Лейцин - Leucine

Лейцин
L-лейцин.svg
Скелетная формула из L - лейцина
Лейцин-из-xtal-3D-bs-17.png
Лейцин-из-xtal-3D-sf.png
Имена
Название ИЮПАК
Лейцин
Другие имена
2-амино-4-метилпентановая кислота
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.475 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
UNII
  • InChI = 1S / C6H13NO2 / c1-4 (2) 3-5 (7) 6 (8) 9 / h4-5H, 3,7H2,1-2H3, (H, 8,9) / t5- / m0 / s1 проверитьY
    Ключ: ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C6H13NO2 / c1-4 (2) 3-5 (7) 6 (8) 9 / h4-5H, 3,7H2,1-2H3, (H, 8,9) / t5- / m0 / s1
    Ключ: ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVBU
Характеристики
C 6 H 13 N O 2
Молярная масса 131,175  г · моль -1
Кислотность (p K a ) 2,36 (карбоксил), 9,60 (амино)
-84,9 · 10 −6 см 3 / моль
Страница дополнительных данных
Показатель преломления ( n ),
диэлектрическая проницаемостьr ) и т. Д.
Термодинамические
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
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

Лейцин (символ Leu или L ) является незаменимой аминокислотой , которая используется в биосинтезе из белков . Лейцин представляет собой α-аминокислота, то есть она содержит альфа- аминогруппы (которая находится в протонированной -NH 3 + формы в биологических условиях), в альфа- кислотной группы карбоновой (которая находится в депротонированной -COO - форма под биологическим условий) и изобутильной группы боковой цепи , что делает ее неполярной алифатической аминокислотой. Он необходим для человека, то есть организм не может его синтезировать: он должен быть получен с пищей. Источниками питания человека являются продукты, содержащие белок, например мясо, молочные продукты, соевые продукты, бобы и другие бобовые. Он кодируется с помощью кодонов UUA, UUG, CUU, CUC, Cua и CUG.

Подобно валину и изолейцину , лейцин является аминокислотой с разветвленной цепью . Основными конечными продуктами метаболизма лейцина являются ацетил-КоА и ацетоацетат ; следовательно, это одна из двух исключительно кетогенных аминокислот , а лизин - другой. Это самая важная кетогенная аминокислота для человека.

Лейцин и β-гидрокси β-метилмасл ноя кислота , незначительный лейцин метаболит , обладают фармакологической активностью в организме человека , и были продемонстрированы способствовать биосинтезу белка через фосфорилирование в механистической мишени рапамицина (MTOR).

Диетический лейцин

Как пищевая добавка L-лейцин имеет E-номер E641 и классифицируется как усилитель вкуса .

Требования

Совет по пищевым продуктам и питанию (FNB) Института медицины США установил рекомендуемые диетические нормы (RDA) для незаменимых аминокислот в 2002 году. Для лейцина, для взрослых от 19 лет и старше, 42 мг / кг массы тела / день.

Источники

Пищевые источники лейцина
Еда г / 100г
Концентрат сывороточного протеина , сухой порошок 10,0–12,0
Концентрат соевого белка , сухой порошок 7,5-8,5
Концентрат горохового протеина , сухой порошок 6,6
Соевые бобы , зрелые семена, жареные, соленые 2,87
Семена конопли очищенные 2,16
Говядина , круглая, верхняя часть, сырая 1,76
Арахис 1,67
Рыба , лосось, розовый, сырой 1,62
Зародыши пшеницы 1,57
Миндаль 1,49
Курица , бройлеры или фритюрницы, бедра, сырые 1,48
Куриное яйцо , желток, сырое 1,40
Овес 1,28
Эдамаме (соевые бобы, зеленые, сырые) 0,93
Фасоль, пинто, приготовленная 0,78
Чечевица , приготовленная 0,65
Нут , приготовленный 0,63
Кукуруза , желтая 0,35
Молоко коровье цельное , 3,25% жирности 0,27
Рис коричневый, среднезернистый, приготовленный 0,19
Молоко , человеческое, зрелое, жидкое 0,10

Воздействие на здоровье

Было обнаружено, что в качестве пищевой добавки лейцин замедляет деградацию мышечной ткани за счет увеличения синтеза мышечных белков у старых крыс. Однако результаты сравнительных исследований противоречивы. Длительный прием лейцина не увеличивает мышечную массу или силу у здоровых пожилых мужчин. Необходимы дополнительные исследования, желательно основанные на объективной случайной выборке общества. Такие факторы, как выбор образа жизни, возраст, пол, диета, упражнения и т. Д., Должны быть учтены в анализах, чтобы изолировать эффекты дополнительного лейцина как отдельного препарата или его приема вместе с другими аминокислотами с разветвленной цепью (BCAA). До тех пор добавление лейцина к пище не может считаться основной причиной мышечного роста или оптимального поддержания здоровья для всего населения.

И L-лейцин, и D-лейцин защищают мышей от судорог. D-лейцин также прекращает судороги у мышей после начала судорожной активности, по крайней мере так же эффективно, как диазепам, и без седативных эффектов. Снижение потребления L-лейцина с пищей способствует ожирению у мышей. Высокий уровень лейцина в крови связан с инсулинорезистентностью у людей, мышей и грызунов. Это может быть связано с действием лейцина на стимуляцию передачи сигналов mTOR . Диетическое ограничение лейцина и других BCAA может обратить вспять вызванное диетой ожирение у мышей дикого типа за счет увеличения расхода энергии и может ограничить набор жировой массы у гиперфагических крыс.

Безопасность

Токсичность лейцина, наблюдаемая при декомпенсированной болезни мочи кленовым сиропом , вызывает делирий и неврологические нарушения и может быть опасна для жизни.

Высокое потребление лейцина может вызвать или усугубить симптомы пеллагры у людей с низким статусом ниацина, поскольку он препятствует превращению L-триптофана в ниацин.

Лейцин в дозе, превышающей 500 мг / кг / сут, наблюдался при гипераммониемии . Таким образом, неофициально, допустимый верхний уровень потребления (UL) лейцина для здоровых взрослых мужчин может быть предложен на уровне 500 мг / кг / день или 35 г / день при острых диетических условиях.

Фармакология

Фармакодинамика

Лейцин - это пищевая аминокислота, способная напрямую стимулировать синтез миофибриллярного мышечного белка . Этот эффект лейцина является результатом его роли в качестве активатора механистической мишени рапамицина (mTOR), серин-треониновой протеинкиназы, которая регулирует биосинтез белка и рост клеток . Активация mTOR лейцином опосредуется через Rag GTPases , связывание лейцина с лейцил-тРНК синтетазой , связывание лейцина с сестрином 2 и, возможно, другие механизмы.

Метаболизм у человека

Метаболизм лейцина у человека
Схема метаболизма лейцина, HMB и изовалерил-КоА у человека
L- лейцин
Выводится
с мочой
(10–40%)


Неизвестный
фермент
Изображение выше содержит интерактивные ссылки.
Человеческий метаболический путь для ВМН и изовалерил-КоА по сравнению с L - лейцина . Из двух основных путей L- лейцин в основном метаболизируется в изовалерил-КоА, в то время как только около 5% метаболизируется в HMB.

Метаболизм лейцина происходит во многих тканях человеческого тела ; однако большая часть диетического лейцина метаболизируется в печени , жировой ткани и мышечной ткани . Жировая и мышечная ткань используют лейцин для образования стеролов и других соединений. Комбинированное использование лейцина в этих двух тканях в семь раз больше, чем в печени.

У здоровых людей примерно 60% пищевого L- лейцина метаболизируется через несколько часов, при этом примерно 5% (  диапазон 2–10% ) диетического L- лейцина превращается в β-гидрокси β-метилмасляную кислоту (HMB). Около 40% диетического L- лейцина превращается в ацетил-КоА , который впоследствии используется в синтезе других соединений.

Подавляющее большинство метаболизма L- лейцина первоначально катализируется ферментом аминотрансферазой аминокислот с разветвленной цепью , продуцирующим α-кетоизокапроат (α-KIC). α-KIC в основном метаболизируется митохондриальным ферментом α-кетокислота дегидрогеназой с разветвленной цепью , который превращает его в изовалерил-КоА . Изовалерил-КоА впоследствии метаболизируется изовалерил-КоА дегидрогеназой и превращается в МС-КоА , который используется в синтезе ацетил-КоА и других соединений. Во время дефицита биотина HMB может быть синтезирован из MC-CoA с помощью еноил-CoA гидратазы и неизвестного фермента тиоэстеразы , которые превращают MC-CoA в HMB-CoA и HMB-CoA в HMB соответственно. Относительно небольшое количество альфа-KIC метаболизируется в печени с помощью цитозольного фермента 4-hydroxyphenylpyruvate диоксигеназы (ИКК диоксигеназы), который преобразует альфа-KIC к ВМН. У здоровых людей этот второстепенный путь, который включает превращение L- лейцина в α-KIC, а затем в HMB, является преобладающим путем синтеза HMB.

Небольшая часть метаболизма L- лейцина - менее 5% во всех тканях, за исключением семенников, где он составляет около 33% - первоначально катализируется лейцинаминомутазой , производящей β-лейцин , который впоследствии метаболизируется в β-кетоизокапроат (β- KIC), β-кетоизокапроил-КоА , а затем ацетил-КоА с помощью ряда не охарактеризованных ферментов.

Метаболизм HMB катализируется неизвестным ферментом, который превращает его в β-гидрокси β-метилбутирил-КоА ( HMB-CoA ). HMB-CoA метаболизируется либо еноил-CoA гидратазой, либо другим не охарактеризованным ферментом, производя β-метилкротонил-CoA ( MC-CoA ) или гидроксиметилглутарил-CoA ( HMG-CoA ) соответственно. Затем MC-CoA превращается ферментом метилкротонил-CoA-карбоксилазой в метилглутаконил-CoA ( MG-CoA ), который впоследствии превращается в HMG-CoA с помощью метилглутаконил-CoA гидратазы . Затем HMG-CoA расщепляется на ацетил-CoA и ацетоацетат с помощью HMG-CoA- лиазы или используется в производстве холестерина через мевалонатный путь .

Синтез в нечеловеческих организмах

Лейцин является незаменимой аминокислотой в рационе животных, потому что у них отсутствует полный ферментный путь для его синтеза de novo из потенциальных соединений-предшественников. Следовательно, они должны глотать его, обычно как компонент белков. Растения и микроорганизмы синтезируют лейцин из пировиноградной кислоты с помощью ряда ферментов:

Синтез небольшой гидрофобной аминокислоты валина также включает начальную часть этого пути.

Химия

( S ) -Лейцин (или L- лейцин), слева; ( R ) -лейцин (или D- лейцин), справа, в цвиттерионной форме при нейтральном pH

Лейцин - это аминокислота с разветвленной цепью (BCAA), поскольку она обладает алифатической боковой цепью, которая не является линейной.

Рацемический лейцин подвергали синхротронному излучению с круговой поляризацией, чтобы лучше понять происхождение биомолекулярной асимметрии. Было индуцировано энантиомерное увеличение на 2,6%, что указывает на возможное фотохимическое происхождение гомохиральности биомолекул .

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки