Валин - Valine

Валин
Валин - Valine.svg
Валин при 7,4 pH.png
Имена
Название ИЮПАК
Валин
Другие имена
2-амино-3-метилбутановая кислота
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100.000.703 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 208-220-0
КЕГГ
UNII
Свойства[2]
C5ЧАС11NО2
Молярная масса117.148 г · моль−1
Плотность1,316 г / см3
Температура плавления 298 ° С (568 ° F, 571 К) (разложение)
растворимый
Кислотность (пKа)2,32 (карбоксил), 9,62 (амино)[1]
-74.3·10−6 см3/ моль
Страница дополнительных данных
Показатель преломления (п),
Диэлектрическая постоянная (εр), так далее.
Термодинамический
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
УФ, ИК, ЯМР, РС
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Валин (символ Вал или V)[3] является α-аминокислота который используется в биосинтезе белков. Он содержит α-аминогруппа (который находится в протонированном −NH3+ форма в биологических условиях), α-группа карбоновой кислоты (который находится в депротонированном -COO− образуются в биологических условиях), и боковая цепь изопропильная группа, делая это неполярный алифатический аминокислота. это существенный у людей это означает, что организм не может его синтезировать: он должен быть получен с пищей. Источниками питания человека являются продукты, содержащие белок, например мясо, молочные продукты, соевые продукты, фасоль и бобовые. это закодированный всеми кодоны начиная с GU (GUU, GUC, GUA и GUG).

подобно лейцин и изолейцин, валин - это аминокислота с разветвленной цепью. В серповидноклеточная анемия, один глютаминовая кислота в β-глобине заменяется валином. Потому что валин гидрофобный, в то время как глутаминовая кислота является гидрофильной, это изменение делает гемоглобин склонным к ненормальной агрегации.

История и этимология

Валин был впервые выделен из казеин в 1901 г. Герман Эмиль Фишер.[4] Название валин происходит от валериановая кислота, который, в свою очередь, назван в честь завода валериана из-за наличия кислоты в корнях растения.[5][6]

Номенклатура

Согласно с ИЮПАК, атомы углерода, образующие валин, нумеруются последовательно, начиная с 1, что означает карбоксил углерода, тогда как 4 и 4 'обозначают два конца метил углерода.[7]

Метаболизм

Источник и биосинтез

Валин, как и другие аминокислоты с разветвленной цепью, синтезируется растениями, но не животными.[8] Следовательно, это незаменимая аминокислота у животных и должен присутствовать в рационе. Взрослым людям требуется около 4 мг / кг массы тела в день.[9] Он синтезируется в растениях и бактериях в несколько этапов, начиная с пировиноградная кислота. Начальная часть пути также приводит к лейцин. Промежуточный α-кетоизовалерат подвергается восстановительное аминирование с участием глутамат. Ферменты, участвующие в этом биосинтезе, включают:[10]

  1. Ацетолактатсинтаза (также известная как синтаза ацетогидроксикислоты)
  2. Изомероредуктаза ацетогидроксикислоты
  3. Дегидратаза дигидроксикислот
  4. Валинаминотрансфераза

Деградация

Как и другие аминокислоты с разветвленной цепью, катаболизм валина начинается с удаления аминогруппы посредством трансаминирование, давая альфа-кетоизовалерат, альфа-кетокислота, который преобразуется в изобутирил-КоА через окислительное декарбоксилирование посредством комплекс дегидрогеназы α-кетокислоты с разветвленной цепью.[11] Далее он окисляется и перегруппировывается в сукцинил-КоА, который может войти в цикл лимонной кислоты.

Синтез

Рацемический валин может быть синтезирован путем бромирования изовалериановая кислота с последующим аминированием α-бромпроизводного[12]

HO2CCH2CH (CH3)2 + Br2 → HO2CCHBrCH (CH3)2 + HBr
HO2CCHBrCH (CH3)2 + 2 NH3 → HO2CCH (NH2) CH (CH3)2 + NH4Br

Медицинское значение

Резистентность к инсулину

Валин, как и другие аминокислоты с разветвленной цепью, связан с инсулинорезистентностью: более высокие уровни валина наблюдаются в крови диабетических мышей, крыс и людей.[13] Мыши, получавшие диету с депривацией валина в течение одного дня, улучшили чувствительность к инсулину, а кормление диетой с депривацией валина в течение одной недели значительно снижает уровень глюкозы в крови.[14] У мышей с ожирением и инсулинорезистентностью, вызванных диетой, диета с пониженным уровнем валина и других аминокислот с разветвленной цепью приводит к снижению ожирения и повышению чувствительности к инсулину.[15] Катаболит валина 3-гидроксиизобутират способствует инсулинорезистентности скелетных мышц у мышей за счет стимуляции поглощения жирных кислот мышцами и накопления липидов.[16] У людей диета с ограничением белка снижает уровень валина в крови и снижает уровень глюкозы в крови натощак.[17]

Гематопоэтические стволовые клетки

Диетический валин необходим для гемопоэтические стволовые клетки (HSC) самообновление, как показали эксперименты на мышах.[18] Ограничение валина с пищей выборочно истощает долгосрочное репопуляцию HSC в костном мозге мышей. Успешная трансплантация стволовых клеток была достигнута у мышей без облучения через 3 недели на диете с ограничением валина. Долгосрочная выживаемость пересаженных мышей была достигнута, когда валин постепенно возвращался в рацион в течение 2-недельного периода, чтобы избежать синдром возобновления питания.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Доусон, R.M.C. и др., Данные для биохимических исследований, Oxford, Clarendon Press, 1959.
  2. ^ Weast, Роберт С., изд. (1981). CRC Справочник по химии и физике (62-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. С-569. ISBN  0-8493-0462-8.
  3. ^ «Номенклатура и символика аминокислот и пептидов». Совместная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре. 1983 г. В архиве из оригинала от 9 октября 2008 г.. Получено 5 марта 2018.
  4. ^ «валин». Британская энциклопедия онлайн. Получено 6 декабря 2015.
  5. ^ «валин». Онлайн-словарь Merriam-Webster. Получено 6 декабря 2015.
  6. ^ «валериановая кислота». Онлайн-словарь Merriam-Webster. Получено 6 декабря 2015.
  7. ^ Джонс, Дж. Х., изд. (1985). Аминокислоты, пептиды и белки. Специализированные периодические отчеты. 16. Лондон: Королевское химическое общество. п. 389. ISBN  978-0-85186-144-9.
  8. ^ Басучаудхури, Пранаб (2016). Метаболизм азота в рисе. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 159. ISBN  9781498746687. OCLC  945482059.
  9. ^ Институт медицины (2002). «Белок и аминокислоты». Нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот с пищей. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. С. 589–768.
  10. ^ Lehninger, Albert L .; Нельсон, Дэвид Л .; Кокс, Майкл М. (2000). Принципы биохимии (3-е изд.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман. ISBN  1-57259-153-6..
  11. ^ Мэтьюз, Кристофер К. (2000). Биохимия. Ван Холд, К. Э., Ахерн, Кевин Г. (3-е изд.). Сан-Франциско, Калифорния: Бенджамин Каммингс. п. 776. ISBN  0805330666. OCLC  42290721.
  12. ^ Марвел, С. С. (1940). "дл-Валин ». Органический синтез. 20: 106.; Коллективный объем, 3, п. 848.
  13. ^ Линч, Кристофер Дж .; Адамс, Шон Х. (1 декабря 2014 г.). «Аминокислоты с разветвленной цепью в метаболической передаче сигналов и резистентности к инсулину». Обзоры природы. Эндокринология. 10 (12): 723–736. Дои:10.1038 / nrendo.2014.171. ISSN  1759-5037. ЧВК  4424797. PMID  25287287.
  14. ^ Сяо, Фэй; Ю, Джунджи; Го, Яцзе; Дэн, Цзяли; Ли, Кай; Ду, Инь; Чен, Шанхай; Чжу, Цзяньминь; Шэн, Хунгуан (1 июня 2014 г.). «Влияние лишения отдельных аминокислот с разветвленной цепью на чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы у мышей». Метаболизм: клинический и экспериментальный. 63 (6): 841–850. Дои:10.1016 / j.metabol.2014.03.006. ISSN  1532-8600. PMID  24684822.
  15. ^ Каммингс, Николь Э .; Уильямс, Элизабет М .; Каса, Ильдико; Konon, Elizabeth N .; Шайд, Майкл Д .; Schmidt, Brian A .; Пудель, Четан; Sherman, Dawn S .; Ю, Дэян (19 декабря 2017 г.). «Восстановление метаболического здоровья за счет снижения потребления аминокислот с разветвленной цепью». Журнал физиологии. 596 (4): 623–645. Дои:10.1113 / JP275075. ISSN  1469-7793. ЧВК  5813603. PMID  29266268.
  16. ^ Чан, Чолсун; О, Сунгвхан Ф .; Вада, Сёго; Rowe, Glenn C .; Лю, Лаура; Чан, Мун Чун; Ри, Джеймс; Хосино, Ацуши; Ким, Боа (1 апреля 2016 г.). «Метаболит аминокислоты с разветвленной цепью управляет транспортом жирных кислот в сосудах и вызывает резистентность к инсулину». Природа Медицина. 22 (4): 421–426. Дои:10,1038 / нм 4057. ISSN  1546–170X. ЧВК  4949205. PMID  26950361.
  17. ^ Фонтана, Луиджи; Каммингс, Николь Э .; Арриола Апело, Себастьян I .; Neuman, Joshua C .; Каса, Ильдико; Schmidt, Brian A .; Кава, Эдда; Спелта, Франческо; Тости, Валерия (21 июня 2016 г.). «Снижение потребления аминокислот с разветвленной цепью улучшает метаболическое здоровье». Отчеты по ячейкам. 16 (2): 520–30. Дои:10.1016 / j.celrep.2016.05.092. ISSN  2211-1247. ЧВК  4947548. PMID  27346343.
  18. ^ Тая, Юки; Ота, Ясунори; Wilkinson, Adam C .; Канадзава, Аяно; Ватараи, Хироши; Касаи, Масатака; Накаучи, Хиромицу; Ямазаки, Сатоши (2 декабря 2016 г.). «Истощение диетического валина делает возможной трансплантацию немиелоаблативных гемопоэтических стволовых клеток мыши». Наука. 354 (6316): 1152–1155. Bibcode:2016Научный ... 354.1152Т. Дои:10.1126 / science.aag3145. PMID  27934766.

внешние ссылки