VALINE: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR, MAYAMAN NA PAGKAIN, BENEPISYO - BIOLOGY - 2025

Ang valine ay kabilang sa 22 amino acid na kinilala bilang "pangunahing" sangkap ng mga protina; nakilala ito sa acronym na "Val" at kasama ang titik na "V". Ang amino acid na ito ay hindi ma-synthesize ng katawan ng tao, samakatuwid, ito ay naiuri sa pangkat ng siyam na mahahalagang amino acid para sa mga tao.

Maraming mga globular protina ang may panloob na mayaman sa mga natitirang valine at leucine, dahil ang parehong ay nauugnay sa mga pakikipag-ugnay ng hydrophobic at mahalaga para sa pag-fold ng istraktura at ang three-dimensional na pagbuo ng mga protina.

Kemikal na istraktura ng amino acid Valine (Pinagmulan: Clavecin sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Si Valine ay nalinis sa kauna-unahang pagkakataon noong 1856 ni V. Grup-Besanez mula sa isang may tubig na katas ng pancreas. Gayunpaman, ang pangalang "valine" ay pinahusay ni E. Fisher noong 1906, nang mapangasiwaan niya itong artipisyal at naobserbahan na ang istraktura nito ay halos kapareho ng ng valeric acid, na matatagpuan sa mga halaman na karaniwang kilala bilang "valerian".

Ang Valine ay isa sa mga amino acid na natagpuan sa mga konserbadong posisyon sa ilang mga protina na ibinahagi ng mga vertebrates, halimbawa, sa posisyon ng 80 ng vertebrate cytochrome C, leucine, valine, isoleucine at methionine ay matatagpuan sa parehong pagkakasunud-sunod.

Sa mga tisyu o biomaterial na may lumalaban, matigas at nababanat na mga katangian tulad ng mga ligament, tendon, mga daluyan ng dugo, mga thread o cobweb, natagpuan ang malaking halaga ng valine, na nagbibigay ng kakayahang umangkop at paglaban salamat sa mga pakikipag-ugnay sa hydrophobic sa iba pang mga amino acid.

Ang isang pagpapalit ng isang glutamate na nalalabi para sa isang natitirang valine sa β chain ng hemoglobin, ang protina na responsable para sa transportasyon ng oxygen sa pamamagitan ng dugo, ay nagiging sanhi ng isang mahinang pagbuo sa istraktura ng protina, na nagbibigay ng pagtaas sa hemoglobin "S".

Ang mutation na ito ay nagdudulot ng sakit sa anemia ng cell o may sakit na sakit sa cell, isang kondisyon ng pathological kung saan ang mga pulang selula ng dugo ay nakakuha ng isang katangian na crescent o sickle na hugis, na nag-iiba sa kanila mula sa normal na mga selula ng dugo, na may isang bilugan at nabagong hitsura.

Ang ilan sa mga halamang gulay na ginagamit ngayon ay may sulfonylurea at methyl sulfometuron bilang aktibong compound, na nagiging sanhi ng pinsala sa synthase ng enzyme acetolactate, kinakailangan para sa unang hakbang ng synthesis ng valine, leucine at isoleucine. Ang pinsala na dulot ng mga pestisidyo ay pinipigilan ang mga damo at damo mula sa normal.

katangian

Ang Valine ay isang amino acid na may limang-carbon na balangkas at kabilang sa pangkat ng mga amino acid na may mga kadena ng aliphatic. Ang hydrophobic character na ito ay tulad nito na maihahambing sa phenylalanine, leucine at isoleucine.

Ang mga amino acid na nagtataglay ng hydrocarbon chain sa kanilang R groups o side chain ay karaniwang kilala sa panitikan bilang branched o branched chain amino acid. Ang Valine, phenylalanine, leucine, at isoleucine ay nasa pangkat na ito.

Kadalasan, ang mga amino acid ng pangkat na ito ay ginagamit bilang mga panloob na elemento ng istruktura sa synthesis ng protina, dahil maaari silang makisama sa bawat isa sa pamamagitan ng mga pakikipag-ugnay sa hydrophobic, "tumakas" mula sa tubig at itinatag ang mga istruktura ng folds na katangian ng maraming mga protina.

Ang bigat ng molekular nito ay nasa paligid ng 117 g / mol at, dahil ang grupo ng R o ang bahagi nito ay isang brangkaso na hydrocarbon, wala itong singil at ang kamag-anak na kasaganaan nito sa mga istruktura ng protina ay maliit na mas malaki kaysa sa 6%.

Istraktura

Ibinahagi ni Valine ang pangkalahatang istraktura at ang tatlong tipikal na mga grupo ng kemikal ng lahat ng mga amino acid: ang carboxyl group (COOH), ang grupong amino (NH2), at isang hydrogen atom (-H). Sa R group o side chain nito ay mayroong tatlong carbon atoms na nagbibigay sa mga ito ng sobrang katangian ng hydrophobic.

Tulad ng totoo para sa lahat ng mga kemikal na compound na naiuri bilang "amino acid", ang valine ay may gitnang carbon atom na chiral at kilala bilang α-carbon, kung saan nakalakip ang apat na nabanggit na mga grupo ng kemikal.

Ang pangalan ng IUPAC para sa valine ay 2-3-amino-3-butanoic acid, ngunit ang ilang mga chemists ay tinatawag din itong α-amino valerian acid at ang kemikal na formula ay C5H11NO2.

Ang lahat ng mga amino acid ay matatagpuan sa form ng D o L at ang valine ay walang pagbubukod. Gayunpaman, ang form na L-valine ay mas masagana kaysa sa form na D-valine at, bilang karagdagan, ito ay mas spectroscopically aktibo kaysa sa form ng D.

Ang L-valine ay ang form na ginagamit para sa pagbuo ng mga cellular protein at samakatuwid, sa dalawa, ang biologically active form. Tinutupad nito ang mga function bilang isang nutraceutical, isang micronutrient para sa mga halaman, isang metabolite para sa mga tao, algae, lebadura at bakterya, bukod sa maraming iba pang mga pag-andar.

Mga Tampok

Ang valine, sa kabila ng pagiging isa sa siyam na mahahalagang amino acid, ay hindi gumaganap ng isang mahalagang papel bilang karagdagan sa paglahok nito sa synt synthesis at bilang isang metabolite sa sarili nitong degradation pathway.

Gayunpaman, ang napakalawak na amino acid tulad ng valine at tyrosine ay responsable para sa kakayahang umangkop ng fibroin, ang pangunahing sangkap ng protina ng mga sutla na thread na ginawa ng mga bulate ng species ng Bombyx mori, na karaniwang kilala bilang mga silkworms o silkworms. puno ng mulberry.

Ang mga tissue tulad ng ligament at arterial vessel vessel ay binubuo ng isang fibrous protein na kilala bilang elastin. Ito ay binubuo ng mga chain ng polypeptide na may paulit-ulit na pagkakasunud-sunod ng mga amino acid glycine, alanine at valine, na may valine ang pinakamahalagang nalalabi na may paggalang sa pagpapalawak at kakayahang umangkop ng protina.

Nakikilahok si Valine sa pangunahing ruta ng synt synthes ng mga compound na responsable para sa katangian ng amoy ng mga prutas. Ang mga molekula ng Valine ay binago sa branched at methylated derivatives ng mga ester at alcohol.

Sa industriya ng pagkain

Mayroong maraming mga additives ng kemikal na gumagamit ng valine na pinagsama sa glucose upang makakuha ng mga nakamamanghang amoy sa ilang mga paghahanda sa pagluluto.

Sa isang temperatura ng 100 ° C, ang mga additives ay may katangian na amoy ng rye at sa higit sa 170 ° C ay amoy nila tulad ng mainit na tsokolate, na pinapopular sa produksyon ng pagkain sa industriya ng baking at pastry.

Ang mga kemikal na additives ay gumagamit ng artipisyal na synthesized L-valine, dahil ang kanilang paglilinis mula sa mga biological na mapagkukunan ay mahirap at ang kinakailangang antas ng kadalisayan ay hindi nakuha.

Biosynthesis

Ang lahat ng branched chain amino acid tulad ng valine, leucine at isoleucine ay higit sa lahat synthesized sa mga halaman at bakterya. Na nangangahulugan na ang mga hayop tulad ng mga tao at iba pang mga mammal ay kailangang kumain ng mga pagkaing mayaman sa mga amino acid upang matugunan ang kanilang mga kinakailangan sa nutrisyon.

Ang Valine biosynthesis ay karaniwang nagsisimula sa paglipat ng dalawang carbon atoms mula sa hydroxyethylthiamine pyrophosphate sa pyruvate ng enzyme acetohydroxy isomeric acid reductase.

Ang dalawang carbon atom ay nagmula sa isang pangalawang molekula ng pyruvate sa pamamagitan ng reaksyong umaasa sa TPP na katulad ng na-catalyzed ng enzyme pyruvate decarboxylase, ngunit na kung saan ay napalaki ng dihydroxy acid dehydratase.

Ang enzyme valine aminotransferase, sa wakas, ay nagsasama ng isang pangkat ng amino sa tambalang ketoacid na nagreresulta mula sa nakaraang decarboxylation, at sa gayon ay bumubuo ng L-valine. Ang amino acid leucine, isoleucine, at valine ay may mahusay na pagkakapareho sa istruktura, at ito ay dahil nagbabahagi sila ng maraming mga tagapamagitan at mga enzyme sa kanilang mga biosynthetic pathways.

Ang ketoacid na ginawa sa panahon ng biosynthesis ng L-valine ay kinokontrol ang ilang mga hakbang sa enzymatic sa pamamagitan ng negatibong puna o regulasyon ng allosteric sa biosynthetic pathway ng leucine at iba pang mga kaugnay na amino acid.

Nangangahulugan ito na ang mga daang biosynthetic ay hinarang ng isang metabolite na nabuo sa kanila na, kapag naipon, ay nagbibigay ng mga cell ng isang tukoy na senyas na nagpapahiwatig na ang isang tiyak na amino acid ay labis at kung kaya't ang synt synthes ay maaaring tumigil.

Pagkasira

Ang unang tatlong mga hakbang sa marawal na kalagayan ng valine ay ibinahagi sa degradation path ng lahat ng branched chain amino acid.

Ang Valine ay maaaring makapasok sa citric acid cycle o Krebs cycle upang mabago sa succinyl-CoA. Ang landas ng marawal na kalagayan ay binubuo ng isang paunang pagsusuri, na-catalyzed ng isang enzyme na kilala bilang branched-chain amino acid aminotransferase (BCAT).

Ang enzyme na ito ay catalyzes isang nababalik na transamination na nag-convert ng branched-chain amino acid sa kanilang kaukulang branched-chain α-keto acid.

Sa reaksyon na ito, ang pakikilahok ng glutamate / 2-ketoglutarate pares ay mahalaga, dahil ang 2-ketoglutarate ay natatanggap ang pangkat ng amino na tinanggal mula sa amino acid na sinusukat at nagiging glutamate.

Ang unang hakbang na reaksyon ng valine catabolism ay gumagawa ng 2-ketoisovalerate at sinamahan ng pag-convert ng pyridoxal 5'-phosphate (PLP) sa pyridoxamine 5'-phosphate (PMP).

Susunod, ang 2-ketoisovalerate ay ginagamit bilang isang substrate para sa isang mitochondrial enzyme complex, na kilala bilang branched-chain α-ketoacid dehydrogenase, na nagdaragdag ng isang bahagi ng CoASH at bumubuo ng isobutyryl-CoA, na kung saan ay pagkatapos ay dehydrogenated at na-convert sa methacrylyl-CoA.

Ang Methacrylyl-CoA ay naproseso sa ibaba ng agos sa 5 karagdagang mga hakbang sa enzymatic na kinasasangkutan ng hydration, pag-alis ng bahagi ng CoASH, oksihenasyon, pagdaragdag ng isa pang bahagi ng CoASH, at molekular na muling pagsasaayos, na nagtatapos sa paggawa ng succinyl-CoA, na agad na pumapasok sa ikot ng Krebs.

Valine mayaman na pagkain

Ang mga protina na nilalaman ng linga o linga ay mayaman sa valine, na may halos 60 mg ng amino acid para sa bawat gramo ng protina. Para sa kadahilanang ito, ang mga linga cookies, cake at bar o nougat ay inirerekomenda para sa mga batang may kakulangan sa diyeta sa amino acid na ito.

Ang mga Soybeans, sa pangkalahatan, ay mayaman sa lahat ng mahahalagang amino acid, kabilang ang valine. Gayunpaman, mahirap sila sa methionine at cysteine. Ang soy protein o texture ay may napaka kumplikadong mga istruktura ng quaternary, ngunit madali silang matunaw at magkahiwalay sa mga mas maliit na subunits sa pagkakaroon ng mga gastric juice.

Ang Casein, na karaniwang matatagpuan sa gatas at mga derivatives nito, ay mayaman sa paulit-ulit na pagkakasunud-sunod ng valine. Tulad ng toyo na protina, ang protina na ito ay madaling masira at nasisipsip sa bituka tract ng mga mammal.

Tinantya na para sa bawat 100 gramo ng toyo na protina, mga 4.9 gramo ng valine ay naiinita; habang para sa bawat 100 ML ng gatas tungkol sa 4.6 ml ng valine ay pinalamanan.

Ang iba pang mga pagkaing mayaman sa amino acid na ito ay karne ng baka, isda, at iba't ibang uri ng mga gulay at gulay.

Mga pakinabang ng paggamit nito

Ang Valine, tulad ng isang malaking bahagi ng mga amino acid, ay isang glucogen amino acid, iyon ay, maaari itong isama sa gluconeogenic pathway, at maraming mga neurologist ang nagsabi na ang paggamit nito ay tumutulong na mapanatili ang kalusugan ng kaisipan, koordinasyon ng kalamnan at mabawasan ang stress.

Maraming mga atleta ang kumonsumo ng mga tablet na mayaman sa valine, dahil nakakatulong sila na magbagong muli ng mga tisyu, lalo na ang mga tisyu ng kalamnan. Ang pagiging isang amino acid na may kakayahang isama sa gluconeogenesis, nakakatulong ito sa paggawa ng enerhiya, na hindi lamang mahalaga para sa pisikal na aktibidad ngunit para din sa pag-andar ng nerbiyos.

Ang mga pagkaing mayaman sa valine ay tumutulong na mapanatili ang balanse ng mga nitrogen compound sa katawan. Ang balanse na ito ay mahalaga para sa henerasyon ng enerhiya mula sa mga ingested na protina, para sa paglaki ng katawan at pagpapagaling.

Ang pagkonsumo nito ay pumipigil sa pinsala sa atay at gallbladder, pati na rin ang nag-aambag sa pag-optimize ng maraming mga pag-andar sa katawan.

Ang isa sa mga pinakatanyag na pandagdag sa pandiyeta sa mga atleta para sa pagtaas ng dami ng kalamnan at pagbawi ng kalamnan ay mga BCAA.

Ang ganitong uri ng tablet ay binubuo ng mga tablet na may mga mixtures ng iba't ibang mga amino acid, na sa pangkalahatan ay kasama ang branched chain amino acid tulad ng L-valine, L-isoleucine at L-leucine; mayaman din sila sa bitamina B12 at iba pang mga bitamina.

Ang ilang mga eksperimento na isinasagawa sa mga baboy ay nagpakita na ang mga kinakailangan ng valine ay mas mataas at nililimitahan para sa mga ina sa yugto ng paggagatas, dahil ang amino acid na ito ay tumutulong sa pagtatago ng gatas at gumagawa ng mga pagpapabuti sa rate ng paglago ng mga neonates ng lactating.

Mga karamdaman sa kakulangan

Ang inirekumendang pang-araw-araw na paggamit ng valine para sa mga sanggol ay nasa paligid ng 35 mg para sa bawat gramo ng protina na natupok, habang para sa mga matatanda ang halaga ay bahagyang mas mababa (sa paligid ng 13 mg).

Ang pinakakaraniwang sakit na nauugnay sa valine at iba pang branched chain amino acid ay kilala bilang "maple syrup urine disease" o "Ketoaciduria".

Ito ay isang namamana na kondisyon na sanhi ng isang depekto sa mga gen na code para sa dehydrogenase enzymes ng α-ketoacids na nagmula sa leucine, isoleucine at valine, na kinakailangan para sa kanilang metabolismo.

Sa sakit na ito ang katawan ay hindi maaaring mag-assimilate ng alinman sa tatlong mga amino acid kapag nakuha ito mula sa diyeta, samakatuwid, ang mga nagmula na ketoacids ay natipon at pinatalsik sa ihi (maaari rin silang makita sa serum ng dugo at sa cerebrospinal fluid).

Sa kabilang banda, ang isang kakulangan sa diyeta sa valine ay na-link sa mga pathological ng neurological tulad ng epilepsy. Maaari rin itong maging sanhi ng pagbaba ng timbang, sakit sa Huntington, at maaari ring humantong sa pag-unlad ng ilang mga uri ng kanser, dahil ang sistema ng pagkumpuni ng tisyu at ang synthesis ng biomolecules ay nakompromiso.

Mga Sanggunian

1. Abu-Baker, S. (2015). Repasuhin ang Biochemistry: Mga Konsepto at Koneksyon
2. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Mga prinsipyo ng Lehninger ng biochemistry. Macmillan.
3. Plimmer, RHA, & Phillips, H. (1924). Ang Pagtatasa ng mga Protina. III. Pagtantya ng Histidine at Tyrosine sa pamamagitan ng Bromination. Biochemical Journal, 18 (2), 312
4. Plimmer, RHA (1912). Ang konstitusyong kemikal ng mga protina (Tomo 1). Longmans, Green.
5. Torii, KAZUO, & Iitaka, Y. (1970). Ang istraktura ng kristal ng L-valine. Acta Crystallographica Seksyon B: Structural Crystallography at Crystal Chemistry, 26 (9), 1317-1326.
6. Tosti, V., Bertozzi, B., & Fontana, L. (2017). Mga benepisyo sa kalusugan ng diyeta sa Mediterranean: metabolic at molekular na mekanismo. Ang Mga Paglalakbay ng Gerontology: Series A, 73 (3), 318-326.