Фенилаланин
Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено из метаболизма фенилаланина )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фенилаланин
Скелетная формула
Скелетная формула L - фенилаланина
1Фенилаланин AtPhysiologicalpH.svg
L -фенилаланин при физиологическом pH
Фенилаланин-из-xtal-3D-bs-17.png
Фенилаланин-из-xtal-3D-sf.png
Имена
ПроизношениеСША : / ˌ f ɛ n əl ˈ æ l ə n iː n / , Великобритания : / ˌ f iː n aɪ l -/
название ИЮПАК
( S )-2-Амино-3-фенилпропановая кислота
Идентификаторы
  • 150-30-1 (ДЛ) чекД
  • 63-91-2 (л) чекД
  • 673-06-3 (Д) чекД
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ХимПаук
НаркоБанк
Информационная карта ECHA100.000.517 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
УНИИ
  • 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-/м0/с1 чекД
    Ключ: COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N чекД
  • 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-/м0/с1
    Ключ: COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBBC
Характеристики
Химическая формула
С 9 Н 11 Н О 2
Молярная масса165,192  г·моль -1
Кислотность (p K a )1,83 (карбоксил), 9,13 (амино) [2]
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
2
1
0
Страница дополнительных данных
Фенилаланин (страница данных)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что   ?)чекД☒Н
Ссылки на информационные ящики

Фенилаланин (символ Phe или F ) [3] представляет собой незаменимую α - аминокислоту с формулой C
9ЧАС
11НЕТ
2. Его можно рассматривать как бензильную группу, замещающую метильную группу аланина , или фенильную группу вместо концевого водорода аланина. Эта незаменимая аминокислота классифицируется как нейтральная и неполярная из-за инертной и гидрофобной природы бензильной боковой цепи. L - изомер используется для биохимического образования белков, кодируемых ДНК . Фенилаланин является предшественником тирозина , моноаминового нейротрансмиттера дофамина ,норэпинефрин (норадреналин), адреналин (адреналин) и пигмент кожи меланин . Кодируется кодонами UUU и UUC .

Фенилаланин естественным образом содержится в грудном молоке млекопитающих . Он используется в производстве продуктов питания и напитков и продается в качестве пищевой добавки из-за его известного обезболивающего и антидепрессивного действия. Это прямой предшественник нейромодулятора фенетиламина , широко используемой пищевой добавки . Будучи незаменимой аминокислотой, фенилаланин не синтезируется de novo в организме человека и других животных, которым необходимо потреблять фенилаланин или белки, содержащие фенилаланин.

История

Первое описание фенилаланина было сделано в 1879 году, когда Шульце и Барбьери идентифицировали соединение с эмпирической формулой C9H11NO2 в проростках желтого люпина ( Lupinus luteus ) . В 1882 году Эрленмейер и Липп впервые синтезировали фенилаланин из фенилацетальдегида , цианистого водорода и аммиака . [4] [5]

Генетический кодон фенилаланина был впервые обнаружен Дж. Генрихом Маттеи и Маршаллом В. Ниренбергом в 1961 году. Они показали, что, используя мРНК для вставки множественных повторов урацила в геном бактерии E. coli , они могут заставить бактерию производить полипептид , состоящий исключительно из повторяющихся фенилаланиновых аминокислот. Это открытие помогло установить природу кодирующих взаимосвязей, которые связывают информацию, хранящуюся в геномной нуклеиновой кислоте, с экспрессией белка в живой клетке.

Пищевые источники

Хорошими источниками фенилаланина являются яйца, курица, печень, говядина, молоко и соевые бобы. [6] Другим распространенным источником фенилаланина является 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

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

Другие биологические роли

L -фенилаланин биологически превращается в L - тирозин , еще одну аминокислоту, кодируемую ДНК. L -тирозин, в свою очередь, превращается в L-ДОФА , 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 добавки могут препятствовать выработке серотонина и других ароматических аминокислот, а также оксида азота из-за чрезмерного использования (в конечном итоге ограниченной доступности) связанных кофакторов , железа или тетрагидробиоптерина . [ Править ] Соответствующие ферменты для этих соединений являются семейства гидроксилазы ароматических аминокислот и синтазы оксида азота .

В растениях

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

Фенилкетонурия

Основная статья: Фенилкетонурия

Генетическое заболевание фенилкетонурия (ФКУ) представляет собой неспособность метаболизировать фенилаланин из-за недостатка фермента фенилаланингидроксилазы . Люди с этим расстройством известны как «фенилкетонурики» и должны регулировать потребление фенилаланина. Фенилкетонуристы часто используют анализы крови для контроля количества фенилаланина в крови. Лабораторные результаты могут отображать 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 тетрагидробиоптерин , который может быть дополнен. У беременных женщин с гиперфенилаланинемией могут проявляться сходные 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 является гетерозиготным по дефектному гену, поскольку незрелость печени может отрицательно повлиять на плод. [ нужна медицинская справка ]

Непищевым источником фенилаланина является искусственный подсластитель аспартам . Это соединение метаболизируется в организме в несколько химических побочных продуктов, включая фенилаланин. Проблемы с распадом, которые возникают у фенилкетонуриков с накоплением фенилаланина в организме, также возникают при приеме внутрь аспартама, хотя и в меньшей степени. Соответственно, все продукты в Австралии, США и Канаде, содержащие аспартам, должны иметь маркировку: «Фенилкетонурические средства: содержит фенилаланин». В Великобритании продукты, содержащие аспартам, должны иметь панели ингредиентов, которые указывают на наличие «аспартама или E951» [13] .и они должны быть помечены предупреждением «Содержит источник фенилаланина». В Бразилии этикетка «Contém Fenilalanina» (по-португальски «Содержит фенилаланин») также является обязательной для продуктов, которые его содержат. Эти предупреждения размещены, чтобы помочь людям избегать таких продуктов.

D- , L- и DL - фенилаланин

Стереоизомер D - фенилаланин (DPA) может быть получен традиционным органическим синтезом либо в виде отдельного энантиомера , либо в виде компонента рацемической смеси. Он не участвует в биосинтезе белков, хотя в небольших количествах обнаруживается в белках, особенно в состаренных белках и пищевых белках, подвергшихся переработке . Биологические функции D - аминокислот остаются неясными, хотя D -фенилаланин обладает фармакологической активностью в отношении ниациновых рецепторов 2 . [14]

DL -фенилаланин (DLPA) продается как пищевая добавка из-за его предполагаемого обезболивающего и антидепрессивного действия. DL -фенилаланин представляет собой смесь D -фенилаланина и L - фенилаланина. Предполагаемая анальгетическая активность DL - фенилаланина может быть объяснена возможной блокировкой D - фенилаланином деградации энкефалина ферментом карбоксипептидазой А. [15] [16] Механизм предполагаемой антидепрессивной активности DL -фенилаланина может быть объяснен предшественником роль L - фенилаланина в синтезе нейротрансмиттеров норадреналина и дофамина . Считается, что повышенный уровень норадреналина и дофамина в мозгу оказывает антидепрессивное действие. D -фенилаланин всасывается из тонкого кишечника и транспортируется в печень портальным кровотоком . Небольшое количество D - фенилаланина превращается в L - фенилаланин. D -фенилаланин распределяется по различным тканям организма через большой круг кровообращения . По-видимому, он преодолевает 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 980 нМ. [18]

В головном мозге L - фенилаланин является конкурентным антагонистом сайта связывания глицина рецептора NMDA [19] и сайта связывания глутамата рецептора AMPA . [20] В сайте связывания глицина рецептора NMDA L - фенилаланин имеет кажущуюся равновесную константу диссоциации (KB ) 573 мкМ, оцененную регрессией Шильда [21] , что значительно ниже, чем концентрация L -фенилаланина в головном мозге , наблюдаемая при нелеченой фенилкетонурии человека . [22] Л-Фенилаланин также ингибирует высвобождение нейротрансмиттера в глутаматергических синапсах в гиппокампе и коре головного мозга с IC50 980 мкМ, концентрация в мозге наблюдается при классической фенилкетонурии , тогда как D -фенилаланин оказывает значительно меньший эффект. [20]

Коммерческий синтез

L -фенилаланин производится для медицинских, кормовых и пищевых целей, таких как аспартам , в больших количествах с использованием бактерии Escherichia coli , которая естественным образом производит ароматические аминокислоты, такие как фенилаланин. Количество L - фенилаланина, производимого в коммерческих целях, было увеличено с помощью генной инженерии E. coli , например, путем изменения регуляторных промоторов или увеличения количества генов, контролирующих ферменты, ответственные за синтез аминокислоты. [23]

Производные

Боронофенилаланин (BPA) представляет собой дигидроксиборильное производное фенилаланина, используемое в нейтронозахватной терапии .

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

использованная литература

  1. ^ б Илефельдт , Франциска Стефани; Петтерсен, Фредрик Бьярте; фон Бонин, Эйдан; Завадска, Малгожата; Гербиц, профессор Карл Хенрик (2014). «Полиморфы L-фенилаланина». Ангью. хим. Междунар. Эд. 53 (49): 13600–13604. doi : 10.1002/anie.201406886 . PMID  25336255 .
  2. ^ Доусон Р.М. и др. (1959). Данные для биохимических исследований . Оксфорд: Кларендон Пресс.
  3. ^ «Номенклатура и символика аминокислот и пептидов» . Совместная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре. 1983. Архивировано из оригинала 9 октября 2008 г .. Проверено 5 марта 2018 г.
  4. ^ Торп Т.Е. (1913). Словарь прикладной химии . Лонгманс , Грин и Ко, стр.  191–193 . Проверено 4 июня 2012 г. .
  5. ^ Плиммер Р.Х. (1912) [1908]. Плиммер Р.Х., Хопкинс Ф.Г. (ред.). Химический состав белков . Монографии по биохимии. Том. Часть I. Анализ (2-е изд.). Лондон: Longmans, Green and Co., стр. 93–97 . Проверено 4 июня 2012 г. .
  6. ↑ Росс Х.М., Рот Дж. (1 апреля 1991 г.). Диета контроля настроения: 21 день, чтобы победить депрессию и усталость . Саймон и Шустер. п. 59. ISBN 978-0-13-590449-7.
  7. ^ Зерацкий, Кэтрин. «Фенилаланин в диетической газировке: вреден ли он?» . Клиника Мэйо . Проверено 30 апреля 2019 г.
  8. ^ Институт медицины (2002). «Белки и аминокислоты» . Справочные нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот с пищей . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. стр. 589–768. дои : 10.17226/10490 . ISBN 978-0-309-08525-0.
  9. ^ Бродли К.Дж. (март 2010 г.). «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 г.). «Возрождение следовых аминов, вдохновленное новым семейством GPCR». Тенденции фармакологических наук . 26 (5): 274–281. doi : 10.1016/j.tips.2005.03.007 . PMID 15860375 . 
  11. ↑ Ван X, Ли Дж, Донг Г, Юэ Дж (февраль 2014 г.). «Эндогенные субстраты CYP2D головного мозга». Европейский журнал фармакологии . 724 : 211–218. doi : 10.1016/j.ejphar.2013.12.025 . PMID 24374199 . 
  12. ^ Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2000). Ленингер, Принципы биохимии (3-е изд.). Нью-Йорк: стоит издать. ISBN 1-57259-153-6.
  13. Викискладе есть медиафайлы по теме аспартама . Великобритания: Агентство по пищевым стандартам.
  14. ^ «D-фенилаланин: биологическая активность» . Руководство IUPHAR/BPS по фармакологии . Проверено 27 декабря 2018 г.
  15. ^ «D-фенилаланин: клинические данные» . Руководство IUPHAR/BPS по фармакологии . Проверено 27 декабря 2018 г.
  16. ^ Кристиансон Д.В., Мангани С., Шохам Г., Липскомб В.Н. (август 1989 г.). «Связывание D-фенилаланина и D-тирозина с карбоксипептидазой А» (PDF) . Журнал биологической химии . 264 (22): 12849–53. doi : 10.1016/S0021-9258(18)51564-7 . PMID 2568989 .  
  17. ^ Леманн, В. Д.; Теобальд, Н .; Фишер, Р.; Генрих, ХК (14 марта 1983 г.). «Стереоспецифичность кинетики и гидроксилирования фенилаланина в плазме у человека после перорального применения меченной стабильным изотопом псевдорацемической смеси L- и D-фенилаланина». Клиника Химика Акта; Международный журнал клинической химии . 128 (2–3): 181–198. doi : 10.1016/0009-8981(83)90319-4 . ISSN 0009-8981 . PMID 6851137 .  
  18. ↑ Мортелл К.Х., Андерсон Д.Дж., Линч Дж.Дж., Нельсон С.Л., Саррис К., Макдональд Х., Сабет Р., Бейкер С., Оноре П., Ли К.Х., Джарвис М.Ф., Гопалакришнан М. (март 2006 г.). «Взаимосвязь структура-активность альфа-аминокислотных лигандов альфа2-дельта-субъединицы потенциалзависимых кальциевых каналов». Письма по биоорганической и медицинской химии . 16 (5): 1138–1141. doi : 10.1016/j.bmcl.2005.11.108 . PMID 16380257 . 
  19. ^ Глушаков А.В., Деннис Д.М., Мори Т.Е., Самнерс С., Куккиара Р.Ф., Зойберт К.Н., Мартынюк А.Е. (2002). «Специфическое ингибирование функции рецептора N-метил-D-аспартата в нейронах гиппокампа крыс с помощью L-фенилаланина в концентрациях, наблюдаемых при 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 С., Зойберт К.Н., Мартынюк А.Е. (апрель 2003 г.). «L-фенилаланин избирательно подавляет токи в глутаматергических возбуждающих синапсах». Журнал исследований в области неврологии . 72 (1): 116–24. doi : 10.1002/jnr.10569 . PMID 12645085 . S2CID 42087834 .  
  21. ↑ Глушаков А.В., Глушакова О., Варшней М., Байпай Л.К., Самнерс С., Лайпис П.Дж., Эмбери Дж.Е., Бейкер С.П., Отеро Д.Х., Деннис Д.М., Зойберт К.Н., Мартынюк А.Е. (февраль 2005 г.). «Долгосрочные изменения глутаматергической синаптической передачи при фенилкетонурии» . Мозг . 128 (часть 2): 300–7. doi : 10.1093/мозг/awh354 . PMID 15634735 . 
  22. ^ Мёллер Х.Е., Веглаге Дж., Бик У., Видерманн Д., Фельдманн Р., Ульрих К. (декабрь 2003 г.). «Визуализация головного мозга и протонная магнитно-резонансная спектроскопия у пациентов с фенилкетонурией». Педиатрия . 112 (6 ч. 2): 1580–1583. PMID 14654669 . 
  23. ^ Спренгер Г.А. (2007). «Ароматические аминокислоты». Биосинтез аминокислот: пути, регуляция и метаболическая инженерия (1-е изд.). Спрингер. стр. 106–113. ISBN 978-3-540-48595-7.

внешняя ссылка

  • Масс-спектр фенилаланина
  • Фенилаланин в ChemSynthesis
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Phenyalanine&oldid=1063711197#Other_biological_roles .
Contribute a better translation