tryptofan | |||
---|---|---|---|
| |||
Allmän | |||
Systematiskt namn |
2-amino-3-(1H-indol-3-yl)propionsyra | ||
Förkortningar |
Tre, Trp, W UGG |
||
Chem. formel | C11H12N2O2 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Råtta. formel | C11H12N2O2 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Fysikaliska egenskaper | |||
Molar massa | 204,23 g/ mol | ||
Kemiska egenskaper | |||
Syradissociationskonstant | 9.39 [1] | ||
Klassificering | |||
Reg. CAS-nummer | 73-22-3 | ||
PubChem | 6305 | ||
Reg. EINECS-nummer | 200-795-6 | ||
LEDER | N[C@H](Cc1c2ccccc2n([H])c1)C(O)=O | ||
InChI | InChI=1S/C11H12N2O2/c12-9(11(14)15)5-7-6-13-10-4-2-1-3-8(7)10/h1-4,6,9,13H, 5,12H2,(H,14,15)/t9-/mO/slQIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N | ||
CHEBI | 16828 | ||
ChemSpider | 6066 | ||
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |||
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Tryptofan (β-(β-indolyl)-α-aminopropionsyra, förkortning: Tri, Trp, Trp, W) är en aromatisk alfa-aminosyra . Finns i två optiska isomera former, L och D, och som ett racemat (racemisk blandning) (DL).
L-tryptofan är en proteinogen aminosyra och ingår i proteinerna hos alla kända levande organismer. Den tillhör ett antal hydrofoba aminosyror, eftersom den innehåller en aromatisk indolkärna . Deltar i hydrofoba och staplingsinteraktioner .
För första gången 1890 isolerades tryptofan från matsmältningsenzymet trypsin och dess egenskaper beskrevs av den tyske kemisten Richard Neumeister, som också gav namnet till aminosyran. Det grekiska suffixet "fan" betyder "peka på" [2] .
Tryptofan syntetiseras naturligt via antranilat . I processen för antranilatbiosyntes är de mellanliggande föreningarna shikimat , korismat . Biosyntesen av antranilat diskuteras i artikeln shikimatvägen . Fyra reversibla reaktioner utgör den kortaste vägen för att omvandla antranilat till tryptofan. Generna som ansvarar för dessa reaktioner, såväl som för den irreversibla reaktionen av bildandet av antranilat från korismat, kallas trp- gener och kombineras i bakterier till ett tryptofanoperon.
Schematiskt kan strukturen av tryptofanoperonen i Escherichia coli uttryckas enligt följande:
— trp R—...—Promoter—Operator—Leader—Dämpare— trp E— trp D— trp C— trp B— trp A—Terminator—Terminator—
Stadier av den biosyntetiska processen korismat →→ tryptofan:
I naturen syntetiseras tryptofan av mikroorganismer , växter och svampar . Flercelliga djur kan inte syntetisera tryptofan de novo . För människor, som för alla Metazoa , är tryptofan en essentiell aminosyra och måste intas i tillräckliga mängder med dietproteiner.
Kataboliska transformationer av L-tryptofan i människokroppen:
Tryptofan→N-formylkynurenin→kynurenin→3-hydroxikynurenin→3-hydroxiantranilat
N-formylkynurenin → N-formylantranilat → antranilat → 3-hydroxiantranilat
Kynurenin→antranilat→3-hydroxiantranilat
3-hydroxiantranilat→2-amino-3-karboximukonat-semialdehyd→2-aminomukonat-semialdehyd→2-aminomukonat→2-ketoadipat→glutaryl-CoA→krotonyl-CoA→( S )-3-hydroxibutanoyl-CoA→acetoacetyl-CoA→ acetyl-CoA
Tryptofan är en biologisk prekursor för serotonin [4] (från vilken melatonin sedan kan syntetiseras ) och niacin (se figur).
Ofta är hypovitaminos i vitamin B 3 associerad med brist på tryptofan.
Tryptofan är också en biokemisk prekursor för indolalkaloider . Till exempel tryptofan → tryptamin → N,N-dimetyltryptamin → psilocin → psilocybin
En tryptofanmetabolit, 5-hydroxitryptofan (5-HTP), har föreslagits som behandling för epilepsi [5] och depression , men kliniska prövningar har varit osäkra [6] . 5-HTP passerar lätt blod-hjärnbarriären och dekarboxyleras också snabbt till serotonin (5-hydroxitryptamin eller 5-HT) [7] .
På grund av omvandlingen av 5-HTP till serotonin i levern finns det en betydande risk för hjärtfel på grund av serotonins effekt på hjärtat [8] [9] .
Indol aminometyleras med formaldehyd och dimetylamin enligt Mannich-metoden. Den resulterande 3-dimetylaminometylindolen kondenseras med nitroättiksyrametylester för att ge 3-indolylnitropropionsyrametylat. Därefter reduceras nitrogruppen till aminogruppen. Efter alkalisk hydrolys av estern erhålls D,L-tryptofan, vanligtvis i form av natriumsaltet. [10] I tryptofan som erhålls genom kemisk syntes påträffas föroreningar av giftiga föreningar. Syntetisk tryptofan läggs till djurfoder.
I mikroorganismer, inklusive Escherichia coli , är det pyridoxalberoende enzymet tryptofanindollyas (tryptofanas EC 4.1.99.1, produkt av tna A-genen) känt. Funktionen av detta enzym är att upprätthålla balans:
tryptofan + vatten ⇋ indol + pyruvat + ammonium.
Genom detta kan tryptofan produceras genom enzymatisk kondensation av indol , pyrodruvsyra och ammoniak .
I den industriella produktionen av L-tryptofan används vanligtvis jäststammar av Candida utilis , som är defekta i aro- gener och, som ett resultat, auxotrofa i fenylalanin och tyrosin . Utgångsmaterialet är vanligtvis en relativt billig syntetisk antranilsyra, vilket är användbart av flera skäl. För det första förenklar och minskar det kostnaden för processen, och för det andra tillåter det att kringgå mekanismerna för regulatorisk kontroll (målprodukten tryptofan har en hämmande effekt på antranilatsyntas). I närvaro av minimala mängder fenylalanin och tyrosin som inte orsakar regulatoriska effekter, omvandlar mutanter av Candida utilis antranilsyra som införts i odlingsmediet till L-tryptofan.
Syntetisk indol kan också fungera som det initiala råmaterialet i den mikrobiologiska produktionen av tryptofan. Processen beror på aktiviteten hos tryptofansyntas och tillgängligheten av serin.
Tryptofan är en komponent i livsmedelsproteiner. De mest rika på tryptofan är livsmedel som ost , fisk, kött, baljväxter, keso , havre , jordnötter , sesam , pinjenötter , mjölk , yoghurt .
Tryptofan finns i de flesta växtproteiner, särskilt i sojabönor . Majs innehåller en mycket liten mängd tryptofan, så att bara äta majs leder till brist på denna aminosyra och, som ett resultat, till pellagra . Jordnötter är en utmärkt källa till tryptofan, men jordnötter innehåller mindre tryptofan än animaliska produkter.
Kött och fisk innehåller tryptofan ojämnt: bindvävsproteiner ( kollagen , elastin , gelatin ) innehåller inte tryptofan [11] .
nr. p/s | produkt | i mg per 100 g |
---|---|---|
ett | Röd kaviar | 960 |
2 | svart kaviar | 910 |
3 | holländsk ost | 780 |
fyra | mandel | 630 |
5 | cashewnötter | 600 |
6 | sojabönor | 600 |
7 | smältost | 500 |
åtta | kottar | 420 |
9 | halva | 360 |
tio | kaninkött, kalkon | 330 |
elva | bläckfisk | 320 |
12 | taggmakrill | 300 |
13 | solrosfrön | 300 |
fjorton | pistagenötter | 300 |
femton | kyckling | 290 |
16 | jordnöt | 285 [13] |
17 | ärtor, bönor | 260 |
arton | sill | 250 |
19 | kalvkött | 250 |
tjugo | nötkött | 133 |
21 | lax | 220 |
22 | torsk | 210 |
23 | fårkött | 210 |
24 | fet keso | 210 |
25 | kycklingägg | 200 |
26 | pollock | 200 |
27 | choklad | 200 |
28 | fläsk | 190 |
29 | keso med låg fetthalt | 180 |
trettio | karp | 180 |
31 | hälleflundra, abborre | 180 |
32 | bovete | 180 |
33 | hirs | 180 |
34 | havsabborre | 170 |
35 | makrill | 160 |
36 | gröt | 160 |
37 | torkade aprikoser | 150 |
38 | svamp | 130 |
39 | korngryn | 120 |
40 | pärlgryn | 100 |
41 | vetebröd | 100 |
42 | stekt potatis | 84 |
43 | datum | 75 |
44 | kokat ris | 72 |
45 | Kokta potatisar | 72 |
46 | rågbröd | 70 |
47 | katrinplommon | 69 |
48 | gröna (dill, persilja) | 60 |
49 | beta | 54 |
femtio | russin | 54 |
51 | kål | 54 |
52 | bananer | 45 |
53 | morot | 42 |
54 | lök | 42 |
55 | mjölk, kefir | 40 |
56 | tomater | 33 |
57 | aprikoser | 27 |
58 | apelsiner | 27 |
59 | granatäpple | 27 |
60 | grapefrukt | 27 |
61 | citron- | 27 |
62 | persikor | 27 |
63 | körsbär | 24 |
64 | Jordgubbe | 24 |
65 | hallon | 24 |
66 | mandariner | 24 |
67 | honung | 24 |
68 | plommon | 24 |
69 | gurkor | 21 |
70 | zucchini | 21 |
71 | vattenmelon | 21 |
72 | druva | arton |
73 | melon | arton |
74 | persimon | femton |
75 | tranbär | femton |
76 | äpplen | 12 |
77 | päron | 12 |
78 | ananas | 12 |
Familjär hypertryptofanemi är en sällsynt autosomal recessiv ärftlig metabolisk störning som gör att tryptofan ackumuleras i blodet och utsöndras i urinen (tryptofanuri).
Orsaken till sjukdomen är en kränkning av den aktiva transporten av tryptofan genom tarmväggen, som ett resultat av vilket processerna för dess bakteriella nedbrytning och bildandet av indolprodukter, såsom indol , skatol , intensifieras .
Ärftlig sjukdom associerad med en kränkning av omvandlingen av tryptofan till kynurenin. Med sjukdomen uppstår skador på centrala nervsystemet och dvärgväxt . Sjukdomen beskrevs första gången av K. Tada 1963.
En genetisk sjukdom orsakad av en kränkning av omvandlingen av kynurenin till 3-hydroxi-L-kynurenin (NADP-beroende L-kynurenin-3-hydroxylas EC 1.14.13.9 är ansvarig för reaktionen). Sjukdomen manifesteras av ökad utsöndring av kynurenin i urinen, såväl som sklerodermi .
Indicanuria - höga nivåer av indican i urinen . Orsaken kan vara tarmobstruktion, på grund av vilken förruttnelseprocesser börjar fortsätta intensivt i den.
I slutet av 1980 -talet noterades ett mycket stort antal fall av eosinofili-myalgisyndrom i USA och några andra länder . Detta problem offentliggjordes 1989 , efter att tre amerikanska kvinnors personliga läkare, efter att ha diskuterat situationen sinsemellan, slagit larm. Därefter uppskattades omfattningen av det utbrottet till cirka 60 000 fall, varav cirka 1 500 fall ledde till funktionshinder och minst 27 var dödliga.
Det visade sig att nästan alla patienter tog L-tryptofan från den japanska tillverkaren Showa Denko. Denna tryptofan producerades med hjälp av en ny, specialdesignad stam av genetiskt modifierade mikroorganismer . Under utredningen togs prover av läkemedlet från flera satser tryptofan. Mer än 60 olika föroreningar identifierades i dessa prover. Dessa föroreningar, bland vilka EBT (1,1'-etyliden-bis-L-tryptofan) och MTCA (1-metyl-1,2,3,4-tetrahydro-beta-karbolin-3-karboxylsyra) var särskilt misstänksamma, har noggrant studerats, men ingen av dem har visat sig orsaka så allvarliga hälsoproblem som eosinofili-myalgisyndrom.
Möjligheten att eosinofili-myalgisyndromet kan orsakas av L-tryptofan i sig när det är i överskott i kroppen övervägdes också. Experter har försökt bedöma möjligheten att tryptofanmetaboliter kan hämma nedbrytningen av histamin , och att överskott av histamin kan bidra till inflammation och utveckling av eosinofili-myalgisyndrom. Trots alla ansträngningar som gjorts var det inte möjligt att på ett tillförlitligt sätt fastställa vad som exakt orsakade eosinofili-myalgi hos personer som tog tryptofan.
Att stärka kontrollen över cirkulationen av tryptofan, inklusive förbud mot import av tryptofan, har lett till en kraftig minskning av fall av eosinofili-myalgisyndrom. 1991 förbjöds det mesta av tryptofan från marknaden i USA, och andra länder följde efter. I februari 2001 lättade FDA på restriktionerna, men uttryckte fortfarande oro:
"Baserat på de vetenskapliga bevis som finns tillgängliga för närvarande, kan vi inte med säkerhet fastställa att förekomsten av EMS hos känsliga personer som konsumerar L-tryptofantillskott härrör från innehållet av L-tryptofan, en förorening som finns i L-tryptofan, eller en kombination av de två i samband med andra, ännu okända, yttre faktorer.” [fjorton]Översättning:
"Baserat på de vetenskapliga data som vi för närvarande har, kan vi inte med säkerhet svara på frågan om vad som orsakar eosinofili-myalgi hos känsliga personer som använder L-tryptofan. Vi kan inte säga om L-tryptofan i sig, eller en förorening som finns i L-tryptofan, eller en kombination av L-tryptofan, föroreningar med andra, ännu okända faktorer, kan orsaka eosinofili-myalgi.Indolamin 2,3-dioxygenas (ett isozym av tryptofan 2,3-dioxygenas) aktiveras under immunsvaret för att begränsa tillgängligheten av tryptofan till virusinfekterade eller cancerceller.
Experiment på råttor har visat att en diet med låg tryptofan ökar maximal livslängd, men också ökar dödligheten i unga år [15] .
Dåsigheten som uppstår efter att ha ätit kalkonkött (relevant i USA, där kalkon traditionellt äts på Thanksgiving och jul ) är förknippad med verkan av melatonin , som bildas av tryptofan. Det finns en missuppfattning att kalkon innehåller en mycket hög mängd tryptofan. Kalkonkött innehåller visserligen mycket tryptofan, men innehållet är ungefär detsamma som i många andra köttprodukter. Även om mekanismerna för sömnighet verkligen är förknippade med tryptofanmetabolism, är det den övergripande höga kalori- och kolhydrathalten i maten som orsakar sömnighet, och inte det ökade innehållet av tryptofan i den.
Tryptofan har den starkaste fluorescensen av alla 20 proteinogena aminosyror. De andra två aromatiska aminosyrorna som kan fluorescera (men i mycket mindre utsträckning) är tyrosin och fenylalanin . Tryptofan absorberar elektromagnetisk strålning med en våglängd på 280 nm (maximalt) och avger solvatokromiskt i intervallet 300-350 nm, beroende på tryptofans molekylära miljö. Denna effekt är viktig för att studera konformationen av proteiner. Tryptofanrester i en hydrofob miljö i mitten av proteinet förskjuter dess fluorescensspektrum med 10–20 nm mot den korta våglängden (värden nära 300 nm). Om tryptofanrester finns på ytan av proteinet i en hydrofil miljö, så skiftas emissionen av proteinet mot långa vågor (nära 350 nm). Lösningens pH påverkar också tryptofans fluorescens. Sålunda, vid låga pH-värden, kan tillägget av en väteatom till karboxylgrupperna i aminosyror intill tryptofan minska intensiteten av dess fluorescens (släckningseffekt). Fluorescensintensiteten hos tryptofan kan ökas avsevärt genom att placera den i ett organiskt lösningsmedel, såsom DMSO [16] . Interaktionen av indolkärnan med de kvävehaltiga baserna av nukleinsyror leder till en minskning av fluorescensintensiteten, vilket gör det möjligt att fastställa rollen av denna aminosyra i protein-nukleinsyrainteraktioner.
Syntetisk 7-azatryptofan , på grund av dess strukturella likhet med tryptofan, kan av misstag användas av proteinsyntessystemet istället för tryptofan.
Hypotesen att depressiva störningar minskar hjärnans serotonin har lett till terapeutisk användning av L-tryptofan vid depression [4] . Det används både som monoterapi och i kombination med traditionella antidepressiva medel [4] .
Det finns bevis från kontrollerade studier att tillsats av L-tryptofan kan förstärka den terapeutiska effekten av MAO- antidepressiva medel . Utnämningen av L-tryptofan rekommenderas för ytterligare förstärkning av de serotonerga effekterna av kombinationerna " litium + MAO-hämmare" och "litium + klomipramin " ("serotonincocktail") [17] .
Även L-tryptofan används vid tvångssyndrom . Ytterligare administrering av L-tryptofan i en dos av 6-8 g per dag är särskilt motiverad vid en minskning av syntesen eller utarmningen av serotoninreserver, till exempel på grund av långvarig användning av serotonerga antidepressiva medel. Samtidigt, hos vissa patienter, tenderar den terapeutiska effekten av L-tryptofan att utarmas under långtidsbehandling [18] .
Dessutom ordineras L-tryptofanpreparat för sömnstörningar [19] , känslor av rädsla och spänningar, dysfori , premenstruellt syndrom . Indikationer för användning är också komplex terapi av patienter med alkohol- , opiat- och barbituratberoende för att utjämna manifestationerna av abstinenssyndromet , behandling av akut etanolförgiftning , behandling av bipolär affektiv sjukdom och depression i samband med klimakteriet . Användning under graviditet och amning (amning) rekommenderas inte. Biotillgängligheten när den tas oralt är mer än 90 %.
Biverkningar av L-tryptofan är hypotoni , illamående, diarré och kräkningar [19] , anorexi . Dessutom orsakar det sömnighet under dagen, och om det tas på kvällen kan det förbättra nattsömnen [4] . Den kombinerade användningen av serotonerga antidepressiva medel och L-tryptofan kan orsaka serotonergt syndrom [18] . Med kombinerad användning av tryptofan och antidepressiva medel från MAO-hämmare, är CNS-excitation och förvirring möjlig (dosen av tryptofan bör minskas) [20] .
Tryptofan används också för att balansera djurfoder.
Aminosyror | |
---|---|
Standard | |
icke-standard | |
se även |
Antidepressiva medel ( N06A ) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
Uppgifter om läkemedel ges i enlighet med registret över registrerade läkemedel och TKFS daterat 2008-10-15 (* - läkemedlet tas ur cirkulation) Sök i läkemedelsdatabasen . Federal State Institution NTs ESMP av Roszdravnadzor i Ryska federationen (28 oktober 2008). Hämtad 12 november 2008. |