Лейцин - Leucine
Скелетная формула из L - лейцина
|
|||
|
|||
Имена | |||
---|---|---|---|
Название ИЮПАК
Лейцин
|
|||
Другие имена
2-амино-4-метилпентановая кислота
|
|||
Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol )
|
|||
ЧЭБИ | |||
ЧЭМБЛ | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
ECHA InfoCard | 100.000.475 | ||
КЕГГ | |||
PubChem CID
|
|||
UNII | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
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 проницаемость (ε r ) 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). |
|||
проверить ( что есть ?) | |||
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
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
|
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:
- Ацетолактатсинтаза
- Ацетогидроксикислот isomero редуктазы
- Дегидратаза дигидроксикислот
- α-изопропилмалат синтаза
- α-Изопропилмалат изомераза
- Лейцин аминотрансферазы
Синтез небольшой гидрофобной аминокислоты валина также включает начальную часть этого пути.
Химия
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
- Лейцины , изомеры и производные лейцина
- Лейциновая молния , распространенный мотив в белках факторов транскрипции