Leucina - Leucine

Leucina
L-Leucina.svg
Fórmula esquelética de L- leucina
Leucina-de-xtal-3D-bs-17.png
Leucina-de-xtal-3D-sf.png
Nombres
Nombre IUPAC
Leucina
Otros nombres
Ácido 2-amino-4-metilpentanoico
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
DrugBank
Tarjeta de información ECHA 100.000.475 Edita esto en Wikidata
KEGG
UNII
  • InChI = 1S / C6H13NO2 / c1-4 (2) 3-5 (7) 6 (8) 9 / h4-5H, 3,7H2,1-2H3, (H, 8,9) / t5- / m0 / s1 chequeY
    Clave: ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N chequeY
  • InChI = 1 / C6H13NO2 / c1-4 (2) 3-5 (7) 6 (8) 9 / h4-5H, 3,7H2,1-2H3, (H, 8,9) / t5- / m0 / s1
    Clave: ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVBU
  • CC (C) C [C @@ H] (C (= O) O) N
  • Zwiterión : CC (C) C [C @@ H] (C (= O) [O -]) [NH3 +]
Propiedades
C 6 H 13 N O 2
Masa molar 131,175  g · mol −1
Acidez (p K a ) 2,36 (carboxilo), 9,60 (amino)
-84,9 · 10 −6 cm 3 / mol
Página de datos complementarios
Índice de refracción ( n ),
constante dieléctricar ), etc.

Datos termodinámicos
Comportamiento de fase
sólido-líquido-gas
UV , IR , RMN , MS
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

La leucina (símbolo Leu o L ) es un aminoácido esencial que se utiliza en la biosíntesis de proteínas . La leucina es un α-aminoácido, lo que significa que contiene un grupo α- amino (que está en la forma -NH 3 + protonada en condiciones biológicas), un grupo de ácido α- carboxílico (que está en la forma -COO desprotonada ) en condiciones biológicas condiciones), y un grupo isobutilo de cadena lateral , lo que lo convierte en un aminoácido alifático no polar . Es esencial en el ser humano, lo que significa que el cuerpo no puede sintetizarlo: debe obtenerse de la dieta. Las fuentes dietéticas humanas son alimentos que contienen proteínas, como carnes, productos lácteos, productos de soya y frijoles y otras legumbres. Está codificado por los codones UUA, UUG, CUU, CUC, CUA y CUG.

Como la valina y la isoleucina , la leucina es un aminoácido de cadena ramificada . Los principales productos finales metabólicos del metabolismo de la leucina son acetil-CoA y acetoacetato ; en consecuencia, es uno de los dos aminoácidos exclusivamente cetogénicos , siendo la lisina el otro. Es el aminoácido cetogénico más importante en los seres humanos.

La leucina y el ácido β-hidroxi β-metilbutírico , un metabolito menor de la leucina , exhiben actividad farmacológica en humanos y se ha demostrado que promueven la biosíntesis de proteínas mediante la fosforilación de la diana mecanicista de la rapamicina (mTOR).

Leucina dietética

Como aditivo alimentario , la L-leucina tiene el número E E641 y está clasificada como potenciador del sabor .

Requisitos

La Junta de Alimentos y Nutrición (FNB) del Instituto de Medicina de EE. UU. Estableció las cantidades dietéticas recomendadas (RDA) de aminoácidos esenciales en 2002. Para leucina, para adultos de 19 años o más, 42 mg / kg de peso corporal / día.

Fuentes

Fuentes alimenticias de leucina
Comida g / 100g
Concentrado de proteína de suero , polvo seco 10.0-12.0
Concentrado de proteína de soja , polvo seco 7.5-8.5
Concentrado de proteína de guisante , polvo seco 6.6
Soja , semillas maduras, tostadas, saladas 2,87
Semilla de cáñamo , pelada 2.16
Ternera , redonda, superior redonda, cruda 1,76
Miseria 1,67
Pescado , salmón, rosado, crudo 1,62
Germen de trigo 1,57
Almendras 1,49
Pollo , asadores o freidoras, muslo, crudo 1,48
Huevo de gallina , yema, crudo 1,40
Avena 1,28
Edamame (soja, verde, cruda) 0,93
Frijoles pintos cocidos 0,78
Lentejas cocidas 0,65
Garbanzos , cocidos 0,63
Maíz , amarillo 0,35
Leche de vaca , entera, 3,25% de grasa láctea 0,27
Arroz integral, de grano medio, cocido 0,19
Leche , humana, madura, fluida 0,10

Efectos en la salud

Como suplemento dietético , se ha descubierto que la leucina ralentiza la degradación del tejido muscular al aumentar la síntesis de proteínas musculares en ratas envejecidas. Sin embargo, los resultados de los estudios comparativos son contradictorios. La suplementación con leucina a largo plazo no aumenta la masa muscular ni la fuerza en hombres ancianos sanos. Se necesitan más estudios, preferiblemente basados ​​en una muestra objetiva y aleatoria de la sociedad. Los factores como las elecciones de estilo de vida, la edad, el sexo, la dieta, el ejercicio, etc. deben tenerse en cuenta en los análisis para aislar los efectos de la leucina suplementaria como independiente o si se toma con otros aminoácidos de cadena ramificada (BCAA). Hasta entonces, la leucina suplementaria dietética no puede asociarse como la razón principal para el crecimiento muscular o el mantenimiento óptimo para toda la población.

Tanto la L-leucina como la D-leucina protegen a los ratones contra las convulsiones. La D-leucina también interrumpe las convulsiones en ratones después del inicio de la actividad convulsiva, al menos con la misma eficacia que el diazepam y sin efectos sedantes. La disminución de la ingesta dietética de L-leucina promueve la adiposidad en ratones. Los niveles altos de leucina en sangre están asociados con la resistencia a la insulina en humanos, ratones y roedores. Esto podría deberse al efecto de la leucina para estimular la señalización de mTOR . La restricción dietética de leucina y otros BCAA puede revertir la obesidad inducida por la dieta en ratones de tipo salvaje al aumentar el gasto de energía y puede restringir la ganancia de masa grasa de ratas hiperfágicas.

La seguridad

La toxicidad por leucina, como se observa en la enfermedad de orina descompensada por jarabe de arce , causa delirio y compromiso neurológico, y puede poner en peligro la vida.

Una ingesta alta de leucina puede causar o exacerbar los síntomas de la pelagra en personas con bajo nivel de niacina porque interfiere con la conversión de L-triptófano en niacina.

Se observó leucina en dosis superiores a 500 mg / kg / d con hiperamonemia . Como tal, extraoficialmente, se puede sugerir un nivel máximo de ingesta tolerable (UL) de leucina en hombres adultos sanos a 500 mg / kg / d o 35 g / d en condiciones dietéticas agudas.

Farmacología

Farmacodinamia

La leucina es un aminoácido de la dieta con la capacidad de estimular directamente la síntesis de proteínas musculares miofibrilares . Este efecto de la leucina surge de su papel como activador de la diana mecanicista de la rapamicina (mTOR), una proteína quinasa serina-treonina que regula la biosíntesis de proteínas y el crecimiento celular . La activación de mTOR por la leucina está mediada por Rag GTPasas , unión de leucina a leucil-tRNA sintetasa , unión de leucina a sestrina 2 y posiblemente otros mecanismos.

Metabolismo en humanos

El metabolismo de la leucina ocurre en muchos tejidos del cuerpo humano ; sin embargo, la mayor parte de la leucina de la dieta se metaboliza en el hígado , el tejido adiposo y el tejido muscular . El tejido adiposo y muscular utiliza leucina en la formación de esteroles y otros compuestos. El uso combinado de leucina en estos dos tejidos es siete veces mayor que en el hígado.

En individuos sanos, aproximadamente el 60% de la L- leucina de la dieta se metaboliza después de varias horas, y aproximadamente el 5% (  rango de 2 a 10% ) de la L- leucina de la dieta se convierte en ácido β-hidroxi β-metilbutírico (HMB). Alrededor del 40% de la L- leucina de la dieta se convierte en acetil-CoA , que posteriormente se utiliza en la síntesis de otros compuestos.

La gran mayoría del metabolismo de la L- leucina es catalizada inicialmente por la enzima aminotransferasa de aminoácidos de cadena ramificada , que produce α-cetoisocaproato (α-KIC). La α-KIC es principalmente metabolizada por la enzima mitocondrial de cadena ramificada α-cetoácido deshidrogenasa , que la convierte en isovaleril-CoA . La isovaleril-CoA se metaboliza posteriormente por la isovaleril-CoA deshidrogenasa y se convierte en MC-CoA , que se utiliza en la síntesis de acetil-CoA y otros compuestos. Durante la deficiencia de biotina , el HMB se puede sintetizar a partir de MC-CoA mediante enoil-CoA hidratasa y una enzima tioesterasa desconocida , que convierten MC-CoA en HMB-CoA y HMB-CoA en HMB respectivamente. Una cantidad relativamente pequeña de α-KIC es metabolizada en el hígado por la enzima citosólica 4-hidroxifenilpiruvato dioxigenasa (KIC dioxigenasa), que convierte α-KIC en HMB. En individuos sanos, esta vía menor, que implica la conversión de L -leucina en α-KIC y luego HMB, es la ruta predominante de síntesis de HMB.

Una pequeña fracción de L -leucina metabolismo - menos del 5% en todos los tejidos excepto los testículos , donde representa aproximadamente el 33% - es catalizada inicialmente por aminomutase leucina , produciendo β-leucina , que posteriormente se metaboliza en β-cetoisocaproato (β- KIC), β-cetoisocaproil-CoA y luego acetil-CoA por una serie de enzimas no caracterizadas.

El metabolismo del HMB es catalizado por una enzima no caracterizada que lo convierte en β-hidroxi β-metilbutiril-CoA ( HMB-CoA ). La HMB-CoA es metabolizada por enoil-CoA hidratasa u otra enzima no caracterizada, produciendo β-metilcrotonil-CoA ( MC-CoA ) o hidroximetilglutaril-CoA ( HMG-CoA ) respectivamente. Luego, la enzima metilcrotonil-CoA carboxilasa convierte MC-CoA en metilglutaconil-CoA ( MG-CoA ), que posteriormente se convierte en HMG-CoA mediante metilglutaconil-CoA hidratasa . La HMG-CoA luego se escinde en acetil-CoA y acetoacetato por la HMG-CoA liasa o se usa en la producción de colesterol a través de la ruta del mevalonato .

Síntesis en organismos no humanos

La leucina es un aminoácido esencial en la dieta de los animales porque carecen de la vía enzimática completa para sintetizarla de novo a partir de posibles compuestos precursores. En consecuencia, deben ingerirlo, generalmente como componente de proteínas. Las plantas y los microorganismos sintetizan leucina a partir del ácido pirúvico con una serie de enzimas:

La síntesis del pequeño aminoácido hidrofóbico valina también incluye la parte inicial de esta vía.

Química

( S ) -leucina (o L -leucina), izquierda; ( R ) -leucina (o D -leucina), derecha, en forma zwiteriónica a pH neutro

La leucina es un aminoácido de cadena ramificada (BCAA) ya que posee una cadena lateral alifática que no es lineal.

La leucina racémica se había sometido a radiación de sincrotrón polarizada circularmente para comprender mejor el origen de la asimetría biomolecular. Se había inducido una mejora enantiomérica del 2,6%, lo que indica un posible origen fotoquímico de la homoquiralidad de las biomoléculas .

Ver también

Notas

Referencias

enlaces externos