Karnosin

karnosin
Všeobecné
Systematický
název		 ​(2S)​​2-​(3-​aninopropanoylamin)​​3-(1H-​imidazol-​5-​yl)​kyselina propanová
Tradiční jména beta -alanyl-L-histidin
Chem. vzorec C9H14O3N4 _ _ _ _ _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost 226,3 g/ mol
Tepelné vlastnosti
Teplota
 •  tání 246-260 °C
Chemické vlastnosti
Disociační konstanta kyseliny 6,95
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 305-84-0
PubChem 439224
Reg. číslo EINECS 206-169-9
ÚSMĚVY   C1=C(NC=N1)CC(C(=O)O)NC(=O)CCN
InChI   InChI=lS/C9H14N4O3/c10-2-1-8(14)13-7(9(15)16)3-6-4-11-5-12-6/h4-5,7H,1-3, 10H2 ,(H,11,12)(H,13,14)(H,15,16)/t7-/m0/s1CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N
CHEBI 15727
ChemSpider 388363
Bezpečnost
LD 50 > 14930 mg lg −1 (myš, orálně) [1]
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Karnosin ( beta -alanyl-L-histidin) je dipeptid skládající se z aminokyselinových zbytků β-alanin a histidin . Nachází se ve vysokých koncentracích ve svalové a mozkové tkáni.

Objev

Karnosin byl objeven v roce 1900 B. C. Gulevichem v masovém extraktu [2] a stal se prvním biogenním peptidem, který byl objeven. Spolu s karnosinem byl objeven také jeho analog anserin , ve kterém je vodík v histidinovém heterocyklu nahrazen methylovou skupinou. Následně Gulevich pověřil svého studenta Sergeje Jevgenieviče Severina , aby zjistil funkci těchto látek. S. E. Severin zůstal věrný předpisům svého učitele a v roce 1952 zjistil funkci svalových dipeptidů. Ukázalo se, že pokud se karnosin přidá do roztoku, ve kterém se nacházel izolovaný žabí sval, pak pod vlivem elektrického náboje získá schopnost pracovat hodiny bez jakékoli únavy. Tato zkušenost později vstoupila do fyziologie jako „Severinův fenomén“. Po změření všech parametrů se ukázalo, že v přítomnosti karnosinu je sval schopen akumulovat enormní množství laktátu . Proto jednoduché vysvětlení: karnosin působí jako pH pufr a váže protony vzniklé během glykolýzy . S. E. Severin s touto interpretací svých výsledků nesouhlasil, protože funkci vyrovnávací paměti považoval za příliš jednoduchou a dokonce mizernou. Výsledky experimentu byly publikovány v ruštině, ale nedočkaly se odezvy, sám autor jím objevenému efektu nepřikládal žádný význam a nadále hledal alternativní funkce karnosinu. A 30 let po objevení Severinova fenoménu byla jeho zkušenost zopakována v zahraničí pomocí TRIS bufferu . Bylo popsáno kolosální zvýšení svalového výkonu pod vlivem této látky a zde bylo vysvětleno pufrovým efektem bez jakéhokoli odkazu na S. E. Severina [3] .

Vlastnosti a funkce

Karnosin je metabolicky inertní, což je jeho důležitá vlastnost jako specializovaného pH pufru. Karnosin lze bez problémů protonovat a deprotonovat, což neovlivní průběh různých metabolických procesů. Je také důležité, že obsahuje neobvyklou β-aminokyselinu. Zřejmě jde o další způsob, jak učinit tuto látku inertnější, včetně toho, že se dostane mimo kontrolu konvenčních peptidáz.

V důsledku toho se ukázalo, že pH pufr není jedinou funkcí karnosinu. Výzkumníci z Velké Británie [4] , Jižní Koreje [5] [6] a dalších zemí [7] [8] [9] prokázali, že karnosin má antioxidační vlastnosti . Karnosin je vynikající chelátor Cu 2+ a Fe 2+ iontů , které ve volné formě katalyzují přeměnu peroxidu vodíku na OH• radikál [10] . Podílí se také na zhášení reaktivních forem kyslíku (ROS) a prostřednictvím jejich chemické vazby chrání tělo před alfa-beta nenasycenými aldehydy, které vznikají ze superoxidovaných mastných kyselin buněčných membrán při oxidativním stresu . Karnosin navíc inhibuje růst amyloidních fibril, které se tvoří například při Alzheimerově chorobě .

Poznámky

  1. ↑ Eintrag zu Carnosine in der ChemIDplus -Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM)
  2. ↑ Broude L. M., Derviz G. V., Severin S. E. Akademik Vladimir Sergeevich Gulevich (1867-1933) // Biochemie. 1968. V. 33. č. 2. S. 195-202.
  3. ↑ Skulachev, 2010 , s. 78-80.
  4. ↑ Aruoma OI, Laughton MJ, Halliwell B. Karnosin, homokarnosin a anserin: mohly by působit jako antioxidanty in vivo? (anglicky)  // The Biochemical Journal : deník. - 1989. - prosinec ( roč. 264 , č. 3 ). - S. 863-869 . — PMID 2559719 .
  5. ↑ Choi SY, Kwon HY, Kwon OB, Kang JH Peroxidem vodíku zprostředkovaná fragmentace Cu,Zn-superoxiddismutázy: ochrana karnosinem, homokarnosinem a anserinem   // Biochimica et Biophysica Acta : deník. - 1999. - Listopad ( roč. 1472 , č. 3 ). - S. 651-657 . - doi : 10.1016/S0304-4165(99)00189-0 . — PMID 10564779 .
  6. ↑ Klebanov GI, Teselkin YuO, Babenkova IV, et al. Vliv karnosinu a jeho složek na reakce volných radikálů  (anglicky)  // Membrane & Cell Biology  : journal. - 1998. - Sv. 12 , č. 1 . - str. 89-99 . — PMID 9829262 .
  7. ↑ Babizhayev MA, Seguin MC, Gueyne J., Evstigneeva RP, Ageyeva EA, Zheltukhina GA L-karnosin (beta-alanyl-L-histidin) a karcinin (beta-alanylhistamin) působí jako přírodní antioxidanty s vychytáváním hydroxylových radikálů a lipidů -peroxidázové aktivity  //  The Biochemical Journal : deník. - 1994. - prosinec ( roč. 304 , č. 2 ). - S. 509-516 . — PMID 7998987 .
  8. ↑ Chan KM, Decker EA Endogenní antioxidanty kosterního svalstva  (neopr.)  // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. - 1994. - T. 34 , č. 4 . - S. 403-426 . doi : 10.1080 / 10408399409527669 . — PMID 7945896 .
  9. ↑ Kohen R., Yamamoto Y., Cundy KC, Ames BN Antioxidační aktivita karnosinu, homokarnosinu a anserinu přítomných ve svalech a mozku  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1988. - Květen ( roč. 85 , č. 9 ). - str. 3175-3179 . - doi : 10.1073/pnas.85.9.3175 . — PMID 3362866 .
  10. ↑ Skulachev, 2010 , s. 79.

Literatura