ALANINE: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR, BIOSYNTHESIS - BIOLOGY - 2024

Ang alanine (Ala) ay isa sa 22 kilalang mga amino acid na binubuo ng istraktura ng protina ng lahat ng mga organismo, mula sa bakterya hanggang sa tao. Dahil maaari itong synthesized ng katawan, ito ay naiuri ayon sa isang nonessential amino acid.

Ang mga protina ay may pangunahing o pangunahing istraktura na binubuo ng isang chain ng amino acid na tinatawag na polypeptide chain, sa mga kadena na ito ang bawat amino acid ay binubuo ng isang gitnang carbon na tinatawag na α carbon.

Kemikal na istraktura ng amino acid Alanine (Pinagmulan: Borb, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang α carbon ay nakakabit sa apat na pangkat: isang pangkat na amino (-NH2), isang pangkat na carboxyl (-COOH), isang hydrogen atom (-H), at isang pangkat o chain chain (-R) na nagpapakilala sa bawat amino acid. Sa kadena ng panig, ang mga karbohin ay kumukuha ng sunud-sunod na mga letra ß, γ, δ at ε.

Ang mga amino acid ay inuri sa pamamagitan ng polaridad ng kanilang mga kadena sa gilid at sa gayon mayroong apolar hydrophobic at polar hydrophilic amino acid na, naman, ay maaaring maging neutral, pangunahing at acidic. Ang Alanine ay isang hydrophobic apolar amino acid at ang pinakasimpleng amino acid pagkatapos ng glycine at ang pinaka sagana sa karamihan ng mga protina.

Ang Alanine ay maaaring mabuo sa kalamnan at dinala sa atay, kung saan ipinakilala ito sa landas ng gluconeogenic, iyon ay, ang landas para sa pagbuo ng glucose mula sa mga di-glycosidic na sangkap. Ang Alanine ay maaari ding synthesized sa atay sa pamamagitan ng catabolism ng tryptophan at uracil at maaaring masiraan ng loob upang mabuo ang pyruvate.

Nakikilahok ito sa synthesis ng tryptophan, pyridoxine (Vitamin B6) at carnosine at, dahil maaari itong ma-convert sa pyruvate, hindi ito tuwirang nakikilahok sa regulasyon ng glycemia o bilang isang mapagkukunan ng enerhiya para sa kalamnan ng kalansay.

Ginagamit ito bilang pandagdag sa pandiyeta upang mapagbuti ang pagganap sa palakasan at natural na matatagpuan sa karne ng baka, baboy at isda, pati na rin sa gatas at mga derivatibo at sa mga itlog. Ang ilang mga gulay, prutas, at mani ay mayaman din sa alanine.

Istraktura

Nauna nang napag-usapan na ang alanine, tulad ng lahat ng mga amino acid, ay may isang α-carbon na may apat na pangkat na nakadikit dito, ang R group na isang grupo ng methyl (-CH3).

Samakatuwid, sa katawan pH (sa paligid ng 7.4) ang α-carbon ng alanine ay nakakabit sa isang protonated amino group (-NH3 +), isang pangkat ng carboxyl na nawalan ng isang proton (-COO-), isang hydrogen at isang pangkat ng methyl (-CH3).

Karamihan sa mga amino acid ay ionizable sa pH 7.0 at geometrically maaari silang magkaroon ng mga isomer, na kilala bilang mga enantiomer, na mga imahe ng salamin, tulad ng kanan at kaliwang kamay.

Pagkatapos, ang lahat ng mga amino acid ay matatagpuan bilang "mga pares ng chiral" na sinasabing D o L (dextro at levo, ayon sa pagkakabanggit), depende sa posisyon ng mga atomo na nakapaligid sa α-carbon.

Gayunpaman, ang alanine, tulad ng karamihan sa mga amino acid, ay matatagpuan sa karamihan sa form na L, dahil ito ang form na ipinasok ng mga enzymes sa panahon ng synt synthesis.

Ang amino acid na ito ay maaari ding matagpuan bilang β-alanine, kung saan ang pangkat ng amino ay nakakabit sa β-carbon, iyon ay, sa unang carbon ng side chain nito.

Ang Β-Alanine ay matatagpuan sa pantothenic acid (bitamina B5) at sa ilang mga natural na peptides. Ang D-Alanine ay matatagpuan sa ilang mga polypeptides na bahagi ng mga pader ng ilang mga selula ng bakterya.

Pangkat R (methyl, CH

Ang grupo ng methyl ng alanine side chain ay isang puspos na hydrocarbon na nagbibigay ng katangian na nonpolar hydrophobic sa amino acid na ito. Ang katangian na ito ng alanine ay karaniwang sa iba pang mga amino acid ng pangkat na ito tulad ng glycine, valine, leucine at isoleucine.

Ang mga amino acid na bumubuo sa pangkat ng mga aliphatics ay mga kemikal na neutral na amino acid at gumaganap ng isang napakahalagang papel sa pagbuo at pagpapanatili ng three-dimensional na istraktura ng mga protina dahil mayroon silang pagkahilig na umepekto sa bawat isa na hindi kasama ang tubig.

Ang mga amino acid, kabilang ang alanine, ay naglalaman ng parehong bilang ng mga ionizable na grupo na may kabaligtaran na mga singil, kaya wala silang net net at tinawag na "zwitterions."

Mga Tampok

Tulad ng karamihan sa mga kilalang amino acid, ang alanine ay ginagamit sa synthesis ng peptides at protina sa pangkalahatan, at nakikilahok sa pagtatatag ng istruktura ng polypeptide at sa tersiyaryong istraktura ng ilang mga protina.

Ang isa pang mahalagang pag-andar ng alanine ay ang pakikilahok nang hindi direkta sa kontrol ng glycemia:

Maaari itong magdulot ng pyruvate at kabaligtaran, maaari rin itong maabot ang atay at maging glucose sa pamamagitan ng gluconeogenesis upang mapalaya sa sirkulasyon o gagamitin sa synthesis ng glycogen, kung kinakailangan.

Ang Alanine ay nakikilahok bilang isang transporter ng ammonium mula sa kalamnan hanggang sa atay, dahil maaari itong ma-synthesize sa pamamagitan ng pag-amin mula sa pyruvate, dinala sa atay at doon ay ibabago ng transamination.

Nangyayari ito nang magkakasabay sa pagbabagong-anyo ng α-ketoglutarate sa glutamate, na maaaring makapasok sa siklo ng urea at mai-convert muli sa pyruvate.

Iba pang mga pag-andar

Ang amino acid na ito ay mahalaga para sa synthesis ng tryptophan at pyridoxine. Bagaman hindi maganda ang reaktibo ng kemikal, ang alanine ay maaaring magkaroon ng pagkilala sa substrate at pag-andar ng regulasyon ng enzyme.

Ang isa sa mga pag-andar ng β-alanine ay bilang suplemento sa pagdidiyeta, dahil ginagamit ito bilang isang tulong na ergogenikong ehersisyo. Ang ingestion ng β-alanine ay nagdaragdag ng konsentrasyon ng carnosine (isang dipeptide na nabuo ng β-alanine at histidine) sa kalamnan ng kalansay, na kumikilos bilang isang "buffer".

Karaniwan, ang carnosine ay hindi nag-aambag ng malaki sa kabuuang kapasidad ng buffer ng cell ng kalamnan at ito ay dahil sa mababang konsentrasyon. Ang pangangasiwa ng β-alanine ay nagdaragdag ng konsentrasyon na ito at samakatuwid ang kapasidad ng buffer, kaya pinapabuti ang pagtitiis sa pamamagitan ng pagbawas ng pagkapagod.

Biosynthesis

Ang pinakamahalagang synthesis ng alanine sa katawan ng tao ay nangyayari sa pamamagitan ng isang reductive amination ng pyruvic acid. Ang reaksyon na ito ay nangangailangan ng isang solong hakbang sa enzymatic.

Ang Pyruvate ay nagbibigay ng carbon skeleton at glutamate ay nagbibigay ng pangkat na amino na inilipat sa pyruvate. Ang enzyme na nagpapagana sa reversible reaksyon na ito ay alanine transaminase.

Bilang isang resulta ng reaksyon na ito, ang alanine at α-ketoglutarate ay ginawa. Ang Alanine ay maaaring pagkatapos ay naroroon sa gluconeogenesis, sa glycolysis at sa Krebs cycle.

Ang isa pang mapagkukunan ng alanine ay nagmula sa pagkasira ng tryptophan hanggang sa acetyl-CoA. Sa ruta na ito, kapag ang enzyme na kynureninase hydrolyzes 3-hydroxy kynurenine, 3-hydroxy anthranilate at alanine ay nabuo. Ang Alanine ay pinakawalan at ang 3-hydroxy anthranilate ay sumusunod sa metabolic pathway.

Ang pagkasira ng uracil ay isa pang mapagkukunan ng alanine. Sa kasong ito, ang β-alanine ay ginawa, na maaaring sundin ang maraming mga metabolic pathway, na ang isa ay upang maging acetyl-CoA.

Pagkasira

Pangkalahatang proseso ng pagkasira ng amino acid

Ang mga amino acid ay hindi nakaimbak tulad ng mga karbohidrat at taba, kaya't ang mga inilalabas sa panahon ng pagkasira ng protina ay dapat na muling gamitin para sa synthesis ng mga bagong protina at mga nucleotide.

Sa kabilang banda, ang mga amino acid ay maaaring masiraan at ang kanilang mga carbon skeleton ay maaaring magamit sa catabolic o anabolic reaksyon.

Kapag ang mga amino acid ay nalulumbay, ang labis na nitrogen form na ammonia, na isang nakakalason na sangkap na dapat alisin at ang unang hakbang sa pagkasira ng amino acid ay ang pag-aalis ng nitrogen.

Sa mga mammal, ang pagkasira ng ito ay nangyayari sa atay; doon, ang anumang amino acid na labis at hindi maaaring gamitin ay pinanghihinang.

Ang pagkasira ni Alanine

Ang pagkasira ng alanine ay nangyayari sa pamamagitan ng pag-convert ng alanine sa pyruvate. Ang reaksyon na ito ay catalyzed ng alanine transaminase at hinihiling ang pagkakaroon ng α-ketoglutarate bilang isang tumanggap ng pangkat ng amino at ang kasunod na pagbuo ng glutamate; ito ay isang mababalik na reaksyon.

Ang mga reaksyon ng pagbuo ng alanine mula sa pyruvate at ang pagkasira ng alanine upang mabuo ang pyruvate ay bahagi ng isang siklo na nagsasangkot ng kalamnan ng kalamnan at atay.

Ang atay ay nagbibigay ng glucose sa kalamnan at kalamnan, sa pamamagitan ng glycolysis, nag-convert ng glucose sa pyruvate upang makabuo ng ATP; Ang pyruvate na ito ay maaaring makapasok sa synthesis ng alanine, na maaaring mailabas sa daloy ng dugo at babalik sa atay na pinapabalik ito sa pyruvate, na pumapasok sa gluconeogenesis upang makabuo ng glucose.

Kung kinakailangan, ang pag-ikot ay paulit-ulit. Sa atay, ang paggawa ng pyruvate mula sa alanine ay bumubuo ng mga ammonia ions na nagbubuklod sa glutamine at glutamate at ito ay pumapasok sa siklo ng urea. Pagkatapos ang urea ay tinanggal sa ihi.

Ang Alanine, glycine, cysteine, serine, at threonine ay mga glucogen amino acid dahil ang kanilang pagkasira ay maaaring magdulot ng pyruvate, α-ketoglutarate, succinyl-CoA, fumarate o oxaloacetate, lahat ng mga gluconeogenic precursors ng glucose.

Mga pagkain na mayaman na Alanine

Ang mga pangunahing mapagkukunan ng mga amino acid ay ang mga sandalan na karne, isda, shellfish, itlog, at mga produkto ng pagawaan ng gatas, gayunpaman, ang alanine ay matatagpuan din sa maraming mga pagkaing nakabase sa halaman. Ang mga halimbawa ng mga pagkaing mayaman sa alanine ay:

- Mga karne tulad ng karne ng baka, baboy, tupa, manok, pabo, kuneho, isda; itlog, gatas at derivatives.

- Ang mga mani tulad ng mga hazelnuts, walnut, kastanyas, mga almendras at mani ay pinagmumulan ng alanine.

- Coconut, abukado, asparagus, talong, ubi o kaserol, beet, karot at kamote.

- Mga Payat tulad ng mais, beans at mga gisantes.

- Mga butil tulad ng bigas, rye, trigo, kakaw, oats at rye.

Mga Sanggunian

1. Caruso, J., Charles, J., Unruh, K., Giebel, R., Learmonth, L., & Potter, W. (2012). Mga ergogenikong epekto ng β-alanine at carnosine: Ang iminungkahing pananaliksik sa hinaharap upang mabuo ang kanilang pagiging epektibo. Mga nutrisyon, 4 (7), 585-601.
2. Gille, C., Bölling, C., Hoppe, A., Bulik, S., Hoffmann, S., Hübner, K.,… Holzhütter, HG (2010). HepatoNet1: Isang komprehensibong metabolic na muling pagtatayo ng hepatocyte ng tao para sa pagsusuri ng pisyolohiya ng atay. Biology ng Molecular Systems, 6 (411), 1–13.
3. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (ika-3 ed.). San Francisco, California: Pearson.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Isinalarawan na Biochemistry ng Harper (ika-28 ed.). McGraw-Hill Medikal.
5. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).