tryptofaani | |||
---|---|---|---|
| |||
Kenraali | |||
Systemaattinen nimi |
2-amino-3- (1H-indol-3-yyli)propionihappo | ||
Lyhenteet |
Kolme, Trp, W UGG |
||
Chem. kaava | C11H12N2O2 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Rotta. kaava | C11H12N2O2 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Fyysiset ominaisuudet | |||
Moolimassa | 204,23 g/ mol | ||
Kemiallisia ominaisuuksia | |||
Hapon dissosiaatiovakio | 9.39 [1] | ||
Luokitus | |||
Reg. CAS-numero | 73-22-3 | ||
PubChem | 6305 | ||
Reg. EINECS-numero | 200-795-6 | ||
Hymyilee | N[C@H](Cc1c2ccccc2n([H])c1)C(O)=O | ||
InChI | InChI = 1S/C11H12N2O2/c12-9(11(14)15)5-7-6-13-10-4-2-1-3-8(7)10/h1-4,6,9,13H, 5,12H2,(H,14,15)/t9-/m0/s1QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N | ||
CHEBI | 16828 | ||
ChemSpider | 6066 | ||
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Tryptofaani (β-(β-indolyyli)-α-aminopropionihappo, lyhenne: Tri, Trp, Trp, W) on aromaattinen alfa-aminohappo . Esiintyy kahdessa optisessa isomeerimuodossa , L ja D, ja rasemaattina (raseeminen seos) (DL).
L-tryptofaani on proteiineja aiheuttava aminohappo ja se on osa kaikkien tunnettujen elävien organismien proteiineja . Se kuuluu useisiin hydrofobisiin aminohappoihin, koska se sisältää aromaattisen indoliytimen . Osallistuu hydrofobisiin ja pinoamisvuorovaikutuksiin .
Ensimmäisen kerran vuonna 1890 tryptofaani eristettiin ruoansulatusentsyymistä trypsiinistä ja sen ominaisuuksia kuvaili saksalainen kemisti Richard Neumeister, joka myös antoi aminohapolle nimen. Kreikan jälkiliite "tuuletin" tarkoittaa "osoittaa" [2] .
Tryptofaani syntetisoidaan luonnollisesti antranilaatin kautta . Antranilaatin biosynteesin prosessissa väliyhdisteet ovat shikimaatti , korismaatti . Antranilaatin biosynteesiä käsitellään artikkelissa shikimate pathway . Neljä reversiibeliä reaktiota muodostavat lyhimmän reitin antranilaatin muuttamiseksi tryptofaaniksi. Näistä reaktioista sekä korismaatista antranilaatin muodostumisen peruuttamattomasta reaktiosta vastuussa olevia geenejä kutsutaan trp -geeneiksi ja ne yhdistetään bakteereissa tryptofaanioperoniksi.
Kaavamaisesti tryptofaanioperonin rakenne Escherichia colissa voidaan ilmaista seuraavasti:
— trp R—…—Promoottori—Operaattori—Johtaja—Vaimennin— trp E— trp D— trp C— trp B— trp A—Terminaattori—Terminaattori—
Biosynteettisen prosessin vaiheet korismaatti → → tryptofaani:
Luonnossa tryptofaania syntetisoivat mikro -organismit , kasvit ja sienet . Monisoluiset eläimet eivät pysty syntetisoimaan tryptofaania de novo . Ihmisille, kuten kaikille Metazoalle , tryptofaani on välttämätön aminohappo, ja se on nautittava riittävästi ravinnon proteiinien kanssa.
L-tryptofaanin kataboliset muutokset ihmiskehossa:
Tryptofaani → N-formyylikynureniini → kinureniini → 3-hydroksikynureniini → 3-hydroksiantranilaatti
N-formyylikynureniini → N-formyyliantranilaatti → antranilaatti → 3-hydroksiantranilaatti
Kynureniini→antranilaatti→3-hydroksiantranilaatti
3-Hydroksiantranilaatti→2-amino-3-karboksimukonaatti-semialdehydi→2-aminomukonaatti-semialdehydi→2-aminomukonaatti→2-ketoadipaatti→glutaryyli-CoA→krotonyyli-CoA→( S )-3-hydroksibutanoyyli-CoA→asetoasetyyli-CoA asetyyli-CoA
Tryptofaani on serotoniinin [4] (josta melatoniinia voidaan sitten syntetisoida ) ja niasiinin (katso kuva) biologinen esiaste .
Usein B3 -vitamiinin hypovitaminoosi liittyy tryptofaanin puutteeseen.
Tryptofaani on myös indolialkaloidien biokemiallinen esiaste . Esimerkiksi tryptofaani → tryptamiini → N,N-dimetyylitryptamiini → psilosiini → psilosybiini
Tryptofaanin metaboliittia, 5-hydroksitryptofaania (5-HTP), on ehdotettu epilepsian [5] ja masennuksen hoitoon , mutta kliiniset tutkimukset ovat olleet epäselviä [6] . 5-HTP läpäisee helposti veri-aivoesteen ja dekarboksyloituu myös nopeasti serotoniiniksi (5-hydroksitryptamiini tai 5-HT) [7] .
Koska 5-HTP muuttuu serotoniiniksi maksassa, on olemassa merkittävä sydänvikojen riski, koska serotoniini vaikuttaa sydämeen [8] [9] .
Indoli aminometyloidaan formaldehydillä ja dimetyyliamiinilla Mannichin menetelmän mukaisesti. Saatu 3-dimetyyliaminometyyli-indoli kondensoidaan nitroetikkahapon metyyliesterin kanssa, jolloin saadaan 3-indolyylinitropropionihappometylaattia. Sitten nitroryhmä pelkistetään aminoryhmäksi. Esterin alkalisen hydrolyysin jälkeen saadaan D,L-tryptofaania, tavallisesti natriumsuolan muodossa. [10] Kemiallisella synteesillä saadusta tryptofaanista löytyy myrkyllisten yhdisteiden epäpuhtauksia. Synteettistä tryptofaania lisätään eläinten rehuun.
Mikro- organismeissa, mukaan lukien Escherichia coli , tunnetaan pyridoksaalista riippuvainen entsyymi tryptofaani-indolilyaasi (tryptofanaasi EC 4.1.99.1, tna A -geenin tuote ) . Tämän entsyymin tehtävänä on ylläpitää tasapainoa:
tryptofaani + vesi ⇋ indoli + pyruvaatti + ammonium.
Tämän kautta tryptofaania voidaan tuottaa indolin , pyruviinihapon ja ammoniakin entsymaattisella kondensaatiolla .
L-tryptofaanin teollisessa tuotannossa käytetään yleensä Candida utilis -hiivakantoja , jotka ovat viallisia arogeenien suhteen ja tämän seurauksena auksotrofisia fenyylialaniinin ja tyrosiinin suhteen . Lähtöaineena on yleensä suhteellisen halpa synteettinen antraniilihappo, joka on käyttökelpoinen useista syistä. Ensinnäkin se yksinkertaistaa ja alentaa prosessin kustannuksia, ja toiseksi se mahdollistaa säätelyn valvontamekanismien ohituksen (kohdetuotteella tryptofaanilla on estävä vaikutus antranilaattisyntaasiin). Kun läsnä on minimaalisia määriä fenyylialaniinia ja tyrosiinia, jotka eivät aiheuta säätelyvaikutuksia, Candida utilis -mutantit muuttavat viljelyalustaan lisätyn antraniilihapon L-tryptofaaniksi.
Synteettinen indoli voi toimia myös ensimmäisenä raaka-aineena tryptofaanin mikrobiologisessa tuotannossa. Prosessi riippuu tryptofaanisyntaasin aktiivisuudesta ja seriinin saatavuudesta.
Tryptofaani on osa ruokaproteiinia. Rikkaimpia tryptofaania ovat elintarvikkeet, kuten juusto , kala , liha , palkokasvit , raejuusto , kaura , maapähkinät , seesami , pinjansiemeniä , maito , jogurtti .
Tryptofaania on useimmissa kasviproteiineissa, erityisesti soijapavuissa . Maissi sisältää hyvin pienen määrän tryptofaania, joten pelkän maissin syöminen johtaa tämän aminohapon puutteeseen ja sen seurauksena pellagraan . Maapähkinät ovat erinomainen tryptofaanin lähde, mutta maapähkinät sisältävät vähemmän tryptofaania kuin eläintuotteet.
Liha ja kala sisältävät tryptofaania epätasaisesti: sidekudosproteiinit ( kollageeni , elastiini , gelatiini ) eivät sisällä tryptofaania [11] .
Nro p / s | tuote | mg/100 g |
---|---|---|
yksi | Punainen kaviaari | 960 |
2 | musta kaviaari | 910 |
3 | hollantilainen juusto | 780 |
neljä | manteli | 630 |
5 | cashew pähkinät | 600 |
6 | soijapavut | 600 |
7 | prosessoitua juustoa | 500 |
kahdeksan | pinjansiemenet | 420 |
9 | halvaa | 360 |
kymmenen | kaninliha, kalkkuna | 330 |
yksitoista | kalmari | 320 |
12 | piikkimakrilli | 300 |
13 | auringonkukansiemenet | 300 |
neljätoista | pistaasipähkinöitä | 300 |
viisitoista | kana | 290 |
16 | maapähkinä | 285 [13] |
17 | herneitä, papuja | 260 |
kahdeksantoista | silli | 250 |
19 | vasikanliha | 250 |
kaksikymmentä | naudanlihaa | 133 |
21 | lohi | 220 |
22 | turska | 210 |
23 | lampaanliha | 210 |
24 | rasvaista raejuustoa | 210 |
25 | kananmunat | 200 |
26 | pollock | 200 |
27 | suklaa | 200 |
28 | sianlihaa | 190 |
29 | vähärasvainen raejuusto | 180 |
kolmekymmentä | karppi | 180 |
31 | pallas, ahven | 180 |
32 | tattari | 180 |
33 | hirssi | 180 |
34 | meribassi | 170 |
35 | makrilli | 160 |
36 | kaurapuuro | 160 |
37 | kuivattuja aprikooseja | 150 |
38 | sieniä | 130 |
39 | ohra rouheet | 120 |
40 | ohraryynit | 100 |
41 | vehnäleipä | 100 |
42 | paistetut perunat | 84 |
43 | päivämäärät | 75 |
44 | keitetty riisi | 72 |
45 | Keitetyt perunat | 72 |
46 | ruisleipä | 70 |
47 | luumut | 69 |
48 | vihreitä (tilliä, persiljaa) | 60 |
49 | punajuuri | 54 |
viisikymmentä | rusina | 54 |
51 | kaali | 54 |
52 | banaanit | 45 |
53 | porkkana | 42 |
54 | sipuli | 42 |
55 | maito, kefiiri | 40 |
56 | tomaatit | 33 |
57 | aprikoosit | 27 |
58 | appelsiinit | 27 |
59 | granaattiomena | 27 |
60 | greippi | 27 |
61 | sitruuna | 27 |
62 | persikat | 27 |
63 | kirsikka | 24 |
64 | Mansikka | 24 |
65 | vadelma | 24 |
66 | mandariinit | 24 |
67 | hunaja | 24 |
68 | luumut | 24 |
69 | kurkut | 21 |
70 | kesäkurpitsa | 21 |
71 | vesimeloni | 21 |
72 | rypäleen | kahdeksantoista |
73 | meloni | kahdeksantoista |
74 | kaki | viisitoista |
75 | karpalo | viisitoista |
76 | omenat | 12 |
77 | päärynät | 12 |
78 | ananasta | 12 |
Familiaalinen hypertryptofanemia on harvinainen autosomaalinen resessiivinen perinnöllinen aineenvaihduntahäiriö, joka aiheuttaa tryptofaanin kerääntymisen vereen ja erittymisen virtsaan (tryptofanuria).
Sairauden syynä on tryptofaanin aktiivisen kuljetuksen rikkominen suolen seinämän läpi, minkä seurauksena sen bakteerien hajoamisprosessit ja indolituotteiden, kuten indoli , skatoli , muodostuminen tehostuvat .
Perinnöllinen sairaus, joka liittyy tryptofaanin muuttumiseen kinureniiniksi. Sairaus aiheuttaa keskushermoston vaurioita ja kääpiöisyyttä . K. Tada kuvasi taudin ensimmäisen kerran vuonna 1963.
Geneettinen sairaus, joka johtuu kinureniinin muuttumisesta 3 -hydroksi-L-kynureniiniksi (NADP-riippuvainen L-kynureniini-3-hydroksylaasi EC 1.14.13.9 on vastuussa reaktiosta). Sairaus ilmenee lisääntyneenä kinureniinin erittymisenä virtsaan sekä sklerodermana .
Indikanuria – korkea indikaanipitoisuus virtsassa . Syynä voi olla suolitukos, jonka vuoksi mädäntymisprosessit alkavat edetä siinä intensiivisesti.
1980-luvun lopulla Yhdysvalloissa ja joissakin muissa maissa havaittiin erittäin suuri määrä eosinofilia-myalgia-oireyhtymän tapauksia . Tämä ongelma julkistettiin vuonna 1989 , kun kolmen amerikkalaisen naisen henkilökohtaiset lääkärit, jotka olivat keskustelleet tilanteesta keskenään, herättivät hälytyksen. Myöhemmin epidemian laajuudeksi arvioitiin noin 60 000 tapausta, joista noin 1 500 tapausta johti vammaisuuteen ja vähintään 27 tapausta oli kuolemaan johtavia.
Todettiin, että lähes kaikki potilaat ottivat L-tryptofaania japanilaiselta valmistajalta Showa Denkolta. Tämä tryptofaani valmistettiin käyttämällä uutta, erityisesti suunniteltua geneettisesti muunnettujen mikro -organismien kantaa . Tutkimuksen aikana lääkeainenäytteitä otettiin useista tryptofaani-eristä. Näistä näytteistä tunnistettiin yli 60 erilaista epäpuhtautta. Nämä epäpuhtaudet, joista EBT (1,1'-etylideeni-bis-L-tryptofaani) ja MTCA (1-metyyli-1,2,3,4-tetrahydro-beta-karboliini-3-karboksyylihappo), olivat erityisen epäilyttäviä, on tutkittu huolellisesti, mutta yhdenkään niistä ei ole osoitettu aiheuttavan niin vakavia terveysongelmia kuin eosinofilia-myalgia-oireyhtymä.
Myös mahdollisuus, että eosinofilia-myalgia-oireyhtymä voi johtua itse L-tryptofaanista, kun sitä on kehossa liikaa, pohdittiin. Asiantuntijat ovat yrittäneet arvioida mahdollisuutta, että tryptofaanimetaboliitit voivat estää histamiinin hajoamista ja että liiallinen histamiini voi edistää tulehdusta ja eosinofilia-myalgia-oireyhtymän kehittymistä. Kaikista ponnisteluista huolimatta ei ollut mahdollista luotettavasti määrittää, mikä tarkalleen aiheutti eosinofilia-myalgiaa tryptofaania käyttävillä ihmisillä.
Tryptofaanin kierron hallinnan vahvistaminen, mukaan lukien tryptofaanin tuontikielto, on johtanut eosinofilia-myalgia-oireyhtymän tapausten jyrkkään vähenemiseen. Vuonna 1991 suurin osa tryptofaanista kiellettiin markkinoilla Yhdysvalloissa, ja muut maat seurasivat esimerkkiä. Helmikuussa 2001 FDA helpotti rajoituksia, mutta ilmaisi silti huolensa:
"Tällä hetkellä saatavilla olevan tieteellisen näytön perusteella emme voi varmuudella päätellä, että L-tryptofaanilisäravinteita käyttävillä herkillä henkilöillä EMS:n esiintyminen johtuu L-tryptofaanin sisältämästä L-tryptofaanin sisältämästä epäpuhtaudesta. tai näiden kahden yhdistelmä yhdessä muiden, vielä tuntemattomien ulkoisten tekijöiden kanssa." [neljätoista]Käännös:
"Nykyisen tieteellisen tiedon perusteella emme voi vastata varmuudella kysymykseen, mikä aiheuttaa eosinofilia-myalgiaa L-tryptofaania käyttävillä herkillä ihmisillä. Emme voi sanoa, pystyykö L-tryptofaani itsessään tai L-tryptofaanin sisältämä epäpuhtaus tai L-tryptofaanin yhdistelmä, epäpuhtaudet muiden, vielä tuntemattomien tekijöiden kanssa aiheuttamaan eosinofilia-myalgiaa.Indolamiini-2,3-dioksigenaasi (tryptofaani-2,3-dioksigenaasin isotsyymi) aktivoituu immuunivasteen aikana rajoittamaan tryptofaanin saatavuutta virustartunnan saaneille tai syöpäsoluille.
Rotilla tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että vähäinen tryptofaanipitoisuus pidentää elinikää, mutta lisää myös kuolleisuutta nuorena [15] .
Kalkkunanlihan syömisen jälkeen ilmenevä uneliaisuus (olennainen Yhdysvalloissa, jossa kalkkunaa syödään perinteisesti kiitospäivänä ja jouluna ) liittyy melatoniinin toimintaan , joka muodostuu tryptofaanista. On olemassa väärinkäsitys, että kalkkuna sisältää erittäin suuren määrän tryptofaania. Kalkkunanliha sisältää kyllä paljon tryptofaania, mutta sen pitoisuus on suunnilleen sama kuin monissa muissa lihavalmisteissa. Vaikka uneliaisuuden mekanismit todellakin liittyvät tryptofaaniaineenvaihduntaan, uneliaisuutta aiheuttaa ruoan yleinen korkea kalori- ja korkea hiilihydraattipitoisuus, ei sen lisääntynyt tryptofaanipitoisuus.
Tryptofaanilla on voimakkain fluoresenssi kaikista 20 proteiinia aiheuttavasta aminohaposta. Kaksi muuta aromaattista aminohappoa, jotka pystyvät fluoresoimaan (mutta paljon pienemmässä määrin), ovat tyrosiini ja fenyylialaniini . Tryptofaani absorboi sähkömagneettista säteilyä , jonka aallonpituus on 280 nm (maksimi) ja emittoi solvatokromisesti alueella 300-350 nm, riippuen tryptofaanin molekyyliympäristöstä. Tämä vaikutus on tärkeä proteiinien konformaation tutkimisen kannalta. Tryptofaanitähteet hydrofobisessa ympäristössä proteiinin keskellä siirtävät sen fluoresenssispektriä 10–20 nm kohti lyhyttä aallonpituutta (arvot lähellä 300 nm). Jos tryptofaanitähteet sijaitsevat proteiinin pinnalla hydrofiilisessä ympäristössä, proteiinin emissio siirtyy pitkiä aaltoja kohti (lähes 350 nm). Liuoksen pH vaikuttaa myös tryptofaanin fluoresenssiin. Näin ollen matalilla pH-arvoilla vetyatomin lisääminen aminohappojen karboksyyliryhmiin tryptofaanin vieressä voi vähentää sen fluoresenssin intensiteettiä (sammutusvaikutus). Tryptofaanin fluoresenssin intensiteettiä voidaan lisätä merkittävästi laittamalla se orgaaniseen liuottimeen, kuten DMSO :hon [16] . Indoliytimen vuorovaikutus nukleiinihappojen typpipitoisten emästen kanssa johtaa fluoresenssin intensiteetin laskuun, mikä mahdollistaa tämän aminohapon roolin selvittämisen proteiini-nukleiinihappovuorovaikutuksissa.
Proteiinisynteesijärjestelmä voi virheellisesti käyttää synteettistä 7-atsatryptofaania tryptofaanin sijaan , koska se on rakenteellisesti samankaltainen kuin tryptofaani.
Hypoteesi, jonka mukaan masennushäiriöt vähentävät aivojen serotoniinia, on johtanut L-tryptofaanin terapeuttiseen käyttöön masennuksessa [4] . Sitä käytetään sekä monoterapiana että yhdessä perinteisten masennuslääkkeiden kanssa [4] .
Kontrolloiduista kokeista on saatu näyttöä siitä, että L-tryptofaanin lisääminen voi tehostaa MAOI -masennuslääkkeiden terapeuttista vaikutusta . L-tryptofaanin määrääminen on suositeltavaa yhdistelmien " litium + MAOI" ja "litium + klomipramiini " ("serotoniinicocktail") serotonergisten vaikutusten lisäämiseksi [17] .
Myös L-tryptofaania käytetään pakko-oireisessa häiriössä . L-tryptofaanin lisäannos 6-8 g vuorokaudessa on erityisen perusteltua synteesin vähenemisen tai serotoniinivarantojen ehtymisen tapauksessa esimerkiksi serotonergisten masennuslääkkeiden pitkäaikaisen käytön vuoksi. Samaan aikaan joillakin potilailla L-tryptofaanin terapeuttinen vaikutus yleensä heikkenee pitkäaikaisen hoidon aikana [18] .
Lisäksi L-tryptofaanivalmisteita määrätään unihäiriöihin [19] , pelon ja jännityksen tunteisiin, dysforiaan , kuukautisia edeltävään oireyhtymään . Käyttöaiheita ovat myös alkoholi- , opiaatti- ja barbituraattiriippuvaisten potilaiden kompleksinen hoito vieroitusoireyhtymän ilmentymien tasoittamiseksi , akuutin etanolimyrkytys , kaksisuuntaisen mielialahäiriön ja vaihdevuosiin liittyvän masennuksen hoito. . Käyttöä raskauden ja imetyksen (imetyksen) aikana ei suositella. Suun kautta otettuna biologinen hyötyosuus on yli 90 %.
L-tryptofaanin sivuvaikutuksia ovat hypotensio , pahoinvointi, ripuli ja oksentelu [19] , anoreksia . Lisäksi se aiheuttaa päiväsaikaan uneliaisuutta, ja illalla otettuna se voi parantaa yöunta [4] . Serotonergisten masennuslääkkeiden ja L-tryptofaanin yhteiskäyttö voi aiheuttaa serotoniinioireyhtymän [18] . Kun tryptofaania ja MAOI-ryhmän masennuslääkkeitä käytetään yhdessä, keskushermoston kiihtyminen ja sekavuus ovat mahdollisia (tryptofaanin annosta tulee pienentää) [20] .
Tryptofaania käytetään myös eläinten rehun tasapainottamiseen.
Aminohappoja | |
---|---|
Vakio | |
ei-standardi | |
Katso myös |
Masennuslääkkeet ( N06A ) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
Lääketiedot on annettu lääkerekisterin ja TKFS:n 15.10.2008 päivätyn mukaisesti (* - lääke on poistettu liikevaihdosta) Haku lääketietokannasta . Venäjän federaation Roszdravnadzorin liittovaltion instituutio NTs ESMP (28. lokakuuta 2008). Haettu 12.11.2008. |