tryptofan | |||
---|---|---|---|
| |||
Generel | |||
Systematisk navn |
2-amino-3-(1H-indol-3-yl)propionsyre | ||
Forkortelser |
Tre, Trp, W UGG |
||
Chem. formel | C11H12N2O2 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Rotte. formel | C11H12N2O2 _ _ _ _ _ _ _ | ||
Fysiske egenskaber | |||
Molar masse | 204,23 g/ mol | ||
Kemiske egenskaber | |||
Syredissociationskonstant | 9,39 [1] | ||
Klassifikation | |||
Reg. CAS nummer | 73-22-3 | ||
PubChem | 6305 | ||
Reg. EINECS nummer | 200-795-6 | ||
SMIL | 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/s1QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N | ||
CHEBI | 16828 | ||
ChemSpider | 6066 | ||
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |||
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Tryptophan (β-(β-indolyl)-α-aminopropionsyre, forkortet: Tri, Trp, Trp, W) er en aromatisk alfa-aminosyre . Eksisterer i to optiske isomere former, L og D, og som et racemat (racemisk blanding) (DL).
L-tryptophan er en proteinogen aminosyre og er en del af proteinerne i alle kendte levende organismer. Det tilhører en række hydrofobe aminosyrer, da det indeholder en aromatisk indolkerne . Deltager i hydrofobe og stablingsinteraktioner .
For første gang i 1890 blev tryptofan isoleret fra fordøjelsesenzymet trypsin , og dets egenskaber blev beskrevet af den tyske kemiker Richard Neumeister, som også gav navnet til aminosyren. Det græske suffiks "fan" betyder "peger på" [2] .
Tryptofan syntetiseres naturligt via anthranilat . I processen med anthranilatbiosyntese er de mellemliggende forbindelser shikimat , chorismat . Biosyntesen af anthranilat diskuteres i artiklen the shikimate pathway . Fire reversible reaktioner udgør den korteste vej til omdannelse af anthranilat til tryptofan. De gener, der er ansvarlige for disse reaktioner, samt for den irreversible reaktion af dannelsen af anthranilat fra chorismat, kaldes trp- gener og er i bakterier kombineret til et tryptofan-operon.
Skematisk kan strukturen af tryptofanoperonen i Escherichia coli udtrykkes som følger:
— trp R—...—Promotor—Operator—Leder—Attenuator— trp E— trp D— trp C— trp B— trp A—Terminator—Terminator—
Stadier af den biosyntetiske proces chorismat →→ tryptofan:
I naturen syntetiseres tryptofan af mikroorganismer , planter og svampe . Flercellede dyr er ikke i stand til at syntetisere tryptofan de novo . For mennesker, som for alle Metazoa , er tryptofan en essentiel aminosyre og skal indtages i tilstrækkelige mængder med proteiner i kosten.
Katabolske transformationer af L-tryptophan i den menneskelige krop:
Tryptophan→N-formylkynurenin→kynurenin→3-hydroxykynurenin→3-hydroxyantranilit
N-formylkynurenin → N-formylanthranilat → anthranilat → 3-hydroxyanthranilat
Kynurenin→anthranilat→3-hydroxyanthranilat
3-Hydroxyanthranilat→2-amino-3-carboxymuconat-semialdehyd→2-aminomuconat-semialdehyd→2-aminomuconat→2-ketoadipat→glutaryl-CoA→crotonyl-CoA→( S )-3-hydroxybutanoyl-CoA→acetoacetyl-CoA→ acetyl-CoA
Tryptofan er en biologisk forløber for serotonin [4] (hvorfra melatonin så kan syntetiseres ) og niacin (se figur).
Ofte er hypovitaminose i vitamin B 3 forbundet med mangel på tryptofan.
Tryptofan er også en biokemisk forløber for indolalkaloider . For eksempel tryptofan → tryptamin → N,N-dimethyltryptamin → psilocin → psilocybin
En tryptophan-metabolit, 5-hydroxytryptophan (5-HTP), er blevet foreslået som en behandling for epilepsi [5] og depression , men kliniske forsøg har været inkonklusive [6] . 5-HTP krydser let blod-hjerne-barrieren og decarboxyleres også hurtigt til serotonin (5-hydroxytryptamin eller 5-HT) [7] .
På grund af omdannelsen af 5-HTP til serotonin i leveren er der en betydelig risiko for hjertefejl på grund af serotonins effekt på hjertet [8] [9] .
Indol aminomethyleres med formaldehyd og dimethylamin efter Mannich-metoden. Den resulterende 3-dimethylaminomethylindol kondenseres med nitroeddikesyremethylester for at give 3-indolylnitropropionsyremethylat. Derefter reduceres nitrogruppen til aminogruppen. Efter alkalisk hydrolyse af esteren opnås D,L-tryptophan, sædvanligvis i form af natriumsaltet. [10] I tryptofan opnået ved kemisk syntese findes urenheder af giftige forbindelser. Syntetisk tryptofan tilsættes dyrefoder.
I mikroorganismer, herunder Escherichia coli , kendes det pyridoxalafhængige enzym tryptophanindollyase (tryptophanase EC 4.1.99.1, produkt af tna A-genet). Funktionen af dette enzym er at opretholde balancen:
tryptofan + vand ⇋ indol + pyruvat + ammonium.
Gennem dette kan tryptofan produceres ved enzymatisk kondensation af indol , pyrodruesyre og ammoniak .
I den industrielle produktion af L-tryptophan anvendes sædvanligvis gærstammer af Candida utilis , som er defekte i aro - gener og som følge heraf auxotrofe i phenylalanin og tyrosin . Udgangsmaterialet er normalt en relativt billig syntetisk anthranilsyre, som er nyttig af flere grunde. For det første forenkler og reducerer det omkostningerne ved processen, og for det andet tillader det at omgå mekanismerne for regulatorisk kontrol (målproduktet tryptofan har en hæmmende effekt på anthranilatsyntase). Ved tilstedeværelse af minimale mængder af phenylalanin og tyrosin, som ikke forårsager regulatoriske virkninger, omdanner Candida utilis -mutanter anthranilsyre introduceret i dyrkningsmediet til L-tryptophan.
Syntetisk indol kan også tjene som det oprindelige råmateriale i den mikrobiologiske produktion af tryptofan. Processen afhænger af aktiviteten af tryptophansyntase og tilgængeligheden af serin.
Tryptofan er en del af fødevareproteiner. De mest rige på tryptofan er fødevarer som ost , fisk, kød, bælgfrugter, hytteost , havre , jordnødder , sesam , pinjekerner , mælk , yoghurt .
Tryptofan er til stede i de fleste planteproteiner, især i sojabønner . Majs indeholder en meget lille mængde tryptofan, så kun at spise majs fører til mangel på denne aminosyre og som følge heraf til pellagra . Jordnødder er en fremragende kilde til tryptofan, men jordnødder indeholder mindre tryptofan end animalske produkter.
Kød og fisk indeholder tryptofan ujævnt: bindevævsproteiner ( kollagen , elastin , gelatine ) indeholder ikke tryptofan [11] .
nr. p / p | produkt | i mg pr. 100 g |
---|---|---|
en | Rød kaviar | 960 |
2 | sort kaviar | 910 |
3 | hollandsk ost | 780 |
fire | mandel | 630 |
5 | cashew nødder | 600 |
6 | sojabønner | 600 |
7 | smelteost | 500 |
otte | pinjekerner | 420 |
9 | halva | 360 |
ti | kaninkød, kalkun | 330 |
elleve | blæksprutte | 320 |
12 | hestemakrel | 300 |
13 | solsikkefrø | 300 |
fjorten | pistacienødder | 300 |
femten | kylling | 290 |
16 | jordnød | 285 [13] |
17 | ærter, bønner | 260 |
atten | sild | 250 |
19 | kalvekød | 250 |
tyve | bøf | 133 |
21 | laks | 220 |
22 | torsk | 210 |
23 | fårekød | 210 |
24 | fed hytteost | 210 |
25 | hønseæg | 200 |
26 | sej | 200 |
27 | chokolade | 200 |
28 | svinekød | 190 |
29 | fedtfattig hytteost | 180 |
tredive | karpe | 180 |
31 | helleflynder, aborre | 180 |
32 | boghvede | 180 |
33 | hirse | 180 |
34 | havaborre | 170 |
35 | makrel | 160 |
36 | havregryn | 160 |
37 | tørrede abrikoser | 150 |
38 | svampe | 130 |
39 | byggryn | 120 |
40 | perlebyg | 100 |
41 | hvedebrød | 100 |
42 | stegte kartofler | 84 |
43 | datoer | 75 |
44 | kogt ris | 72 |
45 | Kogte kartofler | 72 |
46 | rugbrød | 70 |
47 | svesker | 69 |
48 | grønt (dild, persille) | 60 |
49 | sukkerroer | 54 |
halvtreds | rosin | 54 |
51 | kål | 54 |
52 | bananer | 45 |
53 | gulerod | 42 |
54 | løg | 42 |
55 | mælk, kefir | 40 |
56 | tomater | 33 |
57 | abrikoser | 27 |
58 | appelsiner | 27 |
59 | granatæble | 27 |
60 | grapefrugt | 27 |
61 | citron | 27 |
62 | ferskner | 27 |
63 | kirsebær | 24 |
64 | Jordbær | 24 |
65 | hindbær | 24 |
66 | mandariner | 24 |
67 | honning | 24 |
68 | blommer | 24 |
69 | agurker | 21 |
70 | zucchini | 21 |
71 | vandmelon | 21 |
72 | drue | atten |
73 | melon | atten |
74 | persimmon | femten |
75 | tranebær | femten |
76 | æbler | 12 |
77 | pærer | 12 |
78 | ananas | 12 |
Familiær hypertryptofanæmi er en sjælden autosomal recessiv arvelig metabolisk lidelse, der får tryptofan til at akkumulere i blodet og udskilles i urinen (tryptofanuri).
Årsagen til sygdommen er en krænkelse af den aktive transport af tryptofan gennem tarmvæggen, som et resultat af hvilken processerne med dens bakterielle nedbrydning og dannelsen af indolprodukter, såsom indol , skatol , intensiveres .
Arvelig sygdom forbundet med en krænkelse af omdannelsen af tryptofan til kynurenin. Med sygdommen er der skader på centralnervesystemet og dværgvækst . Sygdommen blev første gang beskrevet af K. Tada i 1963.
En genetisk sygdom forårsaget af en krænkelse af omdannelsen af kynurenin til 3-hydroxy-L-kynurenin (NADP-afhængig L-kynurenin-3-hydroxylase EC 1.14.13.9 er ansvarlig for reaktionen). Sygdommen viser sig ved øget udskillelse af kynurenin i urinen samt sklerodermi .
Indicanuria - høje niveauer af indican i urinen . Årsagen kan være tarmobstruktion, på grund af hvilke putrefaktive processer begynder at fortsætte intensivt i den.
I slutningen af 1980'erne blev et meget stort antal tilfælde af eosinofili-myalgi-syndrom noteret i USA og nogle andre lande . Dette problem blev offentliggjort i 1989 , efter at tre amerikanske kvinders personlige læger, der havde diskuteret situationen indbyrdes, slog alarm. Efterfølgende blev omfanget af det udbrud anslået til cirka 60.000 tilfælde, hvoraf omkring 1.500 tilfælde resulterede i handicap og mindst 27 var dødelige.
Det viste sig, at næsten alle patienter tog L-tryptofan fra den japanske producent Showa Denko. Denne tryptofan blev produceret ved hjælp af en ny, specialdesignet stamme af genetisk modificerede mikroorganismer . Under undersøgelsen blev der taget prøver af stoffet fra flere batcher af tryptofan. Mere end 60 forskellige urenheder blev identificeret i disse prøver. Disse urenheder, blandt hvilke EBT (1,1'-ethyliden-bis-L-tryptophan) og MTCA (1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-beta-carboline-3-carboxylsyre) var særligt mistænkelige, er blevet nøje undersøgt, men ingen af dem har vist sig at forårsage så alvorlige helbredsproblemer som eosinofili-myalgi-syndrom.
Muligheden for, at eosinofili-myalgi-syndromet kan være forårsaget af selve L-tryptofan, når det er i overskud i kroppen, blev også overvejet. Eksperter har forsøgt at vurdere muligheden for, at tryptofan-metabolitter kan hæmme nedbrydningen af histamin , og at overskydende histamin kan bidrage til inflammation og udvikling af eosinofili-myalgi-syndrom. På trods af alle de anstrengelser, der blev gjort, var det ikke muligt pålideligt at fastslå, hvad der præcist forårsagede eosinofili-myalgi hos mennesker, der tog tryptofan.
Styrkelse af kontrollen over cirkulationen af tryptofan, herunder forbud mod import af tryptofan, har ført til et kraftigt fald i tilfælde af eosinofili-myalgi-syndrom. I 1991 blev det meste tryptofan forbudt fra markedet i USA, og andre lande fulgte trop. I februar 2001 lettede FDA restriktionerne, men udtrykte stadig bekymring:
"Baseret på den videnskabelige dokumentation, der er tilgængelig på nuværende tidspunkt, kan vi ikke med sikkerhed fastslå, at forekomsten af EMS hos modtagelige personer, der indtager L-tryptophan-tilskud, stammer fra indholdet af L-tryptophan, en urenhed indeholdt i L-tryptofan, eller en kombination af de to i forbindelse med andre, endnu ukendte, eksterne faktorer.” [fjorten]Oversættelse:
"Baseret på de videnskabelige data, vi har i øjeblikket, kan vi ikke med sikkerhed besvare spørgsmålet om, hvad der forårsager eosinofili-myalgi hos modtagelige mennesker, der bruger L-tryptophan. Vi kan ikke sige, om L-tryptophan i sig selv, eller en urenhed indeholdt i L-tryptophan, eller en kombination af L-tryptophan, urenheder med andre, endnu ukendte faktorer, er i stand til at forårsage eosinofili-myalgi.Indolamin 2,3-dioxygenase (et isozym af tryptophan 2,3-dioxygenase) aktiveres under immunresponset for at begrænse tilgængeligheden af tryptofan til virusinficerede eller cancerceller.
Eksperimenter med rotter har vist, at en diæt med lavt indhold af tryptofan øger den maksimale levetid, men øger også dødeligheden i en ung alder [15] .
Den døsighed, der opstår efter at have spist kalkunkød (relevant i USA, hvor kalkun traditionelt spises til Thanksgiving og jul ) er forbundet med virkningen af melatonin , som er dannet af tryptofan. Der er en misforståelse, at kalkun indeholder en meget høj mængde tryptofan. Kalkunkød indeholder ganske vist meget tryptofan, men indholdet er omtrent det samme som i mange andre kødprodukter. Selvom mekanismerne for søvnighed faktisk er forbundet med tryptofanmetabolisme, er det det overordnede høje kalorie- og kulhydratindhold i maden, der forårsager søvnighed, og ikke det øgede indhold af tryptofan i den.
Tryptofan har den stærkeste fluorescens af alle 20 proteinogene aminosyrer. De to andre aromatiske aminosyrer, der er i stand til at fluorescere (men i meget mindre grad) er tyrosin og phenylalanin . Tryptofan absorberer elektromagnetisk stråling med en bølgelængde på 280 nm (maksimum) og udsender solvatokromisk i området 300-350 nm, afhængigt af tryptophans molekylære miljø. Denne effekt er vigtig for at studere konformationen af proteiner. Tryptofanrester i et hydrofobt miljø i midten af proteinet skifter dets fluorescensspektrum med 10-20 nm mod den korte bølgelængde (værdier tæt på 300 nm). Hvis tryptofanrester er placeret på overfladen af proteinet i et hydrofilt miljø, forskydes emissionen af proteinet mod lange bølger (tæt på 350 nm). Opløsningens pH påvirker også tryptophans fluorescens. Ved lave pH-værdier kan tilføjelsen af et hydrogenatom til carboxylgrupperne i aminosyrer, der støder op til tryptophan, reducere intensiteten af dets fluorescens (quenching-effekt). Fluorescensintensiteten af tryptofan kan øges betydeligt ved at placere den i et organisk opløsningsmiddel, såsom DMSO [16] . Interaktionen af indolkernen med de nitrogenholdige baser af nukleinsyrer fører til et fald i fluorescensintensiteten, hvilket gør det muligt at fastslå denne aminosyres rolle i protein-nukleinsyre-interaktioner.
Syntetisk 7-azatryptophan kan på grund af dets strukturelle lighed med tryptofan fejlagtigt bruges af proteinsyntesesystemet i stedet for tryptofan.
Hypotesen om, at depressive lidelser reducerer hjernens serotonin, har ført til terapeutisk brug af L-tryptophan ved depression [4] . Det bruges både som monoterapi og i kombination med traditionelle antidepressiva [4] .
Der er beviser fra kontrollerede forsøg på, at tilsætning af L-tryptophan kan øge den terapeutiske virkning af MAO -antidepressiva . Udnævnelsen af L-tryptophan anbefales til yderligere forstærkning af de serotonerge virkninger af kombinationerne " lithium + MAOI" og "lithium + clomipramin " ("serotonincocktail") [17] .
Også L-tryptophan bruges ved tvangslidelser . Yderligere administration af L-tryptophan i en dosis på 6-8 g pr. dag er især berettiget i tilfælde af et fald i syntesen eller udtømning af serotoninreserver, for eksempel på grund af langvarig brug af serotonerge antidepressiva. Samtidig har den terapeutiske effekt af L-tryptophan hos nogle patienter en tendens til at blive udtømt under langtidsbehandling [18] .
Derudover ordineres L-tryptofanpræparater til søvnforstyrrelser [19] , følelser af frygt og spænding, dysfori , præmenstruelt syndrom . Indikationer for brug er også kompleks behandling af patienter med alkohol- , opiat- og barbituratafhængighed for at udjævne manifestationerne af abstinenssyndromet , behandling af akut ethanolforgiftning , behandling af bipolar affektiv lidelse og depression i forbindelse med overgangsalderen . Brug under graviditet og amning (amning) anbefales ikke. Biotilgængeligheden ved oral indtagelse er mere end 90 %.
Bivirkninger af L-tryptophan er hypotension , kvalme, diarré og opkastning [19] , anoreksi . Derudover forårsager det søvnighed i dagtimerne, og hvis det tages om aftenen, kan det forbedre nattesøvnen [4] . Den kombinerede brug af serotonerge antidepressiva og L-tryptophan kan forårsage serotonergt syndrom [18] . Ved kombineret brug af tryptofan og antidepressiva fra MAOI-gruppen er CNS excitation og forvirring mulig (dosen af tryptofan bør reduceres) [20] .
Tryptofan bruges også til at balancere dyrefoder.
Aminosyrer | |
---|---|
Standard | |
ikke standard | |
se også |
Antidepressiva ( N06A ) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
Data om lægemidler er givet i henhold til registeret over registrerede lægemidler og TKFS dateret 15-10-2008 (* - lægemidlet er taget ud af cirkulation) Søg i lægemiddeldatabasen . Føderal statsinstitution NTs ESMP fra Roszdravnadzor i Den Russiske Føderation (28. oktober 2008). Hentet 12. november 2008. |