Glutammina

Formula strutturale
L-glutammina
Struttura della L- glutammina, l'enantiomero naturale
Generale
Cognome Glutammina
altri nomi
Formula molecolare C 5 H 10 N 2 O 3
Breve descrizione

solido incolore e inodore 

Identificatori esterni / banche dati
numero CAS
Numero CE 200-292-1
Scheda informativa dell'ECHA 100.000,266
PubChem 5961
ChemSpider 5746
DrugBank DB00130
Wikidata Q181619
proprietà
Massa molare 146,15 g mol −1
Stato fisico

fermamente

Punto di fusione

(Decomposizione) 185-186 ° C 

valore di p K s
  • p K S, COOH = 2,18 (25 ° C)
  • p K S, NH 3 + = 9.00 (25 ° C)
solubilità
  • solubile in acqua: 26 g l -1 (18 ° C) 
  • insolubile in metanolo, benzene e cloroformio
istruzioni di sicurezza
Etichettatura di pericolo GHS
nessun pittogramma GHS
Frasi H e P. H: nessuna frase H.
P: nessuna frase P
Dati tossicologici

7500 mg kg -1 ( DL 50rattoorale )

Per quanto possibile e consuetudine, vengono utilizzate le unità SI . Salvo diversa indicazione, i dati forniti si applicano alle condizioni standard .

Glutammina è una proteinogenici , non è essenziale per l'umano α - amminoacido e rappresenta la γ-mono ammide di L - acido glutammico . Costituiscono il codice a tre lettere essere come Gln e il codice singola lettera come Q , rispettivamente. Nel metabolismo è L -Glutammina un universale amino - donatore . Nel plasma sanguigno , la glutammina si trova in una proporzione del 20% come componente principale del pool di aminoacidi liberi. In iper catabolico ed iper metabolica malattia dichiara tale. B. Dopo operazioni, lesioni gravi, ustioni e infezioni, si può sempre osservare un pronunciato esaurimento di glutammina. La glutammina è una tripletta di basi CAG o CAA della codifica dell'mRNA .

enantiomeri

La glutammina ha uno stereocentro, quindi ci sono due enantiomeri chirali . Nelle proteine, oltre ad altri amminoacidi, si trova solo la L- glutammina [sinonimo: ( S ) -glutammina] legata ai peptidi . D- glutammina [sinonimo: ( R ) -glutammina], che non si trova nelle proteine, ha un'immagine speculare di questo . La DL -glutammina racemica [sinonimi: ( RS ) -glutammina e (±) -glutammina] è di scarsa importanza.

Ogni volta che si parla di “glutammina” in questo testo o nella letteratura scientifica senza alcun nome aggiuntivo ( descrittore ), si intende L- glutammina .

Enantiomeri della Glutammina
Cognome L- glutammina D- glutammina
altri nomi ( S ) -glutammina ( R ) -glutammina
Formula strutturale L-glutammina D-glutammina
numero CAS 56-85-9 5959-95-5
6899-04-3 (non specificato)
Numero CE 200-292-1 673-968-0
230-006-0 (non specificato)
Scheda informativa ECHA E 100.000,266 100.199.389
100.027.278 (non specificato)
PubChem 5961 145815
738 (non specificato)
DrugBank DB00130 DB02174
- (racemato)
Numero FL 17.007 -
Wikidata Q181619 Q27102193
Q27103623 (non specificato)

Evento

La glutammina si trova in media del 3,9% legata alle proteine ; L'aminoacido si trova spesso anche in forma libera in tutte le piante, animali, funghi e batteri come metabolita centrale nel metabolismo di tutti gli esseri viventi.

Gli alimenti sono ricchi di glutammina?

Cibo Glutammina

[mg/100g]

Grano 4080
farina di farro 5170
lenti a contatto 4490
fagiolo verde 4810
Semi di soia 6490
arachidi 5630
formaggio 3050-8100
Manzo 4130
Montone 4300
carne di maiale 3910

Tutti questi alimenti contengono quasi esclusivamente L -glutammina legata chimicamente come componente proteica, ma non L -glutammina libera .

storia

La L- glutammina è stata descritta per la prima volta nel 1877. Insieme a uno dei suoi studenti di dottorato, Ernst Schulze arrivò alla conclusione che l'acido glutammico è presente nella barbabietola come un'ammide, che chiamarono glutammina (analogo all'asparagina e all'acido aspartico ). Poco dopo, Ernst Schulze ha esaminato queste relazioni nelle piantine di zucca ed è giunto alla stessa conclusione. La delucidazione della struttura dell'acido glutammico/glutammina era già stata effettuata nel 1872 dal chimico tedesco Wilhelm Dittmar . A quel tempo, Dittmar lavorava presso l'istituto di ricerca chimica agricola di Bonn-Poppelsdorf sotto Heinrich Ritthausen , che aveva già scoperto l'acido glutammico nel 1866.

proprietà

La glutammina incolore e cristallina è insolubile in alcoli , benzene e cloroformio . È invece moderatamente solubile in acqua (100 g/l a 40°C).

Zwitterioni di L-glutammina (a sinistra) o D-glutammina (a destra)

Glutammina è presente principalmente come “sale interno” o zwitterion , la cui formazione può essere spiegata dal fatto che il protone le carbossilici gruppo migra alla coppia di elettroni sull'atomo di azoto del gruppo amminico .

Lo zwitterione non migra nel campo elettrico perché è completamente scarico. A rigor di termini, questo è il caso al punto isoelettrico (ad un certo valore di pH), al quale lo zwitterione ha anche la sua più bassa solubilità in acqua. Il suo punto isoelettrico è 5,65.

Produzione

La L- glutammina è prodotta su scala industriale mediante fermentazione .

biochimica

Per la biosintesi, comprese le formule strutturali, vedere i collegamenti web della sezione.

La L- glutammina è prodotta dall'acido L - glutammico dalla glutammina sintetasi . Qui si consuma l' adenosina trifosfato (ATP). Nel corpo, la L- glutammina può essere scomposta in succinato in tre fasi di reazione.

Funzioni

Con una proporzione del 20%, la glutammina è il componente principale del pool di aminoacidi liberi nel plasma sanguigno (400-600 µmol / l). La glutammina si trova in massima concentrazione nelle cellule muscolari (ca. 35 mmol/l), che la sintetizzano anche principalmente. Tra l'altro è responsabile della ritenzione idrica nella cellula e provoca un aumento del volume cellulare durante lo sforzo fisico, che è da considerarsi un segnale anabolico che favorisce la proliferazione . Ciò significa che viene promossa la formazione di proteine ​​e glicogeno.

Gli stati patologici ipercatabolici e ipermetabolici sono associati ad una significativa deplezione di glutammina nel sangue e nei muscoli, senza l'aumento reattivo della sintesi di glutammina. Una caratteristica della reazione a traumi o infezioni è la riduzione della glutammina libera nei muscoli di circa il 50%. Questa perdita di glutammina intracellulare è stata riscontrata sia dopo interventi chirurgici selettivi, traumi multipli e ustioni, sia in infezioni e pancreatiti indipendentemente dalla dieta. La glutammina non è solo un elemento costitutivo per la sintesi proteica, ma tra le altre cose. rappresenta inoltre un importante substrato per le cellule del tratto gastrointestinale ( enterociti , colonociti ) e per le cellule epatiche Da questo si è sviluppata la tesi che la glutammina è un amminoacido condizionatamente essenziale , particolarmente necessario nelle malattie gravi. Di conseguenza, è sorta l'ipotesi che l'integrazione di glutammina avrebbe portato a risultati migliori nei pazienti gravemente malati .

D'altra parte, uno studio internazionale multicentrico randomizzato in doppio cieco su oltre 1200 pazienti gravemente malati in terapia intensiva ventilati meccanicamente con insufficienza multiorgano , sia nel gruppo di trattamento che ricevette glutammina per via enterale che parenterale, ha mostrato un aumento significativo della mortalità del 32,4% (placebo 27,2% ) con un fattore di rischio aggiustato di 1,09 dopo 28 giorni. Anche dopo sei mesi, la mortalità era significativamente più alta con il trattamento con glutammina, ma la glutammina non aveva alcuna influenza sull'insufficienza d'organo o sul tasso di infezione. La sostituzione della glutammina appare quindi obsoleta nella medicina di terapia intensiva, e un commento parla addirittura di “tossicità da glutammina”. Il ridotto livello di glutammina nei pazienti gravemente malati potrebbe quindi essere meno una conseguenza di una carenza che un meccanismo di adattamento positivo.

Funzione nel sistema nervoso

La glutammina è chimicamente strettamente correlata all'aminoacido eccitatorio acido glutammico (spesso si parla solo della forma ionizzata, il glutammato ), che si trova come neurotrasmettitore nelle sinapsi glutamatergiche del sistema nervoso centrale. In queste sinapsi, parte del glutammato viene assorbito nelle cellule gliali vicine dopo essere stato rilasciato nello spazio sinaptico . Per trasportare il glutammato ingerito nei neuroni presinaptici , viene convertito in glutammina nelle cellule gliali, poiché la glutammina non ha alcun effetto eccitatorio sulla membrana postsinaptica. La glutammina viene quindi riconvertita in glutammato nei neuroni.

Funzione nella coltura cellulare delle cellule tumorali

Un grande eccesso di glutammina è necessario per la coltura cellulare di molte cellule tumorali . Come già accennato in precedenza, il sangue umano ha una concentrazione da 500 a 900 µmol / l di glutammina, nella coltura cellulare, tuttavia, viene utilizzata principalmente 2000–4000 µmol / l. Questo perché molti tipi di cellule tumorali assorbono e metabolizzano significativamente più glutammina rispetto alle cellule normali del corpo. Attualmente si discute molto sulle ragioni nella letteratura scientifica. Vari autori hanno suggerito l'aumentata espressione dell'oncogene myc come possibile causa dell'aumento dell'assorbimento di glutammina e della dipendenza dei tumori . A causa di questa dipendenza, vari analoghi della glutammina come DON , azaserina o acivicina sono e sono stati testati per il trattamento di vari tumori solidi.

poliglutammina

Un certo numero di proteine ​​importanti contengono unità di poliglutammina, cioè legami glutammina-glutammina più lunghi e ripetuti. Esempi di questo sono la proteina FOXP2 o Huntingtina, che scatena la malattia di Huntington . In una huntingtina da uno cause autosomica - dominante mutazione estensione condizionale dell'unità polyglutamine lo scoppio della malattia.

link internet

Wikibooks: Biosintesi e degradazione della L-glutammina  - Materiali per l'apprendimento e l'insegnamento
Wikizionario: Glutammina  - spiegazione dei significati, origine delle parole, sinonimi, traduzioni

Evidenze individuali

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