Глютамин
 Скелетная формула L - глутамина
| |||
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК
Глютамин
| |||
| Другие имена
L-глютамин
(лево)глутамиды 2,5-Диамино-5-оксопентановая кислота 2-амино-4-карбамоилбутановая кислота Продолжать [ 1 ] | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
| Сокращения | Глн , Кью | ||
| КЭБ | |||
| ХЭМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Лекарственный Банк | |||
| Информационная карта ECHA | 100.000.266 | ||
| Номер ЕС |
| ||
| КЕГГ | |||
ПабХим CID
|
|||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
| Характеристики [ 2 ] | |||
| C5H10N2OC5H10N2O3 | |||
| Молярная масса | 146.146 g·mol −1 | ||
| Температура плавления | разлагается при температуре около 185°C | ||
| растворимый | |||
| Кислотность ( pKa ) | 2,2 (карбоксил), 9,1 (амино) | ||
Хиральное вращение ([α] D )
|
+6,5° (Н 2 О, с = 2) | ||
| Фармакология | |||
| A16AA03 ( ВОЗ ) | |||
| Страница дополнительных данных | |||
| Глютамин (страница данных) | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |||
| Клинические данные | |
|---|---|
| Торговые названия | Эндари, Nutrestore |
| AHFS / Drugs.com | Монография |
| Медлайн Плюс | а617035 |
| Данные лицензии | |
| Маршруты администрация | Через рот |
| Класс препарата | Желудочно-кишечное средство |
| код АТС | |
| Юридический статус | |
| Юридический статус |
|
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| ПабХим CID | |
| Лекарственный Банк | |
| ХимическийПаук | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| КЕГГ | |
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| PDB-лиганд | |
| Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.266 |
| Химические и физические данные | |
| Формула | C5H10N2OC5H10N2O3 |
| Молярная масса | 146.146 g·mol −1 |
| 3D model ( JSmol ) | |
| Страница данных | |
| Глютамин (страница данных) | |
Глутамин (символ Gln или Q ) [ 4 ] представляет собой α-аминокислоту , которая используется в биосинтезе белков . Его боковая цепь аналогична боковой цепи глутаминовой кислоты , за исключением того, что группа карбоновой кислоты заменена амидом . Он классифицируется как полярная аминокислота с нейтральным зарядом. Он не является незаменимым и условно незаменимым для человека, то есть организм обычно может синтезировать его в достаточном количестве, но в некоторых случаях стресса потребность организма в глютамине увеличивается, и глютамин необходимо получать с пищей. [ 5 ] [ 6 ] Он кодируется кодонами CAA и CAG. Он назван в честь глутаминовой кислоты, которая, в свою очередь, названа в честь ее открытия в белках злаков, глютена . [ 7 ]
В крови человека глютамин является наиболее распространенной свободной аминокислотой . [ 8 ]
Диетические источники глютамина включают в себя особенно богатые белком продукты, такие как говядина , курица , рыба , молочные продукты , яйца , овощи, такие как фасоль , свекла , капуста , шпинат , морковь , петрушка , овощные соки , а также пшеница , папайя , брюссельская капуста , сельдерей , капуста и ферментированные продукты, такие как мисо .
Однобуквенный символ Q, обозначающий глютамин, был присвоен в алфавитной последовательности букве N, обозначающей аспарагин , и был больше всего на одну метиленовую группу –CH2–. Обратите внимание, что P использовался для обозначения пролина, а O избегали из-за сходства с D. мнемоническое обозначение Q -лутамин. Также было предложено [ 7 ]
Функции
[ редактировать ]Глютамин участвует в различных биохимических функциях:
- Синтез белка, как и любой другой из 20 протеиногенных аминокислот.
- Синтез липидов, особенно раковыми клетками. [ 9 ]
- Регуляция кислотно-щелочного баланса в почках за счет продукции аммония. [ 10 ]
- Клеточная энергия , как источник рядом с глюкозой [ 11 ]
- Донорство азота для многих анаболических процессов , включая синтез пуринов. [ 8 ]
- Донорство углерода, как источник, восполняющий цикл лимонной кислоты [ 12 ]
- Нетоксичный переносчик аммиака в кровообращении. [ 13 ] [ 14 ]
- Целостность здоровой слизистой оболочки кишечника , хотя небольшие рандомизированные исследования не показали никакой пользы при болезни Крона . [ 15 ]
Роль в обмене веществ
[ редактировать ]Глутамин поддерживает окислительно-восстановительный баланс, участвуя в синтезе глутатиона и способствуя анаболическим процессам, таким как синтез липидов, путем восстановительного карбоксилирования. [ 16 ]
Глютамин является источником углерода и азота для использования в других метаболических процессах. Глутамин присутствует в сыворотке в более высоких концентрациях, чем другие аминокислоты. [ 17 ] и необходим для многих клеточных функций. Примеры включают синтез нуклеотидов и заменимых аминокислот . [ 18 ] Одной из наиболее важных функций глютамина является его способность превращаться в α-KG, который помогает поддерживать поток цикла трикарбоновых кислот, генерируя АТФ через переносчики электронов НАДН и ФАДН 2 . [ 19 ] Наибольшее потребление глютамина происходит в клетках кишечника, [ 8 ] клетки почек (где он используется для кислотно-щелочного баланса), активированные иммунные клетки, [ 20 ] и множество раковых клеток. [ 9 ] [ 12 ] [ 21 ]
Производство
[ редактировать ]Глютамин производят в промышленных масштабах с использованием мутантов Brevibacterium flavum , которые дают ок. 40 г/л за 2 дня с использованием глюкозы в качестве источника углерода. [ 22 ]
Биосинтез
[ редактировать ]Синтез глютамина из глутамата и аммиака катализируется ферментом глютаминсинтетазой . Большая часть производства глютамина происходит в мышечной ткани, на долю которой приходится около 90% всего синтезируемого глютамина. Глютамин также выделяется в небольших количествах легкими и мозгом. [ 23 ] Хотя печень способна синтезировать глютамин, ее роль в метаболизме глютамина скорее регулирующая, чем продуктивная, поскольку печень поглощает глютамин, полученный из кишечника, через портальную систему печени . [ 8 ]
Использование
[ редактировать ]Питание
[ редактировать ]Глутамин является наиболее распространенной встречающейся в природе заменимой аминокислотой в организме человека и одной из немногих аминокислот, которые могут напрямую преодолевать гематоэнцефалический барьер . [ 8 ] Люди получают глютамин в результате катаболизма белков . в продуктах, которые они едят [ 24 ] В состояниях, когда ткани строятся или восстанавливаются, например, при росте младенцев или при заживлении ран или тяжелых заболеваний, глютамин становится условно незаменимым . [ 24 ]
Серповидно-клеточная анемия
[ редактировать ] |
США В 2017 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило L порошок -глутамина для перорального применения, продаваемый под торговой маркой Endari , для уменьшения тяжелых осложнений серповидно-клеточной анемии у людей в возрасте пяти лет и старше с этим заболеванием. [ 1 ]
Безопасность и эффективность перорального порошка L-глютамина изучались в рандомизированном исследовании с участием субъектов в возрасте от 5 до 58 лет с серповидно-клеточной анемией, у которых было два или более болезненных криза в течение 12 месяцев до включения в исследование. [ 1 ] Субъектов случайным образом распределяли на лечение пероральным порошком L-глютамина или плацебо, и эффект лечения оценивали в течение 48 недель. [ 1 ] Субъекты, которых лечили пероральным порошком L-глутамина, в среднем реже посещали больницу по поводу боли, которую лечили парентерально вводимыми наркотиками или кеторолаком (серповидно-клеточные кризы), по сравнению с субъектами, получавшими плацебо (медиана 3 против медианы 4), меньше госпитализации по поводу серповидноклеточной боли (медиана 2 против медианы 3) и меньшее количество дней пребывания в больнице (медиана 6,5 дней против медианы 11 дней). [ 1 ] У субъектов, принимавших пероральный порошок L-глютамина, также наблюдалось меньше случаев острого грудного синдрома (опасного для жизни осложнения серповидно-клеточной анемии) по сравнению с пациентами, получавшими плацебо (8,6 процента против 23,1 процента). [ 1 ]
Общие побочные эффекты перорального порошка L-глютамина включают запор, тошноту, головную боль, боль в животе, кашель, боль в конечностях, боль в спине и боль в груди. [ 1 ]
Пероральный порошок L-глютамина получил обозначение орфанного препарата . [ 1 ] FDA предоставило одобрение Endari компании Emmaus Medical Inc. [ 1 ]
Лечебное питание
[ редактировать ]Глютамин продается как лечебная пища и назначается, когда медицинский работник считает, что человек, находящийся под его наблюдением, нуждается в дополнительном приеме глютамина из-за метаболических потребностей, выходящих за рамки того, что может быть удовлетворено эндогенным синтезом или диетой. [ 25 ]
Безопасность
[ редактировать ]Глутамин безопасен для взрослых и недоношенных детей. [ 26 ] Хотя глютамин метаболизируется до глутамата и аммиака, оба из которых оказывают неврологическое действие, их концентрации существенно не увеличиваются, и никаких побочных неврологических эффектов не обнаружено. [ 26 ] Наблюдаемый безопасный уровень приема добавок L -глютамина у здоровых взрослых составляет 14 г/день. [ 27 ]
Побочные эффекты глютамина были описаны у людей, получающих парентеральное питание в домашних условиях, и у людей с нарушениями функции печени. [ 28 ] Хотя глютамин не оказывает никакого влияния на пролиферацию опухолевых клеток, все же возможно, что прием глютамина может оказаться вредным при некоторых типах рака. [ 29 ]
Прекращение приема добавок глютамина у людей, адаптированных к очень высокому потреблению, может вызвать эффект отмены, повышая риск возникновения проблем со здоровьем, таких как инфекции или нарушение целостности кишечника. [ 29 ]
Структура
[ редактировать ]Глутамин может существовать в любой из двух энантиомерных форм: L -глутамин и D -глутамин. L - форма встречается в природе. Глутамин содержит α-аминогруппу, которая находится в протонированной форме −NH 3 + образуются в биологических условиях, а группа карбоновой кислоты находится в депротонированном -COO − форма, известная как карбоксилат, в физиологических условиях.
Исследовать
[ редактировать ]
Жидкость для полоскания рта с глютамином может быть полезна для предотвращения мукозита полости рта у людей, проходящих химиотерапию, но внутривенное введение глютамина неэффективно для предотвращения мукозита в желудочно-кишечном тракте. [ 31 ]
Считалось, что добавление глютамина потенциально может уменьшить осложнения у людей, находящихся в критическом состоянии или перенесших операцию на брюшной полости, но это было основано на клинических исследованиях низкого качества. [ 32 ] Добавки, по-видимому, бесполезны для взрослых и детей с болезнью Крона или воспалительными заболеваниями кишечника , но клинические исследования по состоянию на 2016 год были недостаточными. [ 15 ] Добавки, по-видимому, не оказывают эффекта на младенцев со значительными проблемами желудка или кишечника. [ 33 ]
Некоторые спортсмены используют L -глютамин в качестве добавки. Исследования подтверждают положительное влияние постоянного перорального приема добавки на травмы и воспаления, вызванные интенсивными аэробными и изнурительными упражнениями, но влияние на восстановление мышц после силовых тренировок неясно. [ 34 ]
Стрессовые условия для растений (засуха, травмирование, засоление почвы) вызывают синтез таких растительных ферментов, как супероксиддисмутаза , L-аскорбатоксидаза и ДНК-полимераза Дельта 1 . [ 35 ] Ограничить этот процесс, инициируемый условиями сильного засоления почвы, можно путем введения в растения экзогенного глютамина. Снижение уровня экспрессии генов, ответственных за синтез супероксиддисмутазы, увеличивается с увеличением концентрации глутамина. [ 35 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я «FDA одобряет новый метод лечения серповидноклеточной анемии» . США Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) (пресс-релиз). 7 июля 2017 года . Проверено 10 июля 2017 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Западный RC, изд. (1981). Справочник CRC по химии и физике (62-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. С-311. ISBN 0-8493-0462-8 . .
- ^ «Употребление глютамина во время беременности» . Наркотики.com . 30 сентября 2019 года . Проверено 23 апреля 2020 г.
- ^ «Номенклатура и символика аминокислот и пептидов» . Совместная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре. 1983. Архивировано из оригинала 9 октября 2008 года . Проверено 5 марта 2018 г.
- ^ Совет по продовольствию и питанию Медицинского института (2006 г.). «Белки и аминокислоты». В Оттене Дж. Дж., Хеллвиге Дж. П., Мейерсе Л. Д. (ред.). Справочная норма диеты: Основное руководство по потребностям в питательных веществах (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. п. 147. ИСБН 978-0-309-10091-5 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2014 года.
- ^ Лейси Дж. М., Уилмор Д. В. (август 1990 г.). «Является ли глютамин условно незаменимой аминокислотой?». Обзоры питания . 48 (8): 297–309. дои : 10.1111/j.1753-4887.1990.tb02967.x . ПМИД 2080048 .
- ^ Jump up to: а б Шафран М. (апрель 1998 г.). «Названия аминокислот и комнатные игры: от тривиальных названий до однобуквенного кода, названия аминокислот напрягают память студентов. Возможна ли более рациональная номенклатура?». Биохимическое образование . 26 (2): 116–118. дои : 10.1016/s0307-4412(97)00167-2 . ISSN 0307-4412 .
- ^ Jump up to: а б с д и Броснан Дж.Т. (июнь 2003 г.). «Межорганный транспорт аминокислот и его регуляция» . Журнал питания . 133 (6 Приложение 1): 2068S–2072S. дои : 10.1093/jn/133.6.2068S . ПМИД 12771367 .
- ^ Jump up to: а б Корбет С., Ферон О (июль 2015 г.). Корбет С., Ферон О (ред.). «Метаболические изменения и изменения в сознании: от зависимости от глюкозы к глютамину и ацетату при раке». Текущее мнение о клиническом питании и метаболической помощи . 18 (4): 346–353. дои : 10.1097/MCO.0000000000000178 . ПМИД 26001655 . S2CID 1478014 .
- ^ Холл Дж. Э., Гайтон AC (2006). Учебник медицинской физиологии (11-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Эльзевир Сондерс. п. 393. ИСБН 978-0-7216-0240-0 .
- ^ Аледо JC (июль 2004 г.). «Расщепление глютамина в быстро делящихся клетках: отходы или инвестиции?». Биоэссе . 26 (7): 778–785. doi : 10.1002/bies.20063 . ПМИД 15221859 .
- ^ Jump up to: а б Юнева М., Замбони Н., Офнер П., Сачиданандам Р., Лазебник Ю. (июль 2007 г.). «Дефицит глютамина, но не глюкозы, вызывает MYC-зависимый апоптоз в клетках человека» . Журнал клеточной биологии . 178 (1): 93–105. дои : 10.1083/jcb.200703099 . ПМК 2064426 . ПМИД 17606868 .
- ^ Зелинска М., Альбрехт Дж., Попек М. (2022). «Нарушение регуляции астроцитарного транспорта глутамина при остром гипераммониемическом отеке мозга» . Границы в неврологии . 16 : 874750. дои : 10.3389/fnins.2022.874750 . ПМЦ 9207324 . ПМИД 35733937 .
- ^ Дабровска К., Сковронска К., Попек М., Обара-Михлевска М., Альбрехт Дж., Зелинска М. (2018). «Роль транспорта глутамата и глютамина в нейротоксичности аммиака: современное состояние и вопросительные знаки». Целевые препараты для лечения эндокринных, метаболических и иммунных расстройств . 18 (4): 306–315. дои : 10.2174/1871520618666171219124427 . ПМИД 29256360 . S2CID 26569656 .
- ^ Jump up to: а б Ямамото Т., Симояма Т., Курияма М. (апрель 2017 г.). «Диетические и энтеральные вмешательства при болезни Крона». Современное мнение в области биотехнологии . 44 : 69–73. дои : 10.1016/j.copbio.2016.11.011 . ПМИД 27940405 .
- ^ Цзян Л., Шестов А.А., Суэйн П., Ян С., Паркер С.Дж., Ван К.А. и др. (апрель 2016 г.). «Восстановительное карбоксилирование поддерживает окислительно-восстановительный гомеостаз во время независимого от закрепления роста» . Природа . 532 (7598): 255–258. Бибкод : 2016Natur.532..255J . дои : 10.1038/nature17393 . ПМК 4860952 . ПМИД 27049945 .
- ^ Велбурн, ТЦ (март 1979 г.). «Производство аммиака и включение глутамина в глутатион в функционирующих почках крысы». Канадский журнал биохимии . 57 (3): 233–237. дои : 10.1139/o79-029 . ПМИД 436006 .
- ^ ДеБерардинис Р.Дж., Манкузо А., Дайхин Е., Ниссим И., Юдкофф М., Верли С. и др. (декабрь 2007 г.). «Помимо аэробного гликолиза: трансформированные клетки могут участвовать в метаболизме глютамина, который превышает потребность в синтезе белков и нуклеотидов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (49): 19345–19350. Бибкод : 2007PNAS..10419345D . дои : 10.1073/pnas.0709747104 . ПМК 2148292 . ПМИД 18032601 .
- ^ ДеБерардинис Р.Дж., Лам Дж.Дж., Хацивассилиу Дж., Томпсон CB (январь 2008 г.). «Биология рака: метаболическое перепрограммирование способствует росту и пролиферации клеток» . Клеточный метаболизм . 7 (1): 11–20. дои : 10.1016/j.cmet.2007.10.002 . ПМИД 18177721 .
- ^ Ньюхолм П. (сентябрь 2001 г.). «Почему метаболизм L-глютамина важен для клеток иммунной системы в здоровом состоянии, после травмы, операции или инфекции?» . Журнал питания . 131 (9 доп.): 2515S–2522S, обсуждение 2522S–4S. дои : 10.1093/jn/131.9.2515S . ПМИД 11533304 .
- ^ Фернандес-де-Коссио-Диас Х., Васкес А. (октябрь 2017 г.). «Пределы аэробного метаболизма в раковых клетках» . Научные отчеты . 7 (1): 13488. Бибкод : 2017NatSR...713488F . дои : 10.1038/s41598-017-14071-y . ПМЦ 5647437 . ПМИД 29044214 .
- ^ Драуз К., Грейсон И., Климанн А., Криммер Х.П., Лейхтенбергер В., Векбекер С. (2007). «Аминокислоты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a02_057.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Ньюсхолм П., Лима М.М., Прокопио Дж., Питон-Кюри Т.К., Дой С.К., Базотт Р.Б. и др. (февраль 2003 г.). «Глютамин и глутамат как жизненно важные метаболиты» . Бразильский журнал медицинских и биологических исследований = Revista Brasileira de Pesquisas Medicas e Biologicas . 36 (2): 153–163. дои : 10.1590/S0100-879X2003000200002 . ПМИД 12563517 .
- ^ Jump up to: а б Уотфорд М (сентябрь 2015 г.). «Глютамин и глутамат: заменимые или незаменимые аминокислоты?» . Питание животных . 1 (3): 119–122. дои : 10.1016/j.aninu.2015.08.008 . ПМЦ 5945979 . ПМИД 29767158 .
- ^ «GlutaSolve, NutreStore, SYMPT-X GI, SYMPT-X Глутамин (глютамин). Побочные эффекты, взаимодействия и информация о лекарствах на сайте eMedicineHealth» . Электронная медицинаЗдоровье . Проверено 24 января 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Гарлик П.Дж. (сентябрь 2001 г.). «Оценка безопасности глютамина и других аминокислот» . Журнал питания . 131 (9 Доп.): 2556S–2561S. дои : 10.1093/jn/131.9.2556S . ПМИД 11533313 .
- ^ Шао А., Хэткок Дж. Н. (апрель 2008 г.). «Оценка риска для аминокислот таурина, L-глютамина и L-аргинина». Нормативная токсикология и фармакология . 50 (3): 376–399. дои : 10.1016/j.yrtph.2008.01.004 . ПМИД 18325648 .
- ^ Бухман А.Л. (июль 2001 г.). «Глютамин: коммерчески незаменимый или условно незаменимый? Критическая оценка данных о людях» . Американский журнал клинического питания . 74 (1): 25–32. дои : 10.1093/ajcn/74.1.25 . ПМИД 11451714 .
- ^ Jump up to: а б Холечек М. (сентябрь 2013 г.). «Побочные эффекты длительного приема глютамина». Журнал парентерального и энтерального питания . 37 (5): 607–616. дои : 10.1177/0148607112460682 . ПМИД 22990615 .
- ^ Стеле П., Кун КС (2015). «Глютамин: обязательный субстрат парентерального питания в терапии интенсивной терапии» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2015 : 545467. doi : 10.1155/2015/545467 . ПМК 4606408 . ПМИД 26495301 .
- ^ Берретта М., Мичиели М., Ди Франсия Р., Каппеллани А., Руполо М., Гальвано Ф. и др. (январь 2013 г.). «Питание онкологических больных в период антибластического лечения» . Границы бионауки . 18 (1): 120–132. дои : 10.2741/4091 . ПМИД 23276913 .
- ^ Тао К.М., Ли XQ, Ян LQ, Ю В.Ф., Лу ZJ, Сунь Ю.М. и др. (сентябрь 2014 г.). «Добавка глютамина для взрослых в критическом состоянии» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 2018 (9): CD010050. дои : 10.1002/14651858.CD010050.pub2 . ПМК 6517119 . ПМИД 25199493 .
- ^ Мо-Бирн Т., Браун СП, МакГуайр В. (апрель 2016 г.). Макгуайр В. (ред.). «Добавка глютамина для предотвращения заболеваемости и смертности недоношенных детей» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 4 (4): CD001457. дои : 10.1002/14651858.CD001457.pub6 . ПМК 7055588 . ПМИД 27089158 .
- ^ Райзел Р., Тирапеги Дж. (5 декабря 2018 г.). «Роль глютамина, как свободной, так и дипептидной формы, в восстановлении мышц после тренировок с отягощениями: обзорное исследование» . Питание . 43 (1): 28. дои : 10.1186/s41110-018-0087-9 . ISSN 2316-7874 . S2CID 81105808 .
- ^ Jump up to: а б Улукапи К., Nasircilar AG (февраль 2024 г.). «Роль экзогенного глутамина на прорастание, развитие растений и транскрипционную экспрессию некоторых генов, связанных со стрессом, в луке в условиях солевого стресса» . Фолиа садоводческая . 36 (1). Польское общество садоводческих наук: 19–34. дои : 10.2478/fhort-2024-0002 . S2CID 19887643 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Спектры глутамина, полученные с помощью масс-спектроскопии.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
