tryptofan | |||
---|---|---|---|
| |||
Všeobecné | |||
Systematický název |
kyselina 2-amino-3- (1H-indol-3-yl)propionová | ||
Zkratky |
Tři, Trp, W UGG |
||
Chem. vzorec | CnHi2N202 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Krysa. vzorec | CnHi2N202 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Fyzikální vlastnosti | |||
Molární hmotnost | 204,23 g/ mol | ||
Chemické vlastnosti | |||
Disociační konstanta kyseliny | 9,39 [1] | ||
Klasifikace | |||
Reg. Číslo CAS | 73-22-3 | ||
PubChem | 6305 | ||
Reg. číslo EINECS | 200-795-6 | ||
ÚSMĚVY | N[C@@H](Cc1c2cccccc2n([H])cl)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 | ||
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |||
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Tryptofan (kyselina β-(β-indolyl)-α-aminopropionová, zkr.: Tri, Trp, Trp, W) je aromatická alfa-aminokyselina . Existuje ve dvou optických izomerních formách, L a D, a jako racemát (racemická směs) (DL).
L-tryptofan je proteinogenní aminokyselina a je součástí bílkovin všech známých živých organismů. Patří k řadě hydrofobních aminokyselin, protože obsahuje aromatické indolové jádro . Účastní se hydrofobních a stohovacích interakcí.
Poprvé v roce 1890 byl tryptofan izolován z trávicího enzymu trypsin a jeho vlastnosti popsal německý chemik Richard Neumeister, který dal aminokyselině i jméno. Řecká přípona „fan“ znamená „ukazující na“ [2] .
Tryptofan je přirozeně syntetizován přes antranilát . V procesu biosyntézy antranilátů jsou meziprodukty shikimát , chorismát . Biosyntéza anthranilátu je diskutována v článku Shikimate pathway . Čtyři reverzibilní reakce představují nejkratší cestu pro přeměnu antranilátu na tryptofan. Geny odpovědné za tyto reakce, stejně jako za nevratnou reakci tvorby antranilátu z chorismatu, se nazývají trp geny a u bakterií jsou spojeny do tryptofanového operonu.
Schematicky lze strukturu tryptofanového operonu v Escherichia coli vyjádřit následovně:
— trp R— …—Promotér—Operátor—Vůdce—Atenuátor—trpE—trpD— trpC — trpB — trpA — Terminátor — Terminátor—
Fáze biosyntetického procesu chorismát →→ tryptofan:
V přírodě je tryptofan syntetizován mikroorganismy , rostlinami a houbami . Mnohobuněční živočichové nejsou schopni syntetizovat tryptofan de novo . Pro lidi, stejně jako pro všechny Metazoa , je tryptofan esenciální aminokyselinou a musí být přijímán v dostatečném množství s bílkovinami v potravě.
Katabolické přeměny L-tryptofanu v lidském těle:
Tryptofan→N-formylkynurenin→kynurenin→3-hydroxykynurenin→3-hydroxyanthranilát
N-formylkynurenin → N-formylanthranilát → antranilát → 3-hydroxyanthranilát
Kynurenin→anthranilát→3-hydroxyanthranilát
3-Hydroxyanthranilát→2-amino-3-karboxymukonát-semialdehyd→2-aminomukonát-semialdehyd→2-aminomukonát→2-ketoadipát→glutaryl-CoA→krotonyl-CoA→( S )-3-hydroxybutanoyl-CoA→acetoacetyl-CoA→ acetyl-CoA
Tryptofan je biologickým prekurzorem serotoninu [4] (ze kterého pak může být syntetizován melatonin ) a niacinu (viz obrázek).
Často je hypovitaminóza vitaminu B 3 spojena s nedostatkem tryptofanu.
Tryptofan je také biochemický prekurzor indolových alkaloidů . Například tryptofan → tryptamin → N,N-dimethyltryptamin → psilocin → psilocybin
Metabolit tryptofanu, 5-hydroxytryptofan (5-HTP), byl navržen jako léčba epilepsie [5] a deprese , ale klinické studie nebyly jednoznačné [6] . 5-HTP snadno prochází hematoencefalickou bariérou a je také rychle dekarboxylován na serotonin (5-hydroxytryptamin nebo 5-HT) [7] .
V důsledku přeměny 5-HTP na serotonin v játrech existuje významné riziko srdečních vad v důsledku účinku serotoninu na srdce [8] [9] .
Indol je aminomethylován formaldehydem a dimethylaminem podle Mannichovy metody. Výsledný 3-dimethylaminomethylindol se kondenzuje s methylesterem kyseliny nitrooctové za vzniku methylátu 3-indolylnitropropionové kyseliny. Poté se nitroskupina redukuje na aminoskupinu. Po alkalické hydrolýze esteru se získá D,L-tryptofan, obvykle ve formě sodné soli. [10] V tryptofanu získaném chemickou syntézou se nacházejí nečistoty toxických sloučenin. Syntetický tryptofan se přidává do krmiva pro zvířata.
U mikroorganismů, včetně Escherichia coli , je znám pyridoxal-dependentní enzym tryptofanindollyáza (tryptofanáza EC 4.1.99.1, produkt genu tnaA ). Funkcí tohoto enzymu je udržovat rovnováhu:
tryptofan + voda ⇋ indol + pyruvát + amonium.
Díky tomu může být tryptofan produkován enzymatickou kondenzací indolu , kyseliny pyrohroznové a amoniaku .
Při průmyslové výrobě L-tryptofanu se obvykle používají kvasinkové kmeny Candida utilis , které jsou defektní v genech aro a v důsledku toho jsou auxotrofní na fenylalanin a tyrosin . Výchozím materiálem je obvykle relativně levná syntetická kyselina anthranilová, která je užitečná z několika důvodů. Za prvé zjednodušuje a zlevňuje proces a za druhé umožňuje obejít mechanismy regulační kontroly (cílový produkt tryptofan má inhibiční účinek na antranilátsyntázu). V přítomnosti minimálních množství fenylalaninu a tyrosinu, které nezpůsobují regulační účinky, mutanty Candida utilis převádějí kyselinu anthranilovou zavedenou do kultivačního média na L-tryptofan.
Syntetický indol může také sloužit jako výchozí surovina při mikrobiologické výrobě tryptofanu. Proces závisí na aktivitě tryptofansyntázy a dostupnosti serinu.
Tryptofan je součástí potravinových bílkovin. Nejbohatší na tryptofan jsou potraviny jako sýr , ryby, maso, luštěniny, tvaroh , oves , arašídy , sezam , piniové oříšky , mléko , jogurt .
Tryptofan je přítomen ve většině rostlinných bílkovin, zejména v sójových bobech . Kukuřice obsahuje velmi malé množství tryptofanu, takže konzumace pouze kukuřice vede k nedostatku této aminokyseliny a v důsledku toho k pelagře . Arašídy jsou vynikajícím zdrojem tryptofanu, ale arašídy obsahují méně tryptofanu než živočišné produkty.
Maso a ryby obsahují tryptofan nerovnoměrně: proteiny pojivové tkáně ( kolagen , elastin , želatina ) tryptofan neobsahují [11] .
č. p / p | produkt | v mg na 100 g |
---|---|---|
jeden | Červený kaviár | 960 |
2 | černý kaviár | 910 |
3 | holandský sýr | 780 |
čtyři | mandle | 630 |
5 | kešu oříšky | 600 |
6 | sójové boby | 600 |
7 | tavený sýr | 500 |
osm | piniové oříšky | 420 |
9 | chalva | 360 |
deset | králičí maso, krůta | 330 |
jedenáct | oliheň | 320 |
12 | kranas | 300 |
13 | slunečnicová semínka | 300 |
čtrnáct | pistácie | 300 |
patnáct | kuře | 290 |
16 | arašíd | 285 [13] |
17 | hrášek, fazole | 260 |
osmnáct | sleď | 250 |
19 | telecí maso | 250 |
dvacet | hovězí | 133 |
21 | losos | 220 |
22 | treska | 210 |
23 | skopové maso | 210 |
24 | tučný tvaroh | 210 |
25 | slepičí vejce | 200 |
26 | pollock | 200 |
27 | čokoláda | 200 |
28 | vepřové maso | 190 |
29 | nízkotučný tvaroh | 180 |
třicet | kapr | 180 |
31 | halibut, okoun | 180 |
32 | pohanka | 180 |
33 | proso | 180 |
34 | mořský okoun | 170 |
35 | makrela | 160 |
36 | ovesné vločky | 160 |
37 | sušené meruňky | 150 |
38 | houby | 130 |
39 | ječné krupice | 120 |
40 | kroupy | 100 |
41 | pšeničný chléb | 100 |
42 | smažené brambory | 84 |
43 | Termíny | 75 |
44 | vařená rýže | 72 |
45 | Vařené brambory | 72 |
46 | Žitný chléb | 70 |
47 | švestky | 69 |
48 | zelenina (kopr, petržel) | 60 |
49 | řepa | 54 |
padesáti | rozinka | 54 |
51 | zelí | 54 |
52 | banány | 45 |
53 | mrkev | 42 |
54 | cibule | 42 |
55 | mléko, kefír | 40 |
56 | rajčata | 33 |
57 | meruňky | 27 |
58 | pomeranče | 27 |
59 | granátové jablko | 27 |
60 | grapefruit | 27 |
61 | citrón | 27 |
62 | broskve | 27 |
63 | třešeň | 24 |
64 | Jahoda | 24 |
65 | malina | 24 |
66 | mandarinky | 24 |
67 | Miláček | 24 |
68 | švestky | 24 |
69 | okurky | 21 |
70 | cuketa | 21 |
71 | vodní meloun | 21 |
72 | hroznový | osmnáct |
73 | meloun | osmnáct |
74 | tomel | patnáct |
75 | brusinka | patnáct |
76 | jablka | 12 |
77 | hrušky | 12 |
78 | ananasy | 12 |
Familiární hypertryptofanémie je vzácná autozomálně recesivní dědičná metabolická porucha, která způsobuje hromadění tryptofanu v krvi a jeho vylučování močí (tryptofanurie).
Příčinou onemocnění je narušení aktivního transportu tryptofanu přes střevní stěnu, v důsledku čehož se zintenzivňují procesy jeho bakteriálního rozkladu a tvorby indolových produktů, jako je indol , skatol .
Dědičné onemocnění spojené s porušením přeměny tryptofanu na kynurenin. S onemocněním dochází k poškození centrálního nervového systému a nanismu . Nemoc poprvé popsal K. Tada v roce 1963.
Genetické onemocnění způsobené porušením přeměny kynureninu na 3-hydroxy-L-kynurenin (za reakci je zodpovědná L-kynurenin-3-hydroxyláza závislá na NADP EC 1.14.13.9). Onemocnění se projevuje zvýšeným vylučováním kynureninu močí a také sklerodermií .
Indikanurie – vysoké hladiny indikanu v moči . Příčinou může být střevní neprůchodnost, kvůli které v něm začnou intenzivně probíhat hnilobné procesy.
Na konci 80. let bylo ve Spojených státech a některých dalších zemích zaznamenáno velké množství případů eozinofilního-myalgického syndromu . Tento problém byl zveřejněn v roce 1989 poté, co osobní lékaři tří amerických žen, kteří mezi sebou probrali situaci, vyvolali poplach. Následně byl rozsah tohoto ohniska odhadnut na přibližně 60 000 případů, z nichž asi 1 500 případů mělo za následek invaliditu a nejméně 27 bylo smrtelných.
Bylo zjištěno, že téměř všichni pacienti užívali L-tryptofan od japonského výrobce Showa Denko. Tento tryptofan byl vyroben pomocí nového, speciálně navrženého kmene geneticky modifikovaných mikroorganismů . Během vyšetřování byly odebrány vzorky drogy z několika šarží tryptofanu. V těchto vzorcích bylo identifikováno více než 60 různých nečistot. Tyto nečistoty, mezi nimiž EBT (1,1'-ethyliden-bis-L-tryptofan) a MTCA (1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-beta-karbolin-3-karboxylová kyselina) byly zvláště podezřelé, byly pečlivě studovány, ale u žádného z nich nebylo prokázáno, že by způsoboval tak vážné zdravotní problémy jako syndrom eozinofilie-myalgie.
Zvažovala se také možnost, že syndrom eozinofilie-myalgie může být způsoben samotným L-tryptofanem, když je ho v těle nadbytek. Odborníci se pokusili posoudit možnost, že metabolity tryptofanu mohou inhibovat degradaci histaminu a že nadbytek histaminu může přispět k zánětu a rozvoji syndromu eozinofilie-myalgie. Přes veškeré vynaložené úsilí nebylo možné spolehlivě určit, co přesně způsobilo eozinofilii-myalgii u lidí, kteří užívali tryptofan.
Posílení kontroly cirkulace tryptofanu, včetně zákazu dovozu tryptofanu, vedlo k prudkému poklesu případů syndromu eozinofilie-myalgie. V roce 1991 byla většina tryptofanu zakázána na trhu v USA a další země následovaly tento příklad. V únoru 2001 FDA zmírnil omezení, ale stále vyjádřil znepokojení:
„Na základě vědeckých důkazů, které jsou v současné době k dispozici, nemůžeme s jistotou určit, že výskyt EMS u citlivých osob konzumujících doplňky L-tryptofanu je způsoben obsahem L-tryptofanu, nečistoty obsažené v L-tryptofanu, nebo kombinace obou ve spojení s jinými, dosud neznámými vnějšími faktory.“ [čtrnáct]Překlad:
„Na základě vědeckých údajů, které v současné době máme, nemůžeme s jistotou odpovědět na otázku, co způsobuje eozinofilii-myalgii u citlivých lidí užívajících L-tryptofan. Nemůžeme říci, zda samotný L-tryptofan nebo nečistota obsažená v L-tryptofanu nebo kombinace nečistot L-tryptofanu s dalšími, dosud neznámými faktory, je schopna způsobit eozinofilii-myalgii.Indolamin 2,3-dioxygenáza (izozym tryptofan 2,3-dioxygenázy) se aktivuje během imunitní odpovědi, aby omezila dostupnost tryptofanu pro virem infikované nebo rakovinné buňky.
Experimenty na potkanech ukázaly, že strava s nízkým obsahem tryptofanu prodlužuje maximální délku života, ale také zvyšuje úmrtnost v mladém věku [15] .
Ospalost, ke které dochází po konzumaci krůtího masa (relevantní ve Spojených státech, kde se krůta tradičně jí na Den díkůvzdání a Vánoce ), je spojena s působením melatoninu , který se tvoří z tryptofanu. Existuje mylná představa, že krůta obsahuje velmi vysoké množství tryptofanu. Krůtí maso sice obsahuje hodně tryptofanu, ale jeho obsah je přibližně stejný jako v mnoha jiných masných výrobcích. Ačkoli mechanismy ospalosti jsou skutečně spojeny s metabolismem tryptofanu, je to celkový vysoký obsah kalorií a sacharidů v potravině, co způsobuje ospalost, a nikoli zvýšený obsah tryptofanu v ní.
Tryptofan má nejsilnější fluorescenci ze všech 20 proteinogenních aminokyselin. Další dvě aromatické aminokyseliny schopné fluorescence (ale v mnohem menší míře) jsou tyrosin a fenylalanin . Tryptofan absorbuje elektromagnetické záření o vlnové délce 280 nm (maximum) a solvatochromicky emituje v rozsahu 300-350 nm v závislosti na molekulárním prostředí tryptofanu. Tento efekt je důležitý pro studium konformace proteinů. Tryptofanové zbytky v hydrofobním prostředí ve středu proteinu posouvají jeho fluorescenční spektrum o 10–20 nm směrem ke krátké vlnové délce (hodnoty blízké 300 nm). Pokud jsou zbytky tryptofanu umístěny na povrchu proteinu v hydrofilním prostředí, pak je emise proteinu posunuta směrem k dlouhým vlnám (blízkým 350 nm). pH roztoku také ovlivňuje fluorescenci tryptofanu. Při nízkých hodnotách pH tedy přidání atomu vodíku ke karboxylovým skupinám aminokyselin sousedících s tryptofanem může snížit intenzitu jeho fluorescence (účinek zhášení). Intenzitu fluorescence tryptofanu lze výrazně zvýšit jeho umístěním do organického rozpouštědla, jako je DMSO [16] . Interakce indolového jádra s dusíkatými bázemi nukleových kyselin vede ke snížení intenzity fluorescence, což umožňuje stanovit roli této aminokyseliny v interakcích protein-nukleová kyselina.
Syntetický 7-azatryptofan , díky své strukturální podobnosti s tryptofanem, může být omylem použit systémem syntézy proteinů místo tryptofanu.
Hypotéza, že depresivní poruchy snižují mozkový serotonin, vedla k terapeutickému použití L-tryptofanu u deprese [4] . Používá se jak v monoterapii, tak v kombinaci s tradičními antidepresivy [4] .
Existují důkazy z kontrolovaných studií, že přidání L-tryptofanu může zvýšit terapeutický účinek antidepresiv MAOI . Jmenování L-tryptofanu se doporučuje pro další potenciaci serotonergních účinků kombinací „ lithium + MAOI“ a „lithium + klomipramin “ („serotoninový koktejl“) [17] .
Také L-tryptofan se používá při obsedantně-kompulzivní poruše . Dodatečné podávání L-tryptofanu v dávce 6-8 g denně je opodstatněné zejména při poklesu syntézy nebo vyčerpání zásob serotoninu, např. v důsledku dlouhodobého užívání serotonergních antidepresiv. Zároveň u některých pacientů bývá terapeutický účinek L-tryptofanu při dlouhodobé léčbě vyčerpán [18] .
Dále jsou preparáty L-tryptofanu předepisovány při poruchách spánku [19] , pocitech strachu a napětí, dysforii , premenstruačním syndromu . Indikací k použití je také komplexní terapie u pacientů se závislostí na alkoholu , opiátech a barbiturátech ke zmírnění projevů abstinenčního syndromu , léčba akutní intoxikace etanolem , léčba bipolární afektivní poruchy a deprese spojené s menopauzou . . Užívání během těhotenství a kojení (kojení) se nedoporučuje. Biologická dostupnost při perorálním podání je více než 90 %.
Vedlejšími účinky L-tryptofanu jsou hypotenze , nauzea, průjem a zvracení [19] , anorexie . Navíc způsobuje denní ospalost, a pokud se užívá večer, může zlepšit noční spánek [4] . Kombinované užívání serotonergních antidepresiv a L-tryptofanu může způsobit serotoninový syndrom [18] . Při kombinovaném užívání tryptofanu a antidepresiv ze skupiny IMAO je možná excitace CNS a zmatenost (dávka tryptofanu by měla být snížena) [20] .
Tryptofan se také používá k vyvážení krmiva pro zvířata.
Aminokyseliny | |
---|---|
Standard | |
nestandardní | |
viz také |
Antidepresiva ( N06A ) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
Údaje o léčivech jsou uvedeny v souladu s registrem registrovaných léčiv a TKFS ze dne 15.10.2008 (* - lék je stažen z oběhu) Vyhledávání v databázi léčiv . Federální státní instituce NTs ESMP Roszdravnadzor Ruské federace (28. října 2008). Staženo 12. listopadu 2008. |