Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фенилаланин
Формула скелета
Скелетная формула из L фенилаланина
1ФенилаланинAtPhysiologicalpH.svg
L- фенилаланин при физиологическом pH
Фенилаланин-из-xtal-3D-bs-17.png
Фенилаланин-из-xtal-3D-sf.png
Имена
ПроизношениеСША : / ˌ е ɛ п əl æ л ə п я п / , Великобритания : / ˌ е я н aɪ л - /
Название ИЮПАК
( S ) -2-амино-3-фенилпропановая кислота
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100.000.517 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
UNII
  • InChI = 1S / C9H11NO2 / c10-8 (9 (11) 12) 6-7-4-2-1-3-5-7 / h1-5,8H, 6,10H2, (H, 11,12) / t8- / m0 / s1 проверитьY
    Ключ: COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C9H11NO2 / c10-8 (9 (11) 12) 6-7-4-2-1-3-5-7 / h1-5,8H, 6,10H2, (H, 11,12) / t8- / m0 / s1
    Ключ: COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBBC
  • N [C @@ H] (CC1 = CC = CC = C1) C (O) = O
  • Цвиттерион : [NH3 +] [C @@ H] (CC1 = CC = CC = C1) C ([O -]) = O
Характеристики
Химическая формула
C 9 H 11 N O 2
Молярная масса165,192  г · моль -1
Кислотность (p K a )1,83 (карбоксил), 9,13 (амино) [2]
Опасности
Паспорт безопасностиСм .: страницу данных
NFPA 704 (огненный алмаз)
2
1
0
Страница дополнительных данных
Структура и свойства
Показатель преломления ( n ),
диэлектрическая проницаемость (ε r ) и т. Д.
Термодинамические
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
Спектральные данные
УФ , ИК , ЯМР , МС
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Фенилаланин (обозначение Phe или F ) [3] является незаменимой α- аминокислотой с формулой C
9ЧАС
11НЕТ
2. Его можно рассматривать как бензиловые группы , замещенные для метильной группы из аланина , или фенильной группы вместо терминала водорода аланина. Эта незаменимая аминокислота классифицируется как нейтральная и неполярная из-за инертной и гидрофобной природы бензильной боковой цепи. Л -изомера используется для формирования биохимически белков , кодируемых ДНК . Фенилаланин является предшественником тирозина , моноаминового нейромедиатора дофамина ,норадреналин (норадреналин) и адреналин (адреналин), а также пигмент кожи меланин . Он кодируется с помощью кодона UUU и UUC.

Фенилаланин , естественно , в грудном молоке от млекопитающих . Он используется в производстве продуктов питания и напитков и продается в качестве пищевой добавки из-за его известных анальгетических и антидепрессивных эффектов. Это прямой предшественник нейромодулятора фенэтиламина , широко используемой пищевой добавки . Как незаменимая аминокислота, фенилаланин не синтезируется de novo у людей и других животных, которые должны принимать фенилаланин или фенилаланин-содержащие белки.

История [ править ]

Первое описание фенилаланина было сделано в 1879 году, когда Шульце и Барбьери идентифицировали соединение с эмпирической формулой C 9 H 11 NO 2 в проростках желтого люпина ( Lupinus luteus ). В 1882 году Эрленмейер и Липп впервые синтезировали фенилаланин из фенилацетальдегида , цианистого водорода и аммиака . [4] [5]

Генетическая кодон для фенилаланина был впервые обнаружен J. Heinrich Маттеи и Marshall W. Ниренбергом в 1961 г. Они показали , что при использовании мРНК для вставки нескольких урацила повторов в геноме из бактерии кишечной палочки , они могут вызвать бактерии , чтобы произвести полипептид, состоящий исключительно из повторяющихся аминокислот фенилаланина. Это открытие помогло установить природу кодирующих отношений, которые связывают информацию, хранящуюся в геномной нуклеиновой кислоте, с экспрессией белка в живой клетке.

Источники питания [ править ]

Хорошими источниками фенилаланина являются яйца, курица, печень, говядина, молоко и соевые бобы. [6] Другой распространенный источник фенилаланина - это все, что подслащено искусственным подсластителем аспартамом , например диетические напитки , диетические продукты и лекарства; метаболизм аспартама производит фенилаланин как один из метаболитов соединения . [7]

Диетические рекомендации [ править ]

Совет по пищевым продуктам и питанию (FNB) Института медицины США установил рекомендуемые диетические нормы (RDA) для незаменимых аминокислот в 2002 году. Для фенилаланина плюс тирозин для взрослых от 19 лет и старше - 33 мг / кг массы тела / день. [8]

Другие биологические роли [ править ]

Л фенилаланина биологически преобразуется в L - тирозин , другие одной из ДНК-кодируемых аминокислот. L- тирозин, в свою очередь, превращается в L-DOPA , который далее превращается в дофамин , норадреналин (норадреналин) и адреналин (адреналин). Последние три известны как катехоламины .

Фенилаланин использует тот же активный транспортный канал, что и триптофан, для преодоления гематоэнцефалического барьера . В чрезмерных количествах, добавок может мешать производство серотонина и других ароматических аминокислоты [ править ] , а также оксид азота из - за чрезмерное использование ( в конечном счете, ограниченная доступность) ассоциированные кофакторы, железа или тетрагидробиоптерина . [ необходима цитата ] Соответствующими ферментами для этих соединений являются семейство ароматических аминокислот гидроксилазы и синтаза оксида азота .

В растениях [ править ]

Фенилаланин является исходным соединением , используемым в синтезе из флавоноидов . Лигнан получают из фенилаланина и тирозина . Фенилаланин превращается в коричную кислоту под действием фермента фенилаланинаммиаклиаза . [12]

Фенилкетонурия [ править ]

Основная статья: фенилкетонурия

Генетическое заболевание фенилкетонурия (ФКУ) - это неспособность метаболизировать фенилаланин из-за отсутствия фермента фенилаланингидроксилазы . Люди с этим расстройством известны как «фенилкетонурии» и должны регулировать потребление фенилаланина. Фенилкетонурии часто используют анализы крови, чтобы контролировать количество фенилаланина в крови. Результаты лабораторных исследований могут указывать на уровни фенилаланина в мг / дл и мкмоль / л. Один мг / дл фенилаланина приблизительно эквивалентен 60 мкмоль / л.

(Редкая) «вариантная форма» фенилкетонурии, называемая гиперфенилаланинемией , вызвана неспособностью синтезировать кофактор, называемый тетрагидробиоптерином , который можно дополнять. Беременные женщины с гиперфенилаланинемией могут демонстрировать аналогичные симптомы заболевания (высокий уровень фенилаланина в крови), но эти показатели обычно исчезают в конце беременности. Беременные женщины с фенилкетонурией должны контролировать уровень фенилаланина в крови, даже если плод гетерозиготен по дефектному гену, потому что плод может пострадать из-за незрелости печени. [ требуется медицинская цитата ]

Непищевой источник фенилаланина - искусственный подсластитель аспартам . Это соединение метаболизируется в организме до нескольких химических побочных продуктов, включая фенилаланин. Проблемы распада фенилкетонурии, связанные с накоплением фенилаланина в организме, также возникают при приеме аспартама, хотя и в меньшей степени. Соответственно, все продукты в Австралии, США и Канаде, содержащие аспартам, должны иметь этикетку: «Phenylketonurics: Contains phenylalanine». В Великобритании продукты, содержащие аспартам, должны иметь перечень ингредиентов, в которых указывается наличие «аспартама или E951» [13].и они должны быть помечены предупреждением «Содержит источник фенилаланина». В Бразилии этикетка «Contém Fenilalanina» (португальский означает «Содержит фенилаланин») также является обязательной для продуктов, которые его содержат. Эти предупреждения предназначены для того, чтобы помочь людям избегать употребления такой пищи.

D- , L- и DL- фенилаланин [ править ]

Стереоизомер D фенилаланин (ДП) может быть получено с помощью обычного органического синтеза , либо в виде единственным энантиомера или в качестве одного из компонентов рацемической смеси. Он не участвует в биосинтезе белка, хотя в небольших количествах содержится в белках, особенно в старых белках и пищевых белках, которые были переработаны . Биологические функции D- аминокислот остаются неясными, хотя D- фенилаланин обладает фармакологической активностью в отношении рецептора 2 ниацина . [14]

DL- фенилаланин (DLPA) продается как пищевая добавка из-за его предполагаемой анальгетической и антидепрессивной активности. DL- фенилаланин представляет собой смесь D- фенилаланина и L- фенилаланина. Считают обезболивающее действие DL фенилаланина может быть объяснено возможной закупоркой от D фенилаланина из энкефалина деградации самой ферменты карбоксипептидазы А . [15] [16] Механизм предполагаемой антидепрессивной активности DL- фенилаланина может быть объяснен его предшественником.роль L- фенилаланина в синтезе нейромедиаторов норэпинефрина и дофамина . Считается, что повышенные уровни норадреналина и дофамина в мозге обладают антидепрессивным эффектом. D- фенилаланин всасывается из тонкого кишечника и транспортируется в печень через портальную систему кровообращения . Небольшое количество D- фенилаланина, по-видимому, превращается в L- фенилаланин. D- фенилаланин распределяется по различным тканям тела через большой круг кровообращения . По-видимому, он проникает через гематоэнцефалический барьер менее эффективно, чем L-фенилаланин, поэтому небольшое количество принятой внутрь дозы D- фенилаланина выводится с мочой, не проникая в центральную нервную систему. [17]

L- фенилаланин является антагонистом кальциевых каналов α2δ Ca 2+ с K i, равным 980 нМ. [18]

В головном мозге L- фенилаланин является конкурентным антагонистом в сайте связывания глицина рецептора NMDA [19] и в сайте связывания глутамата рецептора AMPA . [20] На участке связывания глицина рецептора NMDA L- фенилаланин имеет кажущуюся константу равновесной диссоциации (K B ) 573 мкМ, оцененную с помощью регрессии Шильда [21], что значительно ниже, чем концентрация L- фенилаланина в головном мозге, наблюдаемая при нелеченой фенилкетонурии человека . [22] L-Фенилаланин также подавляет высвобождение нейромедиаторов в глутаматергических синапсах в гиппокампе и коре головного мозга с IC 50 980 мкМ, концентрация в мозге наблюдается при классической фенилкетонурии , тогда как D- фенилаланин имеет значительно меньший эффект. [20]

Коммерческий синтез [ править ]

L- фенилаланин, такой как аспартам , в больших количествах для использования в медицине, корме и питании, производится с использованием бактерии Escherichia coli , которая естественным образом производит ароматические аминокислоты, такие как фенилаланин. Количество L- фенилаланина, производимого в промышленных масштабах, было увеличено путем генной инженерии E. coli , например, путем изменения регуляторных промоторов или увеличения числа генов, контролирующих ферменты, ответственные за синтез аминокислоты. [23]

Производные [ править ]

Боронофенилаланин (BPA) представляет собой дигидроксиборильное производное фенилаланина, используемое в нейтронно-захватной терапии .

4-Азидо-1-фенилаланин представляет собой включенную в белок неприродную аминокислоту, используемую в качестве инструмента для биоконъюгирования в области химической биологии .

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Илефельдт, Франциска Стефани; Петтерсен, Фредрик Бьярте; фон Бонин, Эйдан; Завадька, Малгожата; Гербиц, профессор Карл Хенрик (2014). «Полиморфы L-фенилаланина». Энгью. Chem. Int. Эд. 53 (49): 13600–13604. DOI : 10.1002 / anie.201406886 . PMID  25336255 .
  2. ^ Доусон RM и др. (1959). Данные для биохимических исследований . Оксфорд: Clarendon Press.
  3. ^ «Номенклатура и символика аминокислот и пептидов» . Совместная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре. 1983. Архивировано из оригинала 9 октября 2008 года . Проверено 5 марта 2018 .
  4. ^ Торп TE (1913). Словарь прикладной химии . Лонгманс, Грин и Ко стр.  191 -193 . Проверено 4 июня 2012 .
  5. ^ Плиммер RH (1912) [1908]. Плиммер Р. Х., Хопкинс Ф. Г. (ред.). Химический состав белков . Монографии по биохимии. Часть I. Анализ (2-е изд.). Лондон: Лонгманс, Грин и Ко, стр. 93–97 . Проверено 4 июня 2012 .
  6. ^ Росс НМ, Рот J (1 апреля 1991 года). Диета для контроля настроения: 21 день борьбы с депрессией и усталостью . Саймон и Шустер. п. 59. ISBN 978-0-13-590449-7.
  7. ^ Zeratsky, Кэтрин. «Фенилаланин в диетической газировке: вреден ли он?» . Клиника Мэйо . Проверено 30 апреля 2019 .
  8. ^ Институт медицины (2002). «Белок и аминокислоты» . Нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот с пищей . Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. С. 589–768.
  9. ^ Broadley KJ (март 2010). «Сосудистые эффекты следовых аминов и амфетаминов». Фармакология и терапия . 125 (3): 363–375. DOI : 10.1016 / j.pharmthera.2009.11.005 . PMID 19948186 . 
  10. ^ Lindemann L, Hoener MC (май 2005). «Возрождение следовых аминов, вдохновленное новым семейством GPCR». Направления фармакологических наук . 26 (5): 274–281. DOI : 10.1016 / j.tips.2005.03.007 . PMID 15860375 . 
  11. Перейти ↑ Wang X, Li J, Dong G, Yue J (февраль 2014 г.). «Эндогенные субстраты мозга CYP2D». Европейский журнал фармакологии . 724 : 211–218. DOI : 10.1016 / j.ejphar.2013.12.025 . PMID 24374199 . 
  12. ^ Нельсон Д.Л., Кокс М. (2000). Ленингер, Принципы биохимии (3-е изд.). Нью-Йорк: стоит публикации. ISBN 1-57259-153-6.
  13. ^ «Аспартам» . Великобритания: Агентство пищевых стандартов.
  14. ^ «D-фенилаланин: биологическая активность» . Руководство IUPHAR / BPS по ФАРМАКОЛОГИИ . Проверено 27 декабря 2018 года .
  15. ^ «D-фенилаланин: клинические данные» . Руководство IUPHAR / BPS по ФАРМАКОЛОГИИ . Проверено 27 декабря 2018 года .
  16. ↑ Christianson DW, Mangani S, Shoham G, Lipscomb WN (август 1989 г.). «Связывание D-фенилаланина и D-тирозина с карбоксипептидазой A» (PDF) . Журнал биологической химии . 264 (22): 12849–53. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (18) 51564-7 . PMID 2568989 .  
  17. ^ Lehmann, WD; Theobald, N .; Fischer, R .; Генрих, ХК (1983-03-14). «Стереоспецифичность кинетики фенилаланина в плазме и гидроксилирования у человека после перорального применения меченой стабильным изотопом псевдорацемической смеси L- и D-фенилаланина». Clinica Chimica Acta; Международный журнал клинической химии . 128 (2–3): 181–198. DOI : 10.1016 / 0009-8981 (83) 90319-4 . ISSN 0009-8981 . PMID 6851137 .  
  18. ^ Мортелл KH, Андерсон DJ, Линч JJ, Нельсон SL, Саррис K, Макдональд H, Сабет R, Бейкер S, Оноре P, Ли CH, Джарвис MF, Гопалакришнан M (март 2006). «Соотношение структура-активность альфа-аминокислотных лигандов для альфа2-дельта-субъединицы потенциалзависимых кальциевых каналов». Письма по биоорганической и медицинской химии . 16 (5): 1138–41. DOI : 10.1016 / j.bmcl.2005.11.108 . PMID 16380257 . 
  19. ^ Глушаков А.В., Деннис Д.М., Мори TE, Самнерс C, Куккьяра РФ, Зеуберт CN, Мартынюк А.Е. (2002). «Специфическое ингибирование функции рецептора N-метил-D-аспартата в нейронах гиппокампа крысы с помощью L-фенилаланина в концентрациях, наблюдаемых во время фенилкетонурии» . Молекулярная психиатрия . 7 (4): 359–67. DOI : 10.1038 / sj.mp.4000976 . PMID 11986979 . 
  20. ^ a b Глушаков А.В., Деннис Д.М., Самнерс К., Зеуберт С.Н., Мартынюк А.Е. (апрель 2003 г.). «L-фенилаланин избирательно подавляет токи в глутаматергических возбуждающих синапсах». Журнал неврологических исследований . 72 (1): 116–24. DOI : 10.1002 / jnr.10569 . PMID 12645085 . S2CID 42087834 .  
  21. ^ Глушаков А.В., Глушакова О, Varshney М, Баджпай ЛК, Самнерс С, Laipis PJ, Embury JE, Бейкер С.П., Отеро DH, Деннис Д.М., Seubert CN, Мартынюк АЕ (февраль 2005 г.). «Долгосрочные изменения глутаматергической синаптической передачи при фенилкетонурии» . Мозг . 128 (Pt 2): 300–7. DOI : 10,1093 / мозг / awh354 . PMID 15634735 . 
  22. ^ Möller HE, Weglage J, Bick U, Wiedermann D, Feldmann R, Ullrich K (декабрь 2003 г.). «Визуализация головного мозга и протонная магнитно-резонансная спектроскопия у пациентов с фенилкетонурией». Педиатрия . 112 (6 Pt 2): 1580–3. PMID 14654669 . 
  23. ^ Шпренгер GA (2007). «Ароматические аминокислоты». Аминокислотный биосинтез: пути, регуляция и метаболическая инженерия (1-е изд.). Springer. С. 106–113. ISBN 978-3-540-48595-7.

Внешние ссылки [ править ]

  • Масс-спектр фенилаланина
  • Фенилаланин в ChemSynthesis