Перейти к содержанию

Тирозин

Добавить ссылки
Материал из Мегавики — свободной энциклопедии
Данная страница не проверялась участниками с соответствующими правами.
Не следует путать с Тироксин.
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 pKa 2,24
9,04
10,10
Изоэлектрическая точка 5,66
Классификация
Рег. номер CAS [60-18-4]
PubChem 6057
Рег. номер EINECS 200—460-4
SMILES
 
InChI
 
ChEBI 17895
ChemSpider 5833
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Тирози́н (α-амино-β-(п-гидроксифенил) пропионовая кислота, сокр.: Тир, Tyr, Y) — ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах — L и D и в виде рацемата (DL). По строению соединение отличается от фенилаланина наличием фенольной гидроксильной группы в пара-положении бензольного кольца. Известны менее важные с биологической точки зрения мета- и орто- изомеры тирозина.

Функции[править]

L-тирозин является протеиногенной аминокислотой и входит в состав белков всех известных живых организмов. Тирозин входит в состав ферментов, во многих из которых именно тирозину отведена ключевая роль в ферментативной активности и её регуляции. Местом атаки фосфорилирующих ферментов протеинкиназ часто является именно фенольный гидроксил остатков тирозина. Остаток тирозина в составе белков может подвергаться и другим посттрансляционным модификациям. В некоторых белках (резилин насекомых) присутствуют молекулярные сшивки, возникающие в результате посттрансляционной окислительной конденсации остатков тирозина с образованием дитирозина и тритирозина.

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 результате ксантопротеиновой качественной реакции на белки определяется преимущественно нитрованием остатков тирозина (нитруются также остатки фенилаланина, триптофана, и гистидина).

Биосинтез[править]

Биосинтез тирозина из префената у растений.

В процессе биосинтеза тирозина промежуточными соединениями являются шикимат, хоризмат, префенат. Из центральных метаболитов тирозин в природе синтезируют микроорганизмы, грибы и растения. Животные не синтезируют тирозин de novo, но способны гидроксилировать незаменимую аминокислоту фенилаланин в тирозин. Более подробно биосинтез тирозина рассмотрен в статье шикиматный путь.

Тирозин относят к заменимым для большинства животных и человека аминокислотам, так как в организме эта аминокислота образуется из другой (незаменимой) аминокислоты — фенилаланина.

Метаболизм[править]

Превращение фенилаланина и тирозина в их биологически важные производные.

Фосфорилирование и сульфатирование[править]

Некоторые из остатков тирозина могут быть помечены (по гидроксильной группе) фосфатной группой (фосфорилированной) протеинкиназами. В своей фосфорилированной форме тирозин называется фосфотирозином. 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 путем добавления сульфатной группы, процесс, известный как сульфатирование тирозина[1]. Сульфатирование тирозина катализируется тирозилпротеинсульфотрансферазой (TPST). Как и упомянутые выше антитела к фосфотирозину, недавно были описаны антитела, которые специфически обнаруживают сульфотирозин[2].

Предшественник нейротрансмиттеров и гормонов[править]

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 как норадреналин (норадреналин) и адреналин (адреналин).

Гормоны щитовидной железы трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4) в коллоиде щитовидной железы также являются производными от тирозина.

Предшественник алкалоидов[править]

Было показано, что латекс Papaver somniferum, опийного мака, превращает тирозин в алкалоид морфин, и был установлен биосинтетический путь от тирозина к морфину с использованием радиоактивно меченого углеродом-14 тирозина для отслеживания пути синтеза in vivo[3].

Предшественник природных фенолов[править]

Тирозин-аммиачная лиаза (TAL) представляет собой фермент в пути биосинтеза природных фенолов. Он превращает L-тирозин в п-кумаровую кислоту.

Предшественник пигментов[править]

Тирозин также является предшественником пигмента меланина.

Роль в синтезе коэнзима Q10[править]

Тирозин (или его предшественник фенилаланин) необходим для синтеза структуры бензохинона, которая входит в состав кофермента Q10.

Деградация[править]

Разложение тирозина до ацетоацетата и фумарата. Для пути разложения необходимы две диоксигеназы. Затем конечные продукты могут вступать в цикл лимонной кислоты.

В организм животных и человека тирозин поступает с пищей. Также тирозин образуется из фенилаланина (реакция протекает в печени под действием фермента фенилаланин-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 дефицита, как правило, не возникает. Избыток тирозина утилизируется. Тирозин путём переаминирования с α-кетоглутаровой кислотой превращается в 4-гидроксифенилпируват, который далее окисляется (с одновременной миграцией и декарбоксилированием кетокарбоксиэтильного заместителя) в гомогентизат. Гомогентизат через стадии образования 4-малеилацетоацетата и 4-фумарилацетоацетата распадается до фумарата и ацетоацетата. Окончательное разрушение происходит в цикле Кребса.

Таким образом, у животных и человека тирозин распадается до фумарата (превращается в оксалоацетат, являющийся субстратом глюконеогенеза) и ацетоацетата (повышает уровень кетоновых тел в крови), поэтому тирозин, а также превращающийся в него фенилаланин, по характеру катаболизма у животных относят к глюко-кетогенным (смешанным) аминокислотам (см. классификацию аминокислот).

В природе известны и другие пути биодеградации тирозина.

Орто- и мета-тирозин[править]

Ферментативное окисление тирозина фенилаланингидроксилазой (вверху) и неэнизматическое окисление свободными радикалами гидроксила (посередине и внизу).

Известны три структурных изомера L-тирозина. В дополнение к распространенной аминокислоте L-тирозину, который является параизомером (пара-tyr, p-tyr или 4-гидроксифенилаланин), существуют два дополнительных региоизомера, а именно метатирозин (также известный как 3-гидроксифенилаланин, L-m-тирозин и m-tyr) иорто-тирозин (o-tyr или 2-гидроксифенилаланин), встречающийся в природе. Редкие изомеры m-tyr и o-tyr образуются в результате неферментативного свободнорадикального гидроксилирования фенилаланина в условиях окислительного стресса[4][5].

м-тирозин и его аналоги (редкие в природе, но доступные синтетически) показали применение при болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера и артрите[6].

Клиническое значение[править]

С обменом тирозина связаны некоторые известные наследственные заболевания. При наследственном заболевании фенилкетонурии 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 (тирозинемии), вызванных нарушениями обмена тирозина. Лечение этих заболеваний, как и фенилкетонурии — диетическое ограничение белка.

Медицинское применение[править]

Тирозин является предшественником нейротрансмиттеров и повышает уровни нейротрансмиттеров в плазме крови (особенно дофамина и норадреналина)[7], но практически не влияет на настроение у нормальных людей[8][9][10]. Ряд исследований показали, что тирозин полезен при стрессе, простуде, усталости (у мышей)[11], длительной работе и лишении сна[12][13], при снижении уровня гормонов стресса[14], снижении веса из-за стресса, наблюдаемого в испытаниях на животных[11], и улучшение когнитивной и физической работоспособности[9][15][16], наблюдаемое в испытаниях на людях.

Тирозин, по-видимому, не оказывает какого-либо существенного влияния на когнитивную или физическую работоспособность в обычных обстоятельствах[17], но помогает лучше поддерживать рабочую память во время многозадачности[18].

Роль в питании[править]

L-Тирозин является заменимой аминокислотой. Содержится в следующих продуктах питания: [19] [20] [21]

Пищевые источники тирозина
Вид пищи мг/100 г
Мясо куриное 660 мг
Яйцо, куриное 515 мг
Творог, молочный 456 мг
Макаронные изделия 253 мг
Молоко, коровье 119 мг

Применение[править]

Тирозин подавляет аппетит, способствует уменьшению отложения жиров, способствует выработке меланина и улучшает функции надпочечников, щитовидной железы и гипофиза.[источник не указан 5806 дней]

См. также[править]

Примечания[править]

  1. ↑ 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. — ISSN 0021-9258. — doi:10.1074/jbc.M609398200.
  2. ↑ 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. — ISSN 1096-0007. — doi:10.1016/j.exer.2012.02.014.
  3. ↑ 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. — ISSN 0368-1769. — doi:10.1039/jr9620003534.
  4. ↑ (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.
  5. ↑ (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.
  6. ↑ (2007) «Optimized Synthesis of L-m-Tyrosine Suitable for Chemical Scale-Up». Organic Process Research & Development 11 (6): 1069–1075. doi:10.1021/op700093y.
  7. ↑ (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.
  8. ↑ (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.
  9. ↑ 9,0 9,1 (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.
  10. ↑ (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.
  11. ↑ 11,0 11,1 (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.
  12. ↑ (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.
  13. ↑ (April 1995) «The effects of tyrosine on cognitive performance during extended wakefulness». Aviation, Space, and Environmental Medicine 66 (4): 313–9. PMID 7794222.
  14. ↑ (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.
  15. ↑ (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.
  16. ↑ (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.
  17. ↑ (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.
  18. ↑ (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.
  19. ↑ https://nutritiondata.self.com/foods-000087000000000000000.html 
  20. ↑ National Nutrient Database for Standard Reference, U.S. Department of Agriculture, <http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/search/>. Проверено 7 сентября 2009.  Архивная копия от 3 марта 2015 на Wayback Machine
  21. ↑ https://www.ars.usda.gov/northeast-area/beltsville-md-bhnrc/beltsville-human-nutrition-research-center/methods-and-application-of-food-composition-laboratory/ 

Литература[править]

Источник — https://megawiki.ru/wiki/Тирозин