v ústech , rozmazané vidění , sedace , euforie a nystagmus (nedobrovolné pohyby očí).
Interakce
Tryptofan užívaný jako doplněk stravy (například ve formě tablet) může v kombinaci s antidepresivy třídy MAOI nebo SSRI nebo jinými silně serotonergními léky způsobit serotoninový syndrom . Protože suplementace tryptofanu nebyla v klinickém prostředí důkladně studována, nejsou její interakce s jinými léky dobře známy.
Izolace
Izolaci tryptofanu poprvé popsal Frederick Hopkins v roce 1901. Hopkins získal tryptofan z hydrolyzovaného kaseinu a získal 4–8 g tryptofanu ze 600 g surového kaseinu.
Biosyntéza a průmyslová výroba
Tryptofan jako esenciální aminokyselina není syntetizován z jednodušších látek u lidí a jiných zvířat, proto musí být ve stravě přítomen ve formě proteinů obsahujících tryptofan. Rostliny a mikroorganismy běžně syntetizují tryptofan z kyseliny shikimové nebo antranilátu : antranilát kondenzuje s fosforibosylpyrofosfátem (PRPP), přičemž jako vedlejší produkt vzniká pyrofosfát . Kruh ribosové části se otevře a podrobí se redukční dekarboxylaci za vzniku indol-3-glycerol fosfátu; toto se zase transformuje na indol . V posledním kroku tryptofan syntáza katalyzuje tvorbu tryptofanu z indolu a aminokyseliny serinu .
Průmyslová produkce tryptofanu je biosyntetická a je založen na fermentaci ze serinu a indolu za použití buď divokého typu nebo geneticky modifikované bakterie, jako je B. amyloliquefaciens , B. subtilis , C. glutamicum nebo E. coli . Tyto kmeny nesou mutace, které zabraňují zpětnému vychytávání aromatických aminokyselin nebo více/nadměrně exprimovaných trp operonů . Konverzi katalyzuje enzym tryptofan syntáza .
Společnost a kultura
Syndrom eosinofilie – myalgie
Tam byla velká vypuknutí ze syndromu eosinofilie-myalgie (EMS) v USA v roce 1989, s více než 1500 případů hlášených na CDC a nejméně 37 úmrtí. Poté, co předběžné vyšetřování odhalilo, že ohnisko bylo spojeno s příjmem tryptofanu, americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v roce 1989 odvolal doplňky tryptofanu a v roce 1990 zakázal většinu veřejných prodejů, přičemž ostatní země následovaly.
Následné studie naznačily, že EMS byla spojena se specifickými šaržemi L-tryptofanu dodávanými jediným velkým japonským výrobcem, Showa Denko . Nakonec vyšlo najevo, že nedávné šarže L-tryptofanu Showa Denka byly kontaminovány stopovými nečistotami, o kterých se následně předpokládalo, že jsou odpovědné za vypuknutí EMS v roce 1989. Jiné důkazy však naznačují, že samotný tryptofan může být potenciálně významným faktorem přispívajícím k EMS.
FDA uvolnil svá omezení prodeje a marketingu tryptofanu v únoru 2001, ale nadále omezoval dovoz tryptofanu, který není určen k použití osvobozenému od daně, do roku 2005.
Skutečnost, že zařízení Showa Denko používalo geneticky modifikované bakterie k výrobě kontaminovaných šarží L-tryptofanu, o nichž se později zjistilo, že způsobily vypuknutí syndromu eosinofilie a myalgie, byla uvedena jako důkaz potřeby „pečlivého sledování chemické čistoty biotechnologie“ -odvozené produkty “. Ti, kdo volají po sledování čistoty, byli zase kritizováni jako aktivisté proti GMO, kteří přehlížejí možné příčiny kontaminace mimo GMO a ohrožují rozvoj biotechnologií.
Krůtí maso a ospalost
Běžným tvrzením v USA je, že těžká konzumace krůtího masa má za následek ospalost v důsledku vysokých hladin tryptofanu obsaženého v krůtě. Množství tryptofanu v krůtě je však srovnatelné s množstvím obsaženým v jiném mase. Ospalost po jídle může být způsobena jinými jídly konzumovanými s krůtou, zejména sacharidy . Požití jídla bohatého na sacharidy spouští uvolňování inzulínu . Inzulin zase stimuluje příjem velkých neutrálních větvených aminokyselin (BCAA), ale ne tryptofanu, do svalů, čímž se zvyšuje poměr tryptofanu a BCAA v krevním oběhu. Výsledný zvýšený poměr tryptofanu snižuje konkurenci velkého neutrálního transportéru aminokyselin (který transportuje jak BCAA, tak aromatické aminokyseliny), což má za následek větší příjem tryptofanu přes hematoencefalickou bariéru do mozkomíšního moku (CSF). Jakmile je tryptofan v CSF, normální enzymatickou cestou se v jádrech raphe přemění na serotonin . Výsledný serotonin je dále metabolizován na melatonin v epifýze . Tato data tedy naznačují, že „ospalost vyvolaná hody“-nebo postprandiální ospalost- může být důsledkem těžkého jídla bohatého na sacharidy, které nepřímo zvyšuje produkci melatoninu v mozku, a tím podporuje spánek.
Výzkum
V roce 1912 Felix Ehrlich prokázáno, že kvasinky metabolizuje přírodních aminokyselin v podstatě odštěpením oxidu uhličitého a náhradou aminoskupiny s hydroxylovou skupinou . Touto reakcí tryptofan dává vznik tryptopholu .
Tryptofan ovlivňuje syntézu serotoninu v mozku, když je podáván orálně v purifikované formě a používá se k úpravě hladin serotoninu pro výzkum. Nízká hladina serotoninu v mozku je vyvolána podáním proteinu chudého na tryptofan technikou nazývanou akutní deplece tryptofanu . Studie používající tuto metodu hodnotily účinek serotoninu na náladu a sociální chování a zjistily, že serotonin snižuje agresi a zvyšuje příjemnost.
Fluorescence
Tryptofan je důležitá vlastní fluorescenční sonda (aminokyselina), kterou lze použít k odhadu povahy mikroprostředí kolem zbytku tryptofanu. Většina vnitřních fluorescenčních emisí skládaného proteinu je způsobena excitací tryptofanových zbytků.
Viz také
- 5-Hydroxytryptofan (5-HTP)
- Souhlas - Rosenheimova reakce
- Adamkiewiczova reakce
- Atenuátor (genetika)
- N , N -dimethyltryptamin
- Hopkins -Coleova reakce
- Serotonin
- Tryptamin
Reference
Další čtení
- Wood RM, Rilling JK, Sanfey AG, Bhagwagar Z, Rogers RD (květen 2006). „Účinky vyčerpání tryptofanu na výkon iterované hry Vězňovo dilema u zdravých dospělých“ . Neuropsychofarmakologie . 31 (5): 1075–84. doi : 10,1038/sj.npp.1300932 . PMID 16407905 .
externí odkazy
- „KEGG PATHWAY: Tryptofanový metabolismus - Homo sapiens“ . KEGG: Kjótská encyklopedie genů a genomů. 23. srpna 2006 . Citováno 20. dubna 2008 .
- GP Moss. „Katabolismus tryptofanu (raná stadia)“ . Názvoslovný výbor Mezinárodní unie biochemie a molekulární biologie (NC-IUBMB). Archivovány od originálu dne 13. září 2003 . Citováno 20. dubna 2008 .
- GP Moss. „Tryptofanový metabolismus (pozdější fáze)“ . Názvoslovný výbor Mezinárodní unie biochemie a molekulární biologie (NC-IUBMB). Archivovány od originálu dne 13. září 2003 . Citováno 20. dubna 2008 .
- B. Mikkelson; DP Mikkelson (22. listopadu 2007). „Turecko způsobuje ospalost“ . Referenční stránky Urban Legends . Snopes.com . Citováno 20. dubna 2008 .