Триптофан: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
м r2.5.2) (робот додав: hu:Triptofán |
загальний апгрейд статті |
||
Рядок 24:
}}
}}
'''Триптофан''' (β-(β-індоліл)-α-амінопропіонова кислота<ref name="sci-lib">http://bse.sci-lib.com/article112229.html</ref>) — [[Незамінні амінокислоти|незамінна]] амінокислота. Кодується тільки одним [[Кодон|кодоном]] — UGG. [[:en:Optical isomerism|L-]][[Ізомерія|стереоізомер]] входить до складу [[Глобулін|гамаглобулінів]], [[Фібриноген|фібриногену]], [[Казеїн|казеїну]] та інших [[Білки|білків]]. Триптофан є [[провітаміни|провітаміном]].
== Загальний опис ==
Триптофан був уперше виділений [[Гопкінс Фредерик Ґоуленд|Ф. Гопкінсом]] і С. Коулом у 1901 році з казеїну. Унаслідок різноманіття пов'язаних з триптофаном метаболічних реакцій і продуктів він був однієї з перших амінокислот, що були віднесені до незамінних. Дослідження, проведені на представниках роду [[:en:Neurospora|Neurospora]] (червона хлібна пліснява) і на бактеріях [[Pseudomonas]], а також виділення метаболітів триптофану із сечі, надали неоціненну допомогу в з'ясуванні деталей його метаболізму<ref>Д.П. Бойків, Т.І. Бондарчук, О.Л. Іванків — Клінічна біохімія. Підручник. За ред. О.Я. Склярова. — К.: Медицина, 2006. — 432 с.</ref>.
Триптофан існує в оптично активних L- і D-, та рацемічній DL-формі. Добре розчинний у воді, обмежено — у спирті, не розчинний в діетиловому ефірі. Це [[Гетероциклічні сполуки|гетероциклічна]] амінокислота й одна з найважливіших амінокислот із широким спектром дії. Триптофан використовується клітинами [[Ссавці|ссавців]] для біосинтезу [[Нікотинова кислота|нікотинової кислоти]] (вітамін РР) і [[Серотонін|серотоніну]], для створення [[М'язове волокно|м'язових]] білків, білків [[Антитіло|антитіл]] [[Імунна система|імунної системи]], бере участь у синтезі [[:en:Melatonin|мелатоніну]], є необхідним будівельним матеріалом для організму, нормалізує роботу нервової системи і травлення, має антидепресантну дію, підвищує опірність стресам, поліпшує сон. Недостатня кількість триптофану викликає погіршення стану шкіри й волосся, анемію, викликає безсоння.
Біосинтез триптофану в мікроорганізмів і [[Рослини|рослин]] здійснюється конденсацією амінокислоти [[Серин|серину]] з [[:en:Indole|індолом]], що каталізується ферментом [[:en:Tryptophan_synthase|триптофансинтазою ]]. Біосинтез триптофану в [[Кишкова паличка|кишкової палички]] використовували для доказу [[Колінеарність|колінеарності]] гену і [[Поліпептиди|поліпептидного ланцюга]], який цим геном кодується, коли розміщення кожної амінокислоти в поліпептидному ланцюгу визначається окремою ділянкою гену.
В організмах [[Тварини|тварин]] L-триптофан піддається складним перетворенням, утворюючи ряд життєво важливих сполук: із продуктів його розпаду в [[Ссавці|ссавців]] утворюється нікотинова кислота і серотонін, у [[Комахи|комах]] — пігменти очей ([[:en:Ommochrome|омохроми]]), у [[Рослини|рослин]] — [[Ауксини|гетероауксин]], [[:en:Indican|індикан]] та ряд [[Алкалоїди|алкалоїдів]].
== Метаболізм ==
Під час нормального розпаду в організмі 6 із 11 атомів вуглецю триптофану включаються в [[цикл трикарбонових кислот]] через ацетил- і ацетоацетилкофермент, а решта 5 перетворюються в CO<sub>2</sub>. Під час процесів гниття в кишківнику з триптофану утворюються [[скатол]] та індол.
При введенні з їжею [[Ізотопи|<sup>14</sup>C]]-триптофану значна частина ізотопу включається до складу білків, однак істотна частина виявляється в сечі в складі різних катаболітів. Атоми вуглецю бічного ланцюга й [[Ароматичні вуглеводні|ароматичного кільця]] можуть цілком переходити в [http://medbiol.ru/medbiol/microbiol/0001bbf4.htm амфіболічні] [[Інтермедіат|інтермедіати]] при трансформації триптофану кінуренін-антранілатним шляхом<ref>http://medbiol.ru/medbiol/biochem/reactions/kataminsuc.htm Катаболизм аминокислот, образующих ацетил-CoA: метаболическая карта</ref>, який відіграє важливу роль у деградації триптофану та його перетворенні в нікотинамід.
Триптофаноксигеназа (триптофанпіролаза) каталізує розкриття індольного кільця зі включенням двох атомів молекулярного кисню в N-формілкінуренін, що утворюється в результаті. Даний фермент є [[Металопротеїни|металопротеїном]], що містить залізопорфірин. Синтез N-формілкінуреніну в печінці індукується [[Кортикостероїди|адренокортикостероїдами]] і триптофаном. Значна частина синтезованого ферменту перебуває в латентній формі і потребує активації. Триптофан стабілізує оксигеназу відносно протеолітичних ферментів. Вона [[Інгібітор|інгібується]] за принципом зворотного зв'язку похідними нікотинової кислоти, в тому числі NADPH.
Гідролітичне видалення формільної групи N-формілкінуреніну каталізується в печінці ссавців кінуренінформілазою. Гідроліз H<sub>2</sub><sup>18</sup>O приводить до включення атома <sup>18</sup>O у форміат, що утворюєся. Фермент також каталізує аналогічні реакції з різними арилформіламінами.
Продуктом реакції, каталізованої кінуренінформілазою, є кінуренін. Він може бути [[Дезамінування|дезамінованим]] у результаті реакції переамінування з переносом аміногрупи бічного ланцюга на α-кетоглутарат. Утворена при цьому кетопохідна проходить спонтанну циклізацію, перетворюючись в кінуренову кислоту. Ця сполука є побічним продуктом катаболізму кінуреніну і не належить до катаболітів, які утворюються на головному шляху. Подальший хід метаболізму кінуреніну включає його перетворення в 3-гідроксикінуренін і далі в 3-гідроксиантранілат. Гідроксилювання відбувається за участі молекулярного кисню і здійснюється в NADPH-залежній реакції гідроксилювання, аналогічної реакції гідроксилювання фенілаланіну.
Кінуренін і гідроксикінуренін перетворюються в гідроксиантранілат за участі піридоксальфосфат-вмісного ферменту кінуренінази. Нестача вітаміну B<sub>6</sub> веде до часткової втрати здатності до катаболізму цих кінуренінових похідних. У позапечінкових тканинах вони перетворюються в ксантуренат. Цей за норми відсутній катаболіт з'являється в сечі людини, мавп і щурів при недостатній кількості в їжі вітаміну B<sub>6</sub>. В цих умовах введення наднормових кількостей триптофану призводить до екскреції ксантуренату зі сечею.
У багатьох тварин перетворення триптофану в нікотинову кислоту робить необов'язковим надходження цього вітаміну з їжею. У щурів, кроликів, собак і свиней триптофан з їжі може цілком його замінити. У людини, а також у ряду тварин, надлишкове споживання триптофану з їжею підвищує екскрецію зі сечею похідних нікотинової кислоти (наприклад, N-метилнікотинаміду). При недостатності вітаміну B<sub>6</sub> порушення утворення з триптофану нікотинової кислоти може спричинити порушення синтезу [[Піридин|піридинових]] нуклеотидів — [[NAD]]+ і [[:en:Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate|NADP+]]. Якщо ввести в організм достатню кількість нікотинової кислоти, нормальний синтез піридинових нуклеотидів відновлюється навіть за відсутності вітаміну B<sub>6</sub>.
== Футкції в організмі людини ==
Триптофан регулює функцію [[Ендокринна система|ендокринної системи]], що попереджає анемію, регулює кров'яний тиск, відповідає за синтез гемоглобіну. Споживання триптофану змушує [[гіпофіз]] виробляти більшу кількість [[гормон росту|гормону росту]]. Припускають, що ця амінокислота стимулює секрецію [[інсулін|інсуліну]], що у свою чергу активує синтез [[Жирні кислоти|жирних кислот]] у печінці.
Особливе значення ця амінокислота має у фармакології, де вона та її похідні застосовуються як інгредієнти багатьох лікарських препаратів. При таких захворюваннях, як рак, туберкульоз та діабет триптофан сприяє нормальному функціонуванню різних систем організму. Нестача його веде до розвитку пелагри, погіршення стану зубів, помутніння рогівки ока, катаракти.
Під час вагітності підвищується необхідність жіночого організму в таких амінокислотах як триптофан і [[лізин]], а для немовлят — триптофан та [[ізолейцин]].
Триптофан як попередник серотоніну має антидепресантну дію на організм. Сприяє зняттю гіперактивності та нав'язливих станів у дітей, тривожності перед менструацією в жінок, фіброміалгії і синдрому хронічної втоми. Як попередник мелатоніну сприяє хорошому засинанню і нормальному сну як у ранньому — так і в літньому віці.
Під час регенеративних процесів збільшується потреба організму в незамінних амінокислотах.
Триптофан бере участь у виправленні помилок процесу [[Реплікація|подвоєння]] ДНК. Разом з лізином вони утворюють трипептид лізин—триптофан—лізин, який виправляє помилки, котрі виникають при подвоєнні ДНК. Ця властивість триптофану має першорядне значення під час вагітності, та для запобігання утворення ракових клітин.
== Джерела надходження ==
Триптофан не синтезується організмом людини, а надходить з їжею. Добова потреба дорослої людини в ній становить 0,25 г (3,5 мг/кг маси тіла<ref>Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. — Биологическая химия. — М.: Медицина, 1983. — 752 с.</ref>), дітей до 7 років — 1 г.
{| class="wikitable sortable" style="background:white"
|+ Вміст триптофану в продуктах харчування<ref name = "USDA">{{cite web|title= USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 22 |publisher= United States Department of Agriculture | author = Joanne Holden, Nutrient Data Laboratory, Agricultural Research Service | url=http://www.ars.usda.gov/ba/bhnrc/ndl | accessdate = 2009-11-29}}</ref><ref name="Rambali">{{cite journal | author=Rambali B, Andel I van, Schenk E, Wolterink G, Werken G van de, Stevenson H, Vleeming W | title=[The contribution of cocoa additive to cigarette smoking addiction] | journal=RIVM | year=2002 | url=http://rivm.nl/bibliotheek/rapporten/650270002.pdf | format=PDF | issue=report 650270002/2002}}- The National Institute for Public Health and the Environment (Netherlands)</ref></center>
|-
!width="140 pt"|Продукт
!width="240 pt"|Білок <br>[г/100 г їжі]
!width="200 pt"|Триптофан <br>[g/100 g їжі]
!width="180 pt"|Триптофан/Білок [%]
|-
| сухий яєчний білок || <center>81.10</center> || <center>1.00</center> || <center>1.23</center>
|-
| cпіруліна, сушена || <center>57.47</center> || <center>0.93</center> || <center>1.62</center>
|-
| атлантична тріска, сушена || <center>62.82</center> || <center>0.70</center> || <center>1.11</center>
|-
| соя, сира || <center>36.49</center> || <center>0.59</center> || <center>1.62</center>
|-
| гарбузове насіння || <center>33.08</center> || <center>0.57</center> || <center>1.72</center>
|-
| сир Пармезан || <center>37.90</center> || <center>0.56</center> || <center>1.47</center>
|-
| кунжут || <center>17.00</center> || <center>0.37</center> || <center>2.17</center>
|-
| сир чеддер || <center>24.90</center> || <center>0.32</center> || <center>1.29</center>
|-
| соняшникове насіння || <center>17.20</center> || <center>0.30</center> || <center>1.74</center>
|-
| свинина || <center>19.27</center> || <center>0.25</center> || <center>1.27</center>
|-
| індичка || <center>21.89</center> || <center>0.24</center> || <center>1.11</center>
|-
| курятина || <center>20.85</center> || <center>0.24</center> || <center>1.14</center>
|-
| гов'ядина || <center>20.13</center> || <center>0.23</center> || <center>1.12</center>
|-
| лосось || <center>19.84</center> || <center>0.22</center> || <center>1.12</center>
|-
| баранина || <center>18.33</center> || <center>0.21</center> || <center>1.17</center>
|-
| атлантичний окунь || <center>18.62</center> || <center>0.21</center> || <center>1.12</center>
|-
| яйця || <center>12.58</center> || <center>0.17</center> || <center>1.33</center>
|-
| пшеничне борошно || <center>10.33</center> || <center>0.13</center> || <center>1.23</center>
|-
| шоколад || <center>12.9</center> || <center>0.13</center> || <center>1.23</center>
|-
| молоко || <center>3.22</center> || <center>0.08</center> || <center>2.34</center>
|-
| білий рис || <center>7.13</center> || <center>0.08</center> || <center>1.16</center>
|-
| вівсянка (приготована7) || <center>2.54</center> || <center>0.04</center> || <center>1.16</center>
|-
| картопля || <center>2.14</center> || <center>0.02</center> || <center>0.84</center>
|-
| банани || <center>1.03</center> || <center>0.01</center> || <center>0.87</center>
|}
== Порушення метаболізму ==
Основний шлях метаболізму триптофану приводить до синтезу аміду нікотинової кислоти, що відіграє дуже важливу роль у життєдіяльності організму, будучи [[Простетична група|простетичною групою]] ряду окисних ферментів — [[нікотинамідаденіндинуклеотид|нікотинамідаденіндинуклеотиду]] (НАД) і його відновленої форми нікотинамідаденін-динуклеотидфосфату (НАДФ). Тому при недостатності нікотинової кислоти та її аміду порушуються багато обмінних реакцій, а при значному дефіциті цих речовин розвивається [[:en:Pellagra|пелагра]]. Порушення обміну триптофану може проявитися також у зміні кількості утвореного з нього серотоніну<ref>Петрик О.І., Валецька Р.О. — Основи загальної патології. — Львів, 1996 — 228 с.</ref>. Ураження нирок викликається підвищеною [[Екскреція|екскрецією]] метаболітів триптофану. Вроджена відсутність триптофан-піролази (ферменту, що окисляє триптофан) призводить до розумової відсталості. Порушення обміну триптофану в людини може сигналізувати про ряд захворюваня, як то: [[туберкульоз]], [[Рак (хвороба)|рак]], [[діабет]].
=== Гіпертриптофанемія ===
: ''Основна стаття: [[:en:Hypertryptophanemia]]''
=== Синдром Хартнапа ===
[[:en:Hartnup disease|Синдром Хартнапа]] — спадкове захворювання, що характеризується пелагроподібним [[Дерматит|дерматитом]], періодичними нападами [[Мозочок|мозочкової]] [[Атаксія|атаксії]], гіпераміноацидурією та підвищеною нирковою екскрецією індолацетату (α-N-[індол-3-ацетил]глутамін) і триптофану. У деяких дітей виявляється розумова недостатність. Успадковується за [[Аутосома|автосомно]]-[[Рецесивний ген|рецесивною]] ознакою. Синдром Хартнапа зумовлений порушенням транспорту триптофану на рівні клітин [[Слизова оболонка|слизової оболонки]] [[Кишківник|кишківника]] і [[Проксимальний|проксимального]] відділу [[Нирка|ниркових]] канальців. Це приводить до підвищеного виділення триптофану зі сечею і зниження його абсорбції в [[Кишківник|кишківнику]]. Нагромадження триптофану в кишківнику сприяє розкладанню його бактеріями й утворенню великої кількості індольних сполук, що всмоктуються в кров і в більшій кількості виділяються зі сечею. Підвищення вмісту цих сполук у крові, імовірно, обумовлює підвищену чутливість шкірних покривів до дії сонячних променів. Виведення ж значної кількості індикану нирками у зв'язку з ушкодженням проксимальних канальців викликає гіпераміноацидурію.
Характерним є пелагроподобне ураженням шкіри, що характеризується появою на відкритих ділянках тіла гіперемії, лущення. Ці зміни підсилюються в літню пору під впливом сонячних променів. На шкірі, найчастіше в області носа, виявляються атрофічні ділянки як результат світлової травми, тому хворому рекомендується уникати інсоляції.
При лікуванні застосовують вітаміни В6, РР і B1. У періоди загострення — обмеження вживання білків, проведення цукрово-фруктових днів, антибактеріальні препарати для зменшення утворення індольних похідних за рахунок бактеріального розкладання триптофану.
=== Синдром Тада ===
Синдром Тада — спадкове захворювання з автосомно-рецесивним типом успадковування. Вперше описаний К. Тада в 1963 році. Під час цього захворювання спостерігається недостатність ферменту триптофанпіролідази, який каталізує перетворення триптофану в кінуренін. Клінічно виявляється подібність зі синдромом Хартнапа, відрізняється від нього більшою виразністю враження [[ЦНС]] і нанізмом. Лабораторні дані також ідентичні, за винятком рівня триптофану в крові, що при даному синдромі завжди підвищений. Порушення пов'язані з ендогенним дефіцитом нікотинової кислоти й надлишком індольних сполук. Синдром Тада спричиняє глибоку розумову відсталість, нанізм та мозочкову атаксію.
=== Індиканурія ===
Захворювання спричиняється порушенням всмоктування триптофану в кишківнику з утворенням надлишкової кількості індолу, який всмоктується, окислюється, сульфатується і виділяється у формі індикану. Останній окислюється під дією повітря до голубого індикану, який забарвлює пелюшки хворої дитини в синій колір. При індиканурії спостерігається гіперкальциємія, нефрокальциноз, періодична гіпертермія.
=== Синдром Прайса ===
Генетичний дефект кінуренінгідроксилази. Спостерігається надлишкове виділення зі сечею кінуреніну через заблокованість ферменту. Головний прояв синдрому Прайса — склеродермія.
== Флуоресценція ==
Триптофан має найсильнішу серед 20 головних природних амінокислот флуоресценцію. Поглинаючи світло з довжиною хвилі (на піці) 280 нм, триптофан [http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4129.html сольватохромно] випромінює в діапазоні 300—350 нм. Цей ефект часто використовується в дослідженнях біофізики білків. Окрім того взаємодія з нуклеїновими основами часто призводить до падіння інтенсивності [[Флюоресценція|флюоресценції]] («quenching»), що дозволяє спостерігати роль амінокислоти в протеїн—ДНК взаємодіях.
== Посилання ==
<references/>
{{Шаблон:Амінокислота}}
[[Категорія:Гетероциклічні сполуки]]
[[Категорія:Амінокислоти]]
| |||