Тирозин
Тирозин | |
---|---|
![]() ![]() | |
Общие | |
Систематическое наименование | 2-амино-3-(4- гидроксифенил) пропановая кислота |
Сокращения | Тир, Tyr, Y UAU,UAC |
Хим. формула | C9H11NO3 |
Рац. формула | C9H11NO3 |
Физические свойства | |
Молярная масса | 181,19 г/моль |
Плотность | 1,456 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 343 °C |
Химические свойства | |
Константа диссоциации кислоты | 2,24 9,04 10,10 |
Изоэлектрическая точка | 5,66 |
Классификация | |
Рег. номер CAS | [60-18-4] |
PubChem | 6057 и 6942100 |
Рег. номер EINECS | 200—460-4 |
SMILES | |
InChI | |
ChEBI | 17895 и 58315 |
ChemSpider | 5833 |
Безопасность | |
NFPA 704 | |
Приведены данные длястандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
![]() |
Тирози́н (α-амино-β-(п-гидроксифенил) пропионовая кислота, сокращения: Тир, Tyr, Y) — ароматическаяальфа-аминокислота. Существует в двухоптически изомерных формах — L и D и в видерацемата (DL). По строению соединение отличается от аминокислотыфенилаланина наличием фенольнойгидроксильной группы впара-положениибензольного кольца.
В составе белков и других соединений остаток молекулы тирозина принято называтьтирозил.
Также известны биохимически менее важныемета- иорто-изомеры тирозина.
История
[править |править код]Тирозин впервые выделил — в 1846 году, избелкаказеина, содержащегося всыре, — немецкий химикЮстус фон Либих и он же дал аминокислоте название, происходящее от греческого слова «tyros», означающее «сыр»[1][2].
Функции
[править |править код]L-тирозин является протеиногенной аминокислотой и входит в составбелков всех известных живых организмов. Тирозин входит в составферментов, во многих из которых именно тирозину отведена ключевая роль в ферментативной активности и её регуляции. Местом атаки фосфорилирующих ферментовпротеинкиназ часто является именно фенольныйгидроксил остатков тирозина.Остаток тирозина в составе белков может подвергаться и другимпосттрансляционным модификациям. В некоторых белках (резилин насекомых) присутствуют молекулярные сшивки, возникающие в результате посттрансляционной окислительной конденсации остатков тирозина с образованиемдитирозина итритирозина.
Остаток тирозина также играет важную роль в фотосинтезе. В хлоропластах (фотосистема II) он действует как донор электронов при восстановлении окисленного хлорофилла. В этом процессе он теряет атом водорода своей фенольной ОН-группы. Этот радикал впоследствии восстанавливается в фотосистеме II четырьмя основными кластерами марганца.
Окрашивание в результатексантопротеиновой качественной реакции на белки определяется преимущественнонитрованием остатков тирозина (нитруются также остаткифенилаланина,триптофана, игистидина).
Биосинтез
[править |править код]
В процессе биосинтеза тирозина промежуточными соединениями являютсяшикимат,хоризмат,префенат. Изцентральных метаболитов тирозин в природе синтезируютмикроорганизмы,грибы ирастения. Животные не синтезируют тирозин de novo, но способны гидроксилировать незаменимую аминокислотуфенилаланин в тирозин. Более подробно биосинтез тирозина рассмотрен в статьешикиматный путь.
Тирозин относят кзаменимым для человека и большинства других животных аминокислотам, так как в организме эта аминокислота образуется из другой (незаменимой) аминокислоты —фенилаланина.
Метаболизм
[править |править код]
Фосфорилирование и сульфатирование
[править |править код]Некоторые из остатков тирозина могут бытьпомечены (по гидроксильной группе) фосфатной группой (фосфорилированной) протеинкиназами. В своей фосфорилированной форме тирозин называетсяфосфотирозином. Фосфорилирование тирозина считается одним из ключевых этапов передачи сигнала и регуляции ферментативной активности. Фосфотирозин может быть обнаружен с помощью специфических антител. Остатки тирозина также могут быть модифицированы путём добавления сульфатной группы (процесс, известный как сульфатирование тирозина)[3]. Сульфатирование тирозина катализируется тирозилпротеинсульфотрансферазой (TPST). Как и упомянутые выше антитела к фосфотирозину, недавно были описаны антитела, которые специфически обнаруживают сульфотирозин[4].
Предшественник нейротрансмиттеров и гормонов
[править |править код]В дофаминергических клетках головного мозга тирозин превращается в L-ДОФА с помощью фермента тирозингидроксилазы (TH). Это фермент, ограничивающий скорость, участвующий в синтезе нейромедиатора дофамина. Затем дофамин может быть преобразован в другие катехоламины, такие какнорадреналин (норадреналин) иадреналин (адреналин).
Гормоны щитовидной железытрийодтиронин (Т3) итироксин (Т4) в коллоиде щитовидной железы также являются производными веществами от тирозина.
Предшественник алкалоидов
[править |править код]Было показано, чтолатексPapaver somniferum, опийного мака, превращает тирозин в алкалоид морфин, и был установлен биосинтетический путь от тирозина кморфину с использованием радиоактивно меченого углеродом-14 тирозина для изучения пути синтеза in vivo[5].
Предшественник природных фенолов
[править |править код]Тирозин-аммиачная лиаза (TAL) представляет собой фермент в пути биосинтеза природных фенолов. Он превращает L-тирозин в п-кумаровую кислоту.
Предшественник пигментов
[править |править код]Тирозин также является предшественником пигментамеланина.
Роль в синтезе коэнзима Q10
[править |править код]Тирозин (или его предшественник фенилаланин) необходим для синтеза структурыбензохинона, которая входит в состав кофермента Q10.
Деградация
[править |править код]
В организм человека и других животных тирозин поступает с пищей. Также тирозин образуется из фенилаланина (реакция протекает в печени под действием ферментафенилаланин-4-гидроксилазы). Превращение фенилаланина в тирозин в организме в большей степени необходимо для удаления избытка фенилаланина, а не для восстановления запасов тирозина, так как тирозин обычно в достаточном количестве поступает с белками пищи, и его недостатка в организме, как правило, не возникает. Таким образом уменьшается избыток тирозина, образующегося при расщеплении белков. Тирозин путёмпереаминирования сα-кетоглутаровой кислотой превращается в4-гидроксифенилпируват, который далее окисляется (с одновременной миграцией и декарбоксилированием кетокарбоксиэтильного заместителя) вгомогентизат. Гомогентизат через стадии образования 4-малеилацетоацетата и 4-фумарилацетоацетата распадается дофумарата иацетоацетата. Окончательное разрушение этих продуктов происходит вцикле Кребса.
Таким образом, у животных и человека тирозин распадается до фумарата (превращается воксалоацетат, являющийся субстратомглюконеогенеза) и ацетоацетата (повышает уровенькетоновых тел в крови), поэтому тирозин, а также превращающийся в него фенилаланин, по характерукатаболизма у животных относят к глюко-кетогенным (смешанным) аминокислотам (см.классификацию аминокислот).
Также известны и другие пути метаболизма тирозина в других организмах.
Орто- и мета-тирозин
[править |править код]
Известны три структурных изомера L-тирозина. В дополнение к распространенной аминокислоте L-тирозину, который являетсяпараизомером (пара-tyr,p-tyr или 4-гидроксифенилаланин), существуют два дополнительных региоизомера, а именно метатирозин(также известный как 3-гидроксифенилаланин,L-m-тирозин иm-tyr) и орто-тирозин (o-tyr или 2-гидроксифенилаланин), встречающийся в природе. Редкие изомерыm-tyr иo-tyr образуются в результате неферментативного свободнорадикального гидроксилирования фенилаланина в условиях окислительного стресса[6][7].
м-Тирозин и его аналоги (редкие в природе, но доступные синтетически) показаны приболезни Паркинсона,болезни Альцгеймера иартрите[8].
Клиническое значение
[править |править код]С обменом тирозина связаны некоторые известные наследственные заболевания. При наследственном заболеваниифенилкетонурии превращение фенилаланина в тирозин нарушено, и в организме происходит накопление фенилаланина и его метаболитов (фенилпируват,фениллактат,фенилацетат,орто-гидроксифенилацетат, фенилацетилглутамин), избыточное количество которых отрицательно сказывается на развитии нервной системы. При другом известном наследственном заболевании —алкаптонурии — нарушено превращение гомогентизата в 4-малеилацетоацетат.
Известно также несколько относительно редких заболеваний (тирозинемий), вызванных нарушениями обмена тирозина. Терапия этих заболеваний, как ифенилкетонурии, — диетическое ограничение белка.
Медицинское применение
[править |править код]Тирозин является предшественником нейротрансмиттеров и повышает уровни нейротрансмиттеров в плазме крови (особенно дофамина и норадреналина)[9], но практически не влияет на настроение у нормальных людей[10][11][12]. Ряд исследований показал, что тирозин полезен при стрессе, простуде, усталости, снижении веса из-за стресса — у мышей[13]; снижении уровня гормонов стресса[14] — у крыс; длительной работе и лишении сна[15][16] — у людей, улучшая их когнитивную и физическую работоспособность[11][17][18].
Тирозин, по-видимому, не оказывает какого-либо существенного влияния на когнитивную или физическую работоспособность в обычных обстоятельствах[19], но помогает лучше поддерживать рабочую память во время многозадачности[20].
Роль в питании
[править |править код]Вид продукта | Содержание, мг/100 г |
---|---|
Изолятсоевого белка | 3222 |
Яичный белок сушёный | 3153 |
Спирулина сушёная | 2584 |
Арахисовая мука обезжиренная | 2122 |
Треска атлантическая вяленая и солёная | 2121 |
Кунжутная мука нежирная | 2100 |
Сырпармезан твёрдый | 1995 |
Яйцо целое сушёное | 1981 |
Соевая мука обезжиренная | 1778 |
Молоко сухое обезжиренное | 1746 |
Тофу вялено-замороженный (коядофу) | 1604 |
L-тирозин являетсязаменимой аминокислотой. Содержание в некоторых продуктах питания приведено в таблице[21][22].
Применение
[править |править код]Тирозин подавляет аппетит, способствует уменьшению отложения жиров, способствует выработке меланина и улучшает функции надпочечников, щитовидной железы и гипофиза.[источник не указан 5278 дней]
См. также
[править |править код]Примечания
[править |править код]- ↑Tyrosine.The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th ed. Infoplease.com — Columbia University Press. 2007.Архивировано 8 октября 2012. Дата обращения: 20 апреля 2008.
- ↑Harper D. Tyrosine (неопр.). Online Etymology Dictionary (2001). Дата обращения: 20 апреля 2008. Архивировано 8 ноября 2016 года.
- ↑Adam J. Hoffhines, Eugen Damoc, Kristie G. Bridges, Julie A. Leary, Kevin L. Moore. Detection and purification of tyrosine-sulfated proteins using a novel anti-sulfotyrosine monoclonal antibody // The Journal of Biological Chemistry. — 2006-12-08. —Т. 281,вып. 49. —С. 37877–37887. —ISSN0021-9258. —doi:10.1074/jbc.M609398200. Архивировано 22 сентября 2022 года.
- ↑Yogita Kanan, Robert A. Hamilton, David M. Sherry, Muayyad R. Al-Ubaidi. Focus on molecules: sulfotyrosine // Experimental Eye Research. — 2012-12. —Т. 105. —С. 85–86. —ISSN1096-0007. —doi:10.1016/j.exer.2012.02.014. Архивировано 21 сентября 2022 года.
- ↑A. R. Battersby, R. Binks, B. J. T. Harper. 692. Alkaloid biosynthesis. Part II. The biosynthesis of morphine (англ.) // Journal of the Chemical Society (Resumed). — 1962. —P. 3534. —ISSN0368-1769. —doi:10.1039/jr9620003534.
- ↑Molnár GA, Wagner Z, Markó L, Kó Szegi T, Mohás M, Kocsis B, et al. (November 2005).Urinary ortho-tyrosine excretion in diabetes mellitus and renal failure: evidence for hydroxyl radical production.Kidney International.68 (5):2281–7.doi:10.1111/j.1523-1755.2005.00687.x.PMID 16221230.
- ↑Molnár GA, Nemes V, Biró Z, Ludány A, Wagner Z, Wittmann I (December 2005). Accumulation of the hydroxyl free radical markers meta-, ortho-tyrosine and DOPA in cataractous lenses is accompanied by a lower protein and phenylalanine content of the water-soluble phase.Free Radical Research.39 (12):1359–66.doi:10.1080/10715760500307107.PMID 16298866.S2CID 31154432.
- ↑Humphrey CE, Furegati M, Laumen K, La Vecchia L, Leutert T, Müller-Hartwieg JC, Vögtle M (2007). Optimized Synthesis of L-m-Tyrosine Suitable for Chemical Scale-Up.Organic Process Research & Development.11 (6):1069–1075.doi:10.1021/op700093y.
- ↑Rasmussen DD, Ishizuka B, Quigley ME, Yen SS (October 1983). Effects of tyrosine and tryptophan ingestion on plasma catecholamine and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid concentrations.The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism.57 (4):760–3.doi:10.1210/jcem-57-4-760.PMID 6885965.
- ↑Leathwood PD, Pollet P (1982).Diet-induced mood changes in normal populations.Journal of Psychiatric Research.17 (2):147–54.doi:10.1016/0022-3956(82)90016-4.PMID 6764931.
- ↑12Deijen JB, Orlebeke JF (1994).Effect of tyrosine on cognitive function and blood pressure under stress.Brain Research Bulletin.33 (3):319–23.doi:10.1016/0361-9230(94)90200-3.PMID 8293316.S2CID 33823121.
- ↑Lieberman HR, Corkin S, Spring BJ, Wurtman RJ, Growdon JH (August 1985).The effects of dietary neurotransmitter precursors on human behavior.The American Journal of Clinical Nutrition.42 (2):366–70.doi:10.1093/ajcn/42.2.366.PMID 4025206.
- ↑Hao S, Avraham Y, Bonne O, Berry EM (February 2001).Separation-induced body weight loss, impairment in alternation behavior, and autonomic tone: effects of tyrosine.Pharmacology, Biochemistry, and Behavior.68 (2):273–81.doi:10.1016/S0091-3057(00)00448-2.PMID 11267632.S2CID 46405659.
- ↑Reinstein DK, Lehnert H, Wurtman RJ (December 1985). Dietary tyrosine suppresses the rise in plasma corticosterone following acute stress in rats.Life Sciences.37 (23):2157–63.doi:10.1016/0024-3205(85)90566-1.PMID 4068899.
- ↑Magill RA, Waters WF, Bray GA,Volaufova J, Smith SR, Lieberman HR, et al. (August 2003). Effects of tyrosine, phentermine, caffeine D-amphetamine, and placebo on cognitive and motor performance deficits during sleep deprivation.Nutritional Neuroscience.6 (4):237–46.doi:10.1080/1028415031000120552.PMID 12887140.S2CID 21300076.
- ↑Neri DF, Wiegmann D, Stanny RR, Shappell SA, McCardie A, McKay DL (April 1995). The effects of tyrosine on cognitive performance during extended wakefulness.Aviation, Space, and Environmental Medicine.66 (4):313–9.PMID 7794222.
- ↑Deijen JB, Wientjes CJ, Vullinghs HF, Cloin PA, Langefeld JJ (January 1999). Tyrosine improves cognitive performance and reduces blood pressure in cadets after one week of a combat training course.Brain Research Bulletin.48 (2):203–9.doi:10.1016/S0361-9230(98)00163-4.PMID 10230711.S2CID 27927524.
- ↑Mahoney CR, Castellani J, Kramer FM, Young A, Lieberman HR (November 2007).Tyrosine supplementation mitigates working memory decrements during cold exposure.Physiology & Behavior.92 (4):575–82.doi:10.1016/j.physbeh.2007.05.003.PMID 17585971.S2CID 207372821.Архивировано 20 сентября 2022. Дата обращения: 20 сентября 2022.
- ↑Strüder HK, Hollmann W, Platen P, Donike M, Gotzmann A, Weber K (April 1998).Influence of paroxetine, branched-chain amino acids and tyrosine on neuroendocrine system responses and fatigue in humans.Hormone and Metabolic Research.30 (4):188–94.doi:10.1055/s-2007-978864.PMID 9623632.
- ↑Thomas JR, Lockwood PA, Singh A, Deuster PA (November 1999).Tyrosine improves working memory in a multitasking environment.Pharmacology, Biochemistry, and Behavior.64 (3):495–500.doi:10.1016/S0091-3057(99)00094-5.PMID 10548261.S2CID 24717770.
- ↑Tyrosine Rich Foods (амер. англ.). Medindia. Дата обращения: 13 апреля 2023. Архивировано 13 апреля 2023 года.
- ↑SR28 — Page Reports : USDA ARS (неопр.). www.ars.usda.gov. Дата обращения: 13 апреля 2023. Архивировано 13 апреля 2023 года.
Литература
[править |править код]- Тирозин : [арх. 10 августа 2022] // Большая российская энциклопедия :[в 35 т.] / гл. ред.Ю. С. Осипов. —М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
- Шапошников А. М. Тирозин // Большая медицинская энциклопедия :в 30 т. / гл. ред.Б. В. Петровский. — 3-е изд. —М. :Советская энциклопедия, 1985. — Т. 25 : Тениус — Углекислота. — 544 с. : ил.
- Report of Medical Research Council on the Dietary Management of PKU. Recommendations on the Dietary Management of PKU. Arch. Dis. Child. 1993: 68; 426-7.
- Dixon M., MacDonald A, White F. Disorders of Amino Acid Metabolism, Organic Acidemias and Urea Cycle Defects PKU in Lawson M, Shaw V (eds.). Clinical Paediatric Dietetics. Oxford:Blackwell Science, 2001,p233-294.
- Holme E, Linstedt S. Tyrosinemia Type I adn NTBC (2-(2-nitro-4-triflourom othylbenoyl)-1,3-cyclohexanedione). J. Inherit. Metab. Dis. 1998:21;507-517.
- Ellaway CJ., Holme E, Standing S. et al. Outcome of Tyrosinemia Type III. J. Inherit. Metab. Dis 2001:24;824-32.