Tirosina

Formula strutturale
L-tirosina
Struttura della L- tirosina, l'isomero presente in natura
Generale
Cognome Tirosina
altri nomi
Formula molecolare C 9 H 11 NO 3
Breve descrizione

aghi incolori, setosi e lucenti
Identificatori / database esterni
numero CAS
Numero CE 200-460-4
Scheda informativa ECHA 100.000.419
PubChem 6057
ChemSpider 5833
DrugBank DB00135
Wikidata Q188017
proprietà
Massa molare 181,19 g mol −1
Stato fisico

fermamente

densità

1,46 g cm −3 (25 ° C)
Punto di fusione

342–344 ° C (decomposizione)
pK s valore
  • p K S, COOH = 2,20
  • p K S, NH 3 + = 9,11
  • p K S, Ph-OH = 10,07
  • pI = 5,66
solubilità
  • Facilmente solubile in acidi e alcali
  • scarsamente solubile in acqua (0,38 g l −1 a 20 ° C)
  • insolubile in etanolo, etere e acetone
istruzioni di sicurezza
Etichettatura di pericolo GHS
07 - Attenzione

Pericolo

Frasi H e P. H: 315-319-335
P: 261-305 + 351 + 338
Dati tossicologici

5110 mg kg −1 ( LD 50 ,  topo ,  orale )

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

La tirosina (abbreviata Tyr o Y ) nella sua forma L naturale è un α - amminoacido proteinogenico non essenziale che si trova nella maggior parte delle proteine . La tirosina è la sostanza di partenza per la biosintesi di DOPA , dopamina , catecolamine , melanina , tiroxina e tiramina . In molti animali, la biosintesi avviene dall'amminoacido essenziale fenilalanina ; la compromissione di questo percorso può innescare una varietà di difetti.

Isomeri

La tirosina ha uno stereocentro, quindi ci sono due enantiomeri . Se "tirosina" è menzionato in questo testo o nella letteratura scientifica senza alcun nome aggiuntivo ( prefisso ), si intende la L- tirosina presente in natura.

Enantiomeri della tirosina
Cognome L -irosina D- tirosina
altri nomi ( S ) - (-) - tirosina ( R ) - (+) - tirosina
Formula strutturale L-tirosina D-tirosina
numero CAS 60-18-4 556-02-5
556-03-6 (non specificato)
Numero CE 200-460-4 209-112-6
209-113-1 (non specificato)
Scheda informativa ECHA 100.000.419 100.008.285
100.008.286 (non specificata)
PubChem 6057 71098
1153 (non spec.)
DrugBank DB00135 -
- (non specificato)
Numero FL 17.022 -
Wikidata Q188017 Q16082044
Q27102882 (non specificata)

Evento

La L -yrosina fu isolata dal formaggio nel 1846 e prese il suo nome

La L- Tirosina fu caratterizzata per la prima volta da Justus von Liebig nel 1846 come componente proteico del formaggio ( antico greco τύρος týros , formaggio '), da cui deriva il nome. Si trova in grandi quantità nella caseina .

I seguenti esempi forniscono una panoramica del contenuto di tirosina e ciascuno si riferisce a 100 g di alimento; viene inoltre fornita la percentuale di tirosina nelle proteine ​​totali:

Cibo per 100 g proteina Tirosina proporzione di
Maiale, crudo 20,95 g 0 797 mg 3,8%
Filetto di petto di pollo, crudo 21,23 g 0 765 mg 3,6%
Salmone, crudo 20,42 g 0 759 mg 3,7%
Uovo di pollo 12,56 g 0 499 mg 4,0%
Latte vaccino, 3,7% di grassi 0 3,28 g 0 158 mg 4.8%
Semi di zucca 30,23 g 1093 mg 3,6%
Noci 15,23 g 0 406 mg 2,7%
Farina di frumento 10,33 g 0 312 mg 3,0%
Farina di mais integrale 0 6,93 g 0 282 mg 4.1%
Riso, non sbucciato 0 7,94 g 0 298 mg 3,8%
Fagioli di soia, essiccati 36,49 g 1539 mg 4,2%
Piselli secchi 24,55 g 0 711 mg 2,9%

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

proprietà

Come monomero

A seconda del valore del pH , la tirosina può essere presente come "sale interno" o zwitterione . Il protone del gruppo carbossilico si attacca alla coppia di elettroni liberi dell'atomo di azoto del gruppo amminico :

L -yrosine (sinistra) e D -yrosine come zwitterions

Gli zwitterion non migrano nel campo elettrico perché sono scarichi verso l'esterno. Il punto isoelettrico è pH = 5,66 per la tirosina; a questo valore di pH ha la sua più bassa solubilità in acqua.

La L- tirosina isolata emette fluorescenza , come molti altri composti aromatici, se eccitata dalla luce UV .

Con un componente diazo adatto , la tirosina forma un colorante azoico rosso e può quindi essere rilevata qualitativamente utilizzando la reazione di Pauly .

Nelle proteine

La L- tirosina è un amminoacido proteinogenico . È richiesto come elemento costitutivo per la costruzione di numerose proteine durante la traduzione .

La L- tirosina è di particolare importanza nelle proteine ​​coinvolte nei processi di trasduzione del segnale . Qui agisce come un destinatario di gruppi fosfato , che vengono trasferiti dalle proteine ​​chinasi e modificano l' attività della proteina bersaglio, un recettore (vedi recettore tirosin chinasi ).

La L- tirosina svolge anche un ruolo importante nella fotosintesi riducendo la clorofilla ossidata come donatore di elettroni nel fotosistema II . Inizialmente perde il protone del suo gruppo OH fenolico , diventa un radicale neutro e viene quindi nuovamente ridotto dal gruppo di manganese quadricucleare nel fotosistema II .

metabolismo

biogenesi

Biosintesi della tirosina da prephenate nella via dell'acido shikimico

Piante e maggior parte dei microrganismi tirosina sintetizzano nella via dell'acido shikimico con acido corismico . Dopo la ridistribuzione del corismato in prefenato, viene prodotto 4-idrossifenilpiruvato per mezzo di una prefenato deidrogenasi, dalla quale si forma la tirosina per transaminazione sotto l'azione di una transaminasi .

Nell'organismo animale, la tirosina è prodotta dalla 4- idrossilazione dipendente dalla biopterina sull'anello fenilico della L - fenilalanina . L' enzima che catalizza questa reazione è la fenilalanina idrossilasi ( EC 1.14.16.1 ), una monoossigenasi . È necessaria una molecola di ossigeno (O 2 ) e questa reazione crea una molecola d'acqua (H 2 O). Il precursore, l'amminoacido essenziale L- fenilalanina, viene assunto con il cibo.  

La carenza di L- tirosina può verificarsi a causa della fenilchetonuria (PKU) . La L - fenilalanina ingerita attraverso il cibo non può essere correttamente idrossilata in posizione para , cosicché dalla fenilalanina non si può formare L- tirosina. In questo caso, il corpo L- tirosina deve essere nutrito per essere.

Biosintesi della tirosina da fenilalanina e derivati ​​biologicamente importanti

Precursore

La tirosina funge da materiale di partenza ( precursore ) per la biosintesi di varie altre sostanze.

La DOPA, a sua volta, è un precursore di vari neurotrasmettitori e della melanina . Nel midollo surrenale , la decarbossilasi consente la produzione delle catecolamine adrenalina e noradrenalina , che vengono rilasciate nel sangue come sostanze messaggere. La produzione di dopamina dalla DOPA avviene nella membrana delle cellule nervose. La melanina della DOPA viene prodotta e rilasciata in particolare dai melanociti presenti nella pelle e nelle cellule del pigmento degli occhi , dove viene immagazzinata.

Fisiopatologia

In caso di stress nitrosativo , perossinitrito e tirosina vengono convertiti in nitrotirosina mediante sostituzione aromatica nucleofila . La nitrotirosina è utilizzata nella diagnostica di laboratorio come biomarcatore per stress nitrosativo o apoptosi (morte cellulare programmata).

Smantellamento

La degradazione della L -irosina ( para- idrossifenilalanina ) inizia con una transaminazione α-chetoglutarato- dipendente dalla L- tirosina transaminasi ( EC 2.6.1.5 ) a p- idrossifenil piruvato .  

La scomposizione della L -irosina in acetoacetato e fumarato . Per il percorso di degradazione sono necessarie due diossigenasi . I prodotti finali possono fluire nel ciclo dell'acido citrico .

La fase successiva è catalizzata dalla 4-idrossifenilpiruvato diossigenasi ( EC  1.13.11.27 ) con l'incorporazione di ossigeno e la scissione di CO 2 per formare l' omogenato (2,5-diidrossifenil-1-acetato). Per dividere l' anello aromatico dell'omogenato, è necessaria un'altra diossigenasi, l' omogenato ossigenasi ( EC  1.13.11.5 ). L' acetoacetato di maleile è formato dall'incorporazione di un'altra molecola di O 2 .

Con i Maleylacetacetat- cis - trans - isomerasi ( EC  5.2.1.2 ) è formata in questo caso Fumarylacetat mediante rotazione della ossidazione risultante (dal gruppo idrossile) gruppo carbossilico . Questa isomerasi cis-trans contiene glutatione come coenzima . Il fumarilacetoacetato può infine essere scisso dalla fumarilacetoacetato idrolasi attraverso la ritenzione idrica.

Questo rilascia fumarato (anche un metabolita del ciclo citrato ) e acetoacetato (butano (3) un acido). L'acetoacetato è un corpo chetonico che viene attivato con succinil-CoA e può quindi essere convertito in due molecole di acetil-CoA (per il ciclo dell'acido citrico e la sintesi degli acidi grassi ).

Applicazioni

La tirosina è un precursore dei neurotrasmettitori , in particolare la dopamina e la norepinefrina . Aumentando l'assunzione di tirosina, la sua sintesi può essere temporaneamente aumentata in modo significativo, per circa mezz'ora. Tuttavia, questo ha solo un'influenza minore sull'umore. Il passaggio che determina la velocità di conversione nel metabolismo è catalizzato e limitato dalla tirosina idrossilasi , motivo per cui gli effetti sono inferiori rispetto all'aggiunta di L-DOPA . È noto da esperimenti su animali che la loro attività enzimatica diminuisce drasticamente a dosi elevate di tirosina a causa dell'inibizione in eccesso del substrato , così che il livello di dopamina diminuisce.

Alcuni studi hanno riscontrato un beneficio sotto stress , freddo o stanchezza. Non è stato possibile determinare un aumento delle prestazioni negli sport di resistenza (un'ora e mezza di ciclismo) attraverso l'assunzione di tirosina, ma attraverso l'assunzione di carboidrati.

L' apporto alimentare di L- tirosina serve come terapia sostitutiva o integrazione in caso di carenza, ad es. B. nella fenilchetonuria , altrimenti risulta una sottoproduzione di melanina ( albinismo ) e L - tiroxina ( cretinismo ). Inoltre, possono esserci problemi nella produzione di catecolamine .

Inoltre, L- tirosina è stato utilizzato per anni come adiuvante vettore depot in immunoterapia specifica sottocutanea (SCIT) grazie alle sue proprietà proteine adsorbente . Rispetto ad altri vettori di deposito come l'idrossido di alluminio o il fosfato di calcio , la L- tirosina è caratterizzata, tra le altre cose, dal vantaggio di essere completamente metabolizzabile e da un'emivita più breve di 48 ore nel sito di iniezione.

Produzione

L' idrolisi acida delle proteine contenenti cheratina si traduce in un idrolizzato proteico dopo la neutralizzazione, che consiste di circa 20 α-amminoacidi proteinogenici. Una frazione ricca di L - cistina e L- tirosina può essere ottenuta da questa semplicemente separando gli amminoacidi facilmente idrosolubili, poiché L- cistina e L- tirosina sono solo leggermente solubili in acqua. La L- tirosina si ottiene commercialmente utilizzando questo semplice metodo di separazione.

letteratura

  • Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: Biochemistry. 5a edizione. Casa editrice Spectrum Academic, Heidelberg 2003, ISBN 3-8274-1303-6 .

link internet

Commons : Tyrosine  - raccolta di immagini, video e file audio
Wikibooks: Biochimica e pathobiochimica: metabolismo della tirosina  - Materiali per l'apprendimento e l'insegnamento

Prove individuali

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