triptófano - Tryptophan


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L triptófano
Estructura de la L-isómero
nombres
nombre de la IUPAC
El triptófano o (2 S ) -2-amino-3- (1 H -indol-3-il) propanoico
Otros nombres
2-Amino-3- (1 H -indol-3-il) propanoico
identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
chembl
Propiedades físicas
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.723
KEGG
UNII
propiedades
C 11 H 12 N 2 O 2
Masa molar 204,23 g · mol -1
Soluble: 0,23 g / L a 0 ° C,

11,4 g / L a 25 ° C,
17,1 g / L a 50 ° C,
27,95 g / L a 75 ° C

Solubilidad Soluble en alcohol caliente, hidróxidos alcalinos; insoluble en cloroformo .
Acidez (p K una ) 2,38 (carboxilo), 9,39 (amino)
-132,0 · 10 -6 cm 3 / mol
Farmacología
N06AX02 ( OMS )
Página de datos suplementarios
Índice de refracción ( n ),
constante dieléctricar ), etc.
termodinámicas
de datos
Comportamiento de fase
líquido-gas sólido
UV , IR , RMN , MS
Excepto donde se indique lo contrario, los datos se dan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Exenciones y referencias

El triptófano (símbolo Trp o W ) es un α- aminoácido que se utiliza en la biosíntesis de proteínas . El triptófano contiene un grupo α-amino, un α- ácido carboxílico grupo, y una cadena lateral indol , lo que es un no polar aromático ácido amino. Es esencial en los seres humanos, lo que significa que el cuerpo no puede sintetizarlo: se debe obtener de la dieta. El triptófano es también un precursor de la neurotransmisor serotonina y la hormona melatonina . Se codificada por el codón UGG.

Al igual que otros aminoácidos, triptófano es un zwitterion a pH fisiológico en el que se protona el grupo amino (-NH 3 + ; pK un = 9,39) y el ácido carboxílico se desprotonan (-COO - ; pK un = 2,38).

Función

El metabolismo de L-triptófano en serotonina y melatonina (izquierda) y niacina (derecha). grupos funcionales transformadas después de cada reacción química están resaltados en rojo.

Los aminoácidos, incluyendo triptófano, se utilizan como bloques de construcción en la biosíntesis de proteínas , y las proteínas se requieren para mantener la vida. Muchos animales (incluyendo seres humanos) no pueden sintetizar triptófano: necesitan para obtener a través de su dieta, lo que es un aminoácido esencial . El triptófano es uno de los aminoácidos menos comunes que se encuentran en las proteínas, pero desempeña importantes funciones estructurales o funcionales siempre que se produce. Por ejemplo, triptófano y tirosina residuos desempeñan papeles especiales en "anclaje" proteínas de la membrana dentro de la membrana celular . Además, las funciones de triptófano como un bioquímico precursor para los siguientes compuestos (véase también la figura de la derecha):

El trastorno de la malabsorción de fructosa provoca la absorción inadecuada de triptófano en el intestino, los niveles reducidos de triptófano en la sangre, y la depresión.

En las bacterias que sintetizan triptófano, los altos niveles celulares de este aminoácido activan un represor proteína, que se une al operón trp . La unión de este represor para el operón triptófano impide la transcripción de ADN aguas abajo que codifica para las enzimas implicadas en la biosíntesis de triptófano. Así altos niveles de triptófano impiden la síntesis de triptófano a través de una retroalimentación negativa bucle, y cuando los niveles de triptófano de la célula bajan de nuevo, la transcripción del operón trp se reanuda. Esto permite estrictamente regulados y respuestas rápidas a los cambios en los niveles de triptófano interna y externa de la célula.

Metabolismo del triptófano por microbiota gastrointestinal humano ( )
diagrama de metabolismo del triptófano
Triptofanasa -
expresando
bacterias
Intestinales
inmunes
células
Homeostasis de la mucosa:
TNF-alpha
Junction en proteínas
de codificación de mRNAs
Neuroprotector :
↓ La activación de células gliales y astrocitos
4-hidroxi-2-nonenal niveles
daño en el ADN
- Antioxidante
: inhibe β-amiloide formación de fibrillas
Mantiene la mucosa reactividad:
↑ a IL-22 de producción
La imagen de arriba contiene enlaces se puede hacer clic
Este diagrama muestra la biosíntesis de compuestos bioactivos ( indol y ciertos otros derivados) de triptófano por bacterias en el intestino. Indole se produce a partir de triptófano por bacterias que expresan triptofanasa . Clostridium sporogenes metaboliza el triptófano en indol y posteriormente 3-indolpropiónico ácido (IPA), un potente neuroprotector antioxidante que neutraliza los radicales hidroxilo . IPA se une al receptor de pregnano X (PXR) en las células intestinales, facilitando así la homeostasis y la mucosa función de barrera . Después de la absorción desde el intestino y distribución al cerebro, IPA confiere un efecto neuroprotector frente a la isquemia cerebral y la enfermedad de Alzheimer . Lactobacillus especies metabolizan el triptófano en indol-3-aldehído (I3A) que actúa sobre el receptor de aril hidrocarburos (AhR) en las células inmunes intestinales, a su vez el aumento de la interleucina-22 (IL-22) de producción. Sí Indole desencadena la secreción de péptido similar al glucagón-1 (GLP-1) en las células L intestinales y actúa como un ligando para AhR. Indole también puede ser metabolizado por el hígado en sulfato de indoxilo , un compuesto que es tóxico en altas concentraciones y se asocia con la enfermedad vascular y la disfunción renal . AST-120 ( carbón activado ), un intestinal sorbente que se toma por vía oral , adsorbe indol, a su vez, la disminución de la concentración de sulfato de indoxilo en el plasma sanguíneo.

Cantidad diaria recomendada

En 2002, el Instituto de Medicina de EE.UU. establece una ración dietética recomendada (RDA) de 5 mg / kg de peso corporal / día de triptófano para adultos de 19 años y más.

Las fuentes dietéticas

El triptófano está presente en la mayoría de los alimentos a base de proteínas o proteínas de la dieta. Es particularmente abundantes en el chocolate , avena , secas fechas , leche , yogur , queso cottage , carne roja , huevos , pescado , aves de corral , de sésamo , garbanzos , almendras , semillas de girasol , semillas de calabaza , trigo sarraceno , la espirulina , y los cacahuetes . Contrariamente a la creencia popular de que el pavo contiene una gran cantidad de triptófano, el contenido de triptófano en el pavo es típico de las aves de corral.

Triptófano (Trp) Contenido de diversos alimentos
Comida El triptófano
[g / 100 g de alimento]
Protein
[g / 100 g de alimento]
El triptófano / proteína [%]
La clara de huevo , se secó
1.00
81.10
1.23
spirulina , se secó
0.92
57.47
1.62
bacalao, atlántico , se secó
0.70
62.82
1.11
La soja , en bruto
0.59
36.49
1.62
Queso, queso parmesano
0.56
37.90
1.47
semilla de sésamo
0.37
17.00
2.17
Queso, queso cheddar
0.32
24.90
1.29
Semilla de girasol
0.30
17.20
1.74
Chuleta de cerdo
0.25
19.27
1.27
pavo
0.24
21.89
1.11
Pollo
0.24
20.85
1.14
Carne de vaca
0.23
20.13
1.12
Avena
0.23
16.89
1.39
Salmón
0.22
19.84
1.12
Cordero, chuleta
0.21
18.33
1.17
Perca, Atlántico
0.21
18.62
1.12
Garbanzos , crudo
0,19
19.30
0.96
Huevo
0.17
12.58
1.33
Harina de trigo, blanco
0.13
10.33
1.23
El bicarbonato de chocolate , sin azúcar
0.13
12.9
1.23
Leche
0.08
3.22
2.34
Rice, blanco, de grano medio, cocinado
0,028
2.38
1.18
La quinua , sin cocer
0,167
14.12
1.2
Quinoa, cocinada
0,052
4.40
1.1
Patatas, bermejo
0.02
2.14
0.84
Tamarindo
0,018
2.80
0.64
Plátano
0.01
1.03
0.87

Utilizar como un suplemento dietético

Debido a que el triptófano se convierte en 5-hidroxitriptófano (5-HTP), que luego se convierte en el neurotransmisor serotonina, se ha propuesto que el consumo de triptófano o 5-HTP puede mejorar los síntomas de depresión al aumentar el nivel de serotonina en el cerebro. El triptófano se vende sin receta médica en los Estados Unidos (después de haber sido prohibido en diversos grados entre 1989 y 2005 ) y el Reino Unido como un suplemento dietético para su uso como un antidepresivo , ansiolítico , y ayuda para dormir . También se comercializa como un medicamento con receta en algunos países europeos para el tratamiento de la depresión mayor . Hay pruebas de que los niveles de triptófano en la sangre son poco probable que ser alterado cambiando la dieta, pero el consumo de triptófano purificado aumenta el nivel de serotonina en el cerebro, mientras que el consumo de alimentos que contienen triptófano no. Esto es porque el sistema de transporte que trae triptófano a través de la barrera sangre-cerebro también transporta otros aminoácidos que están contenidos en las fuentes de alimentos de proteínas . Alta plasma sanguíneo niveles de otros aminoácidos neutros grandes impiden que la concentración plasmática de triptófano de aumentar los niveles de concentración cerebro.

En 2001 una revisión Cochrane se publicó del efecto de 5-HTP y el triptófano en la depresión. Los autores incluyeron sólo los estudios de un alto rigor e incluyeron tanto 5-HTP y el triptófano en su opinión, debido a la escasez de datos sobre cualquiera. De 108 estudios de 5-HTP y el triptófano en la depresión publicados entre 1966 y 2000, sólo dos se reunieron los estándares de calidad de los autores para su inclusión, por un total de 64 participantes en el estudio. Las sustancias fueron más eficaces que el placebo en los dos estudios incluidos, pero los autores afirman que "la evidencia era de calidad suficiente para ser concluyentes" y señalan que "debido a que existen antidepresivos alternativos que han demostrado ser eficaces y seguros, la utilidad clínica de 5-HTP y el triptófano se limita en la actualidad". El uso de triptófano como un tratamiento complementario , además del tratamiento estándar para los trastornos del estado de ánimo y de ansiedad no es apoyada por la evidencia científica.

Efectos secundarios

Los posibles efectos secundarios de los suplementos de triptófano incluyen náuseas , diarrea , somnolencia , mareo , dolor de cabeza , sequedad de boca , visión borrosa , sedación , euforia , y nistagmo (movimientos involuntarios de los ojos).

interacciones

El triptófano tomado como un suplemento dietético (tal como en forma de pastilla) tiene el potencial de causar el síndrome de la serotonina cuando se combina con antidepresivos del IMAO o ISRS clase o de otras drogas fuertemente serotoninérgicos. Debido a que la suplementación con triptófano no se ha estudiado a fondo en un entorno clínico, sus interacciones con otras drogas no son bien conocidos.

Aislamiento

El aislamiento de triptófano se informó por primera vez por Frederick Hopkins en 1901. Hopkins recuperó triptófano a partir de hidrolizado de caseína , la recuperación de 4-8 g de triptófano a partir de 600 g de caseína en bruto.

Biosíntesis y producción industrial

Como un aminoácido esencial, el triptófano no se sintetiza a partir de sustancias más simples en los seres humanos y otros animales, por lo que necesita estar presente en la dieta en forma de proteínas que contienen triptófano. Plantas y microorganismos sintetizan comúnmente triptófano a partir de ácido shikímico o antranilato : antranilato condensa con fosforribosilpirofosfato (PRPP), generando pirofosfato como un subproducto. El anillo de la ribosa resto se abre y se sometió a reductiva descarboxilación , produciendo fosfato de indol-3-glicerol; esto, a su vez, se transforma en indol . En el último paso, triptófano sintasa cataliza la formación de triptófano a partir de indol y el aminoácido serina .

la biosíntesis de triptófano (en) .svg

La producción industrial de triptófano también es biosintética y se basa en la fermentación de la serina y de indol utilizando ya sea de tipo salvaje o bacterias modificadas genéticamente tales como B. amyloliquefaciens , B. subtilis , C. glutamicum o E. coli . Estas cepas llevan mutaciones que evitan la recaptación de aminoácidos aromáticos o múltiples / sobreexpresados operón de triptófano . La conversión es catalizada por la enzima sintasa de triptófano .

sociedad y Cultura

síndrome eosinofilia-mialgia

Había un gran brote de síndrome de eosinofilia-mialgia (EMS) en los EE.UU. en 1989, con más de 1.500 casos reportados al CDC y al menos 37 muertes. Después de una investigación preliminar reveló que el brote estaba relacionado con la ingesta de triptófano, los EE.UU. Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) ha recordado suplementos de triptófano en 1989 y prohibió la mayoría de las ventas públicas en 1990, con otros países siguiendo su ejemplo.

Estudios posteriores sugirieron que EMS fue ligado a lotes específicos de la L-triptófano suministrada por un único gran fabricante japonesa, Showa Denko . Con el tiempo se hizo evidente que los últimos lotes de Showa Denko de L-triptófano fueron contaminados por trazas de impurezas, que posteriormente fueron pensados para ser responsable del brote de 1989 EMS. Sin embargo, otra evidencia sugiere que el triptófano en sí puede ser un factor que contribuye potencialmente importante en EMS.

La FDA aflojado sus restricciones a la venta y comercialización de triptófano en febrero de 2001, pero siguió limitando la importación de triptófano no destinadas a un uso exento hasta 2005.

El hecho de que la instalación de Showa Denko utilizado por ingeniería genética bacterias para producir los lotes contaminados de L-triptófano encontró más tarde que han causado el brote del síndrome de eosinofilia-mialgia ha sido citado como evidencia de una necesidad de "estrecho seguimiento de la pureza química de la biotecnología productos -derivado". Aquellos que piden el seguimiento pureza han, a su vez, ha criticado como anti- OGM activistas que pasan por alto las posibles causas no modificada genéticamente de contaminación y ponen en peligro el desarrollo de la biotecnología.

La carne de pavo y somnolencia

Una afirmación común en los EE.UU. es que el consumo excesivo de carne de pavo resultados en somnolencia , debido a los altos niveles de triptófano contenida en Turquía. Sin embargo, la cantidad de triptófano en el pavo es comparable a la contenida en otras carnes. Somnolencia después de comer puede ser causada por otros alimentos que se comen con el pavo, en particular los hidratos de carbono . La ingestión de una comida rica en hidratos de carbono provoca la liberación de insulina . La insulina a su vez estimula la ingestión de grandes neutros aminoácidos de cadena ramificada (BCAA), pero no triptófano, en el músculo, incremento de la relación de triptófano a BCAA en la corriente de sangre. El aumento de la relación de triptófano resultante reduce la competencia en el gran transportador de aminoácidos neutros (que transporta tanto los aminoácidos aromáticos BCAA y), resultando en más captación de triptófano a través de la barrera hematoencefálica en el líquido cefalorraquídeo (LCR). Una vez en el CSF, el triptófano se convierte en serotonina en los núcleos del rafe por la ruta enzimática normal. La serotonina resultante se metaboliza adicionalmente en la melatonina por la glándula pineal . Por lo tanto, estos datos sugieren que la "fiesta somnolencia inducida", o somnolencia postprandial : puede ser el resultado de una comida pesada rica en hidratos de carbono, lo que aumenta indirectamente la producción de melatonina en el cerebro, y por lo tanto favorece el sueño.

Investigación

En 1912 Felix Ehrlich demostró que la levadura ataques los aminoácidos naturales esencialmente por disociación de dióxido de carbono y la sustitución del grupo amino con hidroxilo . Por esta reacción , triptófano da lugar a triptofol .

El triptófano afecta a la síntesis de serotonina del cerebro cuando se administra por vía oral en una forma purificada y se utiliza para modificar los niveles de serotonina para la investigación. Bajo nivel de serotonina cerebral es inducida por la administración de la proteína triptófano-pobres en una técnica llamada "agotamiento triptófano aguda". Los estudios que utilizan este método han evaluado el efecto de la serotonina en el estado de ánimo y el comportamiento social, encontrando que la serotonina reduce la agresividad y aumenta la agradabilidad.

Fluorescencia

El triptófano es un importante sonda fluorescente intrínseca (aminoácido), que se puede utilizar para estimar la naturaleza del microambiente alrededor del residuo de triptófano. La mayoría de las emisiones de fluorescencia intrínseca de una proteína plegada son debido a la excitación de los residuos de triptófano.

Ver también

referencias

Otras lecturas

enlaces externos