Tyrosin

Strukturell formel
L-tyrosin
Struktur av L- tyrosin, den naturlig forekommende isomeren
Generell
Etternavn Tyrosin
andre navn
Molekylær formel C 9 H 11 NO 3
Kort beskrivelse

fargeløse, silkeaktige, skinnende nåler

Eksterne identifikatorer / databaser
CAS-nummer
EF-nummer 200-460-4
ECHA InfoCard 100.000.419
PubChem 6057
ChemSpider 5833
DrugBank DB00135
Wikidata Q188017
eiendommer
Molarmasse 181,19 g mol −1
Fysisk tilstand

fast

tetthet

1,46 g cm −3 (25 ° C)

Smeltepunkt

342–344 ° C (spaltning)

pK s verdi
  • p K S, COOH = 2,20
  • p K S, NH 3 + = 9.11
  • p K S, Ph-OH = 10,07
  • pI = 5,66
løselighet
  • Lett løselig i syrer og baser
  • lite løselig i vann (0,38 g l −1 ved 20 ° C)
  • uoppløselig i etanol, eter og aceton
sikkerhetsinstruksjoner
GHS faremerking
07 - Advarsel

Fare

H- og P-setninger H: 315-319-335
P: 261-305 + 351 + 338
Toksikologiske data

5110 mg kg -1 ( LD 50musoral )

Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er angitt, gjelder oppgitte data standardbetingelser .

Tyrosin (forkortet Tyr eller Y ) i sin naturlige L- form er en ikke- essensiell proteinogen α - aminosyre som finnes i de fleste proteiner . Tyrosin er utgangsstoffet for biosyntese av DOPA , dopamin , katekolaminer , melanin , tyroksin og tyramin . Hos mange dyr foregår biosyntese fra den essensielle aminosyren fenylalanin ; svekkelse av denne banen kan utløse en rekke mangler.

Isomerer

Tyrosin har et stereosenter, så det er to enantiomerer . Hvis “tyrosin” er nevnt i denne teksten eller i den vitenskapelige litteraturen uten noe ekstra navn ( prefiks ), menes det naturlig forekommende L- tyrosin.

Tyrosin-enantiomerer
Etternavn L- yrosin D- tyrosin
andre navn ( S ) - (-) - tyrosin ( R ) - (+) - tyrosin
Strukturell formel L-tyrosin D-tyrosin
CAS-nummer 60-18-4 556-02-5
556-03-6 (uspes.)
EF-nummer 200-460-4 209-112-6
209-113-1 (uspes.)
ECHA- infokort 100.000.419 100,008,285
100.008.286 (uspes.)
PubChem 6057 71098
1153 (uspes.)
DrugBank DB00135 -
- (uspes.)
FL-nummer 17,022 -
Wikidata Q188017 Q16082044
Q27102882 (uspes.)

Hendelse

L- yrosin ble isolert fra ost i 1846 og oppkalt etter den

L- tyrosin ble først karakterisert av Justus von Liebig i 1846 som en proteinkomponent av ost ( gammelgresk τύρος týros , ost '), derav navnet er avledet. Det finnes i store mengder i kasein .

Følgende eksempler gir en oversikt over tyrosininnholdet og relaterer hver til 100 g av maten; prosentandelen tyrosin i det totale proteinet er også gitt:

Mat per 100 g protein Tyrosin andel av
Svin, rå 20,95 g 0 797 mg 3,8%
Kyllingbrystfilet, rå 21,23 g 0 765 mg 3,6%
Laks, rå 20,42 g 0 759 mg 3,7%
Kyllingegg 12,56 g 0 499 mg 4,0%
Kumelk, 3,7% fett 0 3,28 g 0 158 mg 4,8%
Gresskarfrø 30,23 g 1093 mg 3,6%
Valnøtter 15,23 g 0 406 mg 2,7%
hvetemel 10,33 g 0 312 mg 3,0%
Fullkornsmel 0 6,93 g 0 282 mg 4,1%
Ris, avskallet 0 7,94 g 0 298 mg 3,8%
Soyabønner, tørket 36,49 g 1539 mg 4,2%
Erter, tørket 24,55 g 0 711 mg 2,9%

Alle disse matvarene inneholder nesten utelukkende kjemisk bundet L- tyrosin som proteinkomponent, men ikke noe gratis L- tyrosin.

eiendommer

Som en monomer

Avhengig av pH-verdien kan tyrosin være tilstede som et "indre salt" eller zwitterion . Det proton av den karboksygruppe fester seg til det frie elektronparet av nitrogenatomet av aminogruppen :

L- yrosin (til venstre) og D- yrosin som zwitterioner

Zwitterionene vandrer ikke i det elektriske feltet fordi de er ladet ut på utsiden. Det isoelektriske punktet er pH = 5,66 for tyrosin; ved denne pH-verdien har den sin laveste løselighet i vann.

Isolert L- tyrosin fluorescerer - som mange andre aromatiske forbindelser - når de blir begeistret med UV-lys .

Med en passende diazokomponent danner tyrosin et rødt azofargestoff og kan således påvises kvalitativt ved bruk av Pauly-reaksjonen .

I proteiner

Den L -tyrosin er et proteinogene aminosyrer. Det kreves som en byggestein for bygging av mange proteiner under oversettelse .

L- tyrosin er særlig viktig i proteiner som er involvert i signaltransduksjonsprosesser . Det fungerer her som en mottaker av fosfatgrupper , som overføres av proteinkinaser og endrer aktiviteten til målproteinet, en reseptor (se reseptortyrosinkinaser ).

L- tyrosin spiller også en viktig rolle i fotosyntese ved å redusere oksidert klorofyll som elektrondonor i fotosystem II . Den mister opprinnelig protonet av sin fenoliske OH- gruppe, blir en nøytral radikal , og reduseres deretter igjen av den quadricuclear mangan-klyngen i fotosystem II .

metabolisme

biogenese

Biosyntese av tyrosin fra prephenat i shikiminsyreveien

Planter og de fleste mikroorganismer syntetiserer tyrosin i shikiminsyreveien via korisminsyre . Etter omleggingen av korismat til prephenat, produseres 4-hydroksyfenylpyruvat ved hjelp av en prephenate dehydrogenase, hvorfra tyrosin dannes ved transaminering under påvirkning av en transaminase .

I dyreorganismen produseres tyrosin ved biopterinavhengig 4- hydroksylering på fenylringen av L - fenylalanin . Enzymet som katalyserer denne reaksjonen er fenylalaninhydroksylase ( EC 1.14.16.1 ), en monooxygenase . Det kreves et oksygenmolekyl (O 2 ), og denne reaksjonen skaper et vannmolekyl (H 2 O). Forløperen, den essensielle aminosyren L- fenylalanin, tas inn med mat.  

L- tyrosinmangel kan oppstå som et resultat av fenylketonuri (PKU) . L - fenylalanin inntatt gjennom mat kan ikke hydroxyleres riktig i paraposisjonen , slik at det ikke kan dannes noe L- tyrosin fra fenylalanin. I dette tilfellet må L- tyrosin kropp mates for å være.

Biosyntese av tyrosin fra fenylalanin og biologisk viktige derivater

Forløper

Tyrosin fungerer som et utgangsmateriale ( forløper ) for biosyntese av forskjellige andre stoffer.

DOPA er i sin tur en forløper for forskjellige nevrotransmittere så vel som for melanin . I den binyremarg , muliggjør dekarboksylase produksjon av katekolaminer adrenalin og noradrenalin , som slippes ut i blodet som messenger stoffer. Produksjonen av dopamin fra DOPA foregår i membranen i nerveceller. Melanin fra DOPA produseres og frigjøres spesielt av melanocytter i huden og i pigmentcellene i øynene , der det lagres.

Patofysiologi

I tilfelle av nitrosative spenning , peroksynitritt og tyrosin blir omdannet til nitrotyrosine ved hjelp av nukleofil, aromatisk substitusjon . Nitrotyrosin brukes i laboratoriediagnostikk som en biomarkør for nitrosativ stress eller apoptose (programmert celledød).

Demontering

Nedbrytningen av L -yrosine ( para -hydroxyphenylalanine) begynner med et α-ketoglutarat -avhengig transaminering av L- tyrosin -transaminase ( EC  2.6.1.5 ) til p -hydroksyfenyl pyruvat .

Nedbrytningen av L- yrosin til acetoacetat og fumarat . Det kreves to dioksygenaser for nedbrytningsveien . Sluttproduktene kan strømme inn i sitronsyresyklusen .

Det neste trinnet katalyseres av 4-hydroksyfenylpyruvat dioksygenase ( EC  1.13.11.27 ) med innlemmelse av oksygen og avspaltning av CO 2 for å danne homogenatet (2,5-dihydroksyfenyl-1-acetat). For å dele den aromatiske ringen til homogenatet, kreves en annen dioxygenase, homogenatet oxygenase ( EC  1.13.11.5 ). Den maleyl acetoacetat dannes ved innlemmelse av en ytterligere O- 2 molekyl .

Med de Maleylacetacetat- cis - trans - isomerase ( EC  5.2.1.2 ) er dannet i dette tilfellet Fumarylacetat ved rotasjon av det resulterende oksidasjons (fra hydroksylgruppen) karboksygruppe . Denne cis-trans- isomerasen inneholder glutation som koenzym . Fumarylacetoacetat kan endelig spaltes av fumarylacetoacetathydrolasen gjennom vannretensjon.

Dette frigjør fumarat (også en metabolitt av sitratsyklusen ) og acetoacetat (butano (3) en syre). Acetoacetat er et ketonlegeme som aktiveres med succinyl-CoA og kan deretter omdannes til to molekyler av acetyl-CoA (for sitronsyresyklus og fettsyresyntese ).

applikasjoner

Tyrosin er en forløper for nevrotransmittere , spesielt dopamin og noradrenalin . Ved å øke inntaket av tyrosin, kan syntese midlertidig økes betydelig i omtrent en halv time. Dette har imidlertid bare en liten innflytelse på stemningen. Trinnet som bestemmer omdannelseshastigheten i stoffskiftet katalyseres og begrenses av tyrosinhydroksylase , og derfor er effekten mindre enn når du tilsetter L-DOPA . Det er kjent fra dyreforsøk at deres enzymaktivitet reduseres kraftig ved høye doser tyrosin på grunn av overflødig hemming av substratet , slik at dopaminnivået synker.

Noen studier fant en fordel under stress , kulde eller tretthet. En økning i ytelse i utholdenhetsidretter (en og en halv times sykling) gjennom tyrosininntak kunne ikke bestemmes, men gjennom karbohydratinntak.

Den kost tilførsel av L- tyrosin tjener som substitusjonsterapi eller supplementering i tilfelle av mangel, f.eks B. i fenylketonuri , ellers resulterer en underproduksjon av melanin ( albinisme ) og L - tyroksin ( kretinisme ). I tillegg kan det være problemer i produksjonen av katekolaminer .

I tillegg, L- har tyrosin vært brukt i mange år som en adjuvant depot bærer i spesifikk subkutane immunterapi (scit) på grunn av dets protein adsorberende egenskaper . Sammenlignet med andre depotbærere som aluminiumhydroksid eller kalsiumfosfat , kjennetegnes L- tyrosin blant annet av fordelen av å være fullstendig metaboliserbar og en kortere halveringstid på 48 timer på injeksjonsstedet.

Produksjon

Den sure hydrolyse av keratin-holdige proteiner resulterer i et protein-hydrolysat etter nøytralisering, som består av ca 20 proteinogene a-aminosyrer. En fraksjon rik på L - cystin og L- tyrosin kan oppnås fra dette ved å skille av de lett vannløselige aminosyrene, siden L- cystin og L- tyrosin bare er lett løselig i vann. L- tyrosin oppnås kommersielt ved bruk av denne enkle separasjonsmetoden.

litteratur

  • Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: Biochemistry. 5. utgave. Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg 2003, ISBN 3-8274-1303-6 .

weblenker

Commons : Tyrosine  - samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. a b c d Oppføring på l-tyrosin. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 21. juni 2014.
  2. a b Dataark (S) - (-) - Tyrosin (PDF) fra Merck , åpnet 13. mars 2010.
  3. ^ A b F. A. Carey: Organisk kjemi. 5. utgave. McGraw-selskapene, 2001, s. 1059, lenke
  4. a b Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Aminosyrer, peptider, proteiner. Verlag Chemie, Weinheim 1982, ISBN 3-527-25892-2 , s. 40.
  5. a b Oppføring av tyrosin i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 23. juli 2016. (JavaScript kreves)
  6. ^ Oppføring av tyrosin i DrugBank ved University of Alberta
  7. a b Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Aminosyrer, peptider, proteiner. Verlag Chemie, Weinheim 1982, ISBN 3-527-25892-2 , s. 19.
  8. næringsdatabase fra US Department of Agriculture , 23. utgave.
  9. Studentoppgave: CHEMKON 3/2018 . I: CHEMKON . teip 25 , nei. 3. juni 2018, s. 121–122 , doi : 10.1002 / ckon.201880371 .
  10. JM Berg, JL Tymoczko, L. Stryer: Biochemistry. 6. utgave. Spektrum Akademischer Verlag, München 2007, ISBN 978-3-8274-1800-5 , s. 747f, 773ff.
  11. W AW Abu-Qare, MB Abou-Donia: Biomarkører for apoptose: frigjøring av cytokrom c, aktivering av caspase-3, induksjon av 8-hydroksy-2'-deoksyguanosin, økt 3-nitrotyrosin og endring av p53-genet. I: J Toxicol konvolutt Helse Pt B Crit Rev . Bind 4, 2001, s. 313-332. PMID 11503418 .
  12. DD Rasmussen, B. Ishizuka, ME Quigley, SS Yen: Effekter av tyrosin og tryptofaninntak på plasmakatekolamin og 3,4-dihydroksyfenyleddiksyre-konsentrasjoner . I: J. Clin. Endokrinol. Metab. teip 57 , nr. 4 , 1983, s. 760-763 , doi : 10.1210 / jcem-57-4-760 , PMID 6885965 .
  13. PD Leathwood, P. Pollet: Kostinduserte humørsvingninger i normale populasjoner . I: Journal of Psychiatric Research . teip 17 , nr. 2 , 1982, s. 147-154 , doi : 10.1016 / 0022-3956 (82) 90016-4 , PMID 6764931 .
  14. a b J. B. Deijen, JF Orlebeke: Effekt av tyrosin på kognitiv funksjon og blodtrykk under stress . I: Brain Res. Bull. Band 33 , nei 3 , 1994, s. 319-323 , doi : 10.1016 / 0361-9230 (94) 90200-3 , PMID 8293316 .
  15. ^ HR Lieberman, S. Corkin, BJ Spring, RJ Wurtman, JH Growdon: Effektene av forløpere for nevrotransmitter i kosten på menneskelig atferd . I: Am J Clin Nutr. teip 42 , nei 2 , 1985, s. 366-370 , PMID 4025206 .
  16. a b T. D. Chinevere, RD Sawyer, AR Creer, RK Conlee, AC Parcell: Effekter av L-tyrosin og karbohydratinntak på utholdenhetsøvelse. I: Tidsskrift for anvendt fysiologi. Volum 93, nummer 5, november 2002, s. 1590-1597, doi: 10.1152 / japplphysiol.00625.2001 . PMID 12381742 .
  17. HK Strüder, W. Hollmann, P. Platen, M. Donike, A. Gotzmann, K. Weber: Innflytelse av paroksetin, forgrenede aminosyrer og tyrosin for nevroendokrine system respons og tretthet hos mennesker . I: Horm. Metab. Res. Bånd 30 , nei 4 , 1998, s. 188-194 , doi : 10.1055 / s-2007-978864 , PMID 9623632 .
  18. ^ JR Thomas, PA Lockwood, A. Singh, PA Deuster: Tyrosin forbedrer arbeidsminnet i et multitasking-miljø . I: Pharmacol. Biochem. Oppfør deg. teip 64 , nei. 3 , 1999, s. 495-500 , doi : 10.1016 / S0091-3057 (99) 00094-5 , PMID 10548261 .
  19. Abdulla A.-B. Badawy, David L. Williams: Forbedring av rottehjernekatekolaminsyntese ved administrering av små doser tyrosin og bevis for substrathemming av tyrosinhydroksylaseaktivitet ved store doser av aminosyren. I: Biochemical Journal. Volum 206, nr. 1, juli 1982, s. 165-168; doi: 10.1042 / bj2060165 .
  20. El Noelene S. Quinsey, Anh Q. Luong, Phillip W. Dickson: Mutasjonsanalyse av underlagshemming i tyrosinhydroksylase. I: Journal of Neurochemistry. Volum 70, nr. 5, november 1998, s. 2132-2138; doi: 10.1046 / j.1471-4159.1998.71052132.x .
  21. ^ A b S. Hao, Y. Avraham, O. Bonne, EM Berry: Separasjonsindusert vekttap, nedsatt vekslingsadferd og autonom tone: effekter av tyrosin . I: Pharmacol. Biochem. Oppfør deg. teip 68 , nr. 2 , 2001, s. 273-281 , doi : 10.1016 / S0091-3057 (00) 00448-2 , PMID 11267632 .
  22. ^ RA Magill, WF Waters, GA Bray, J. Volaufova, SR Smith, HR Lieberman, N. McNevin, DH Ryan: Effekter av tyrosin, fentermin, koffein D-amfetamin og placebo på kognitive og motoriske ytelsesunderskudd under søvnmangel . I: Ernæringsmessig nevrovitenskap . teip 6 , nei 4 , 2003, s. 237-246 , doi : 10.1080 / 1028415031000120552 , PMID 12887140 .
  23. F DF Neri, D. Wiegmann, RR Stanny, SA Shappell, A. McCardie, DL McKay: Effektene av tyrosin på kognitiv ytelse under utvidet våkenhet . I: Luftfart, rom og miljømedisin . teip 66 , nr. 4 , 1995, s. 313-319 , PMID 7794222 .
  24. DK Reinstein, H. Lehnert, RJ Wurtman: Tyrosin i kosten undertrykker økningen i plasmakortikosteron etter akutt stress hos rotter . I: Life Sci. teip 37 , nr. 23. 1985, s. 2157-2163 , doi : 10.1016 / 0024-3205 (85) 90566-1 , PMID 4068899 .
  25. JB Deijen, CJ Wientjes, HF Vullinghs, PA Cloin, JJ Langefeld: Tyrosin forbedrer kognitiv ytelse og reduserer blodtrykket hos kadetter etter en ukes kampkurs . I: Brain Res. Bull. Band 48 , nei. 2 , 1999, s. 203-209 , doi : 10.1016 / S0361-9230 (98) 00163-4 , PMID 10230711 .
  26. ^ CR Mahoney, J. Castellani, FM Kramer, A. Young, HR Lieberman: Tyrosintilskudd demper arbeidshukommelsesreduksjoner under kuldeeksponering . I: Fysiologi og atferd . I TRYKK, Nei 4 , 2007, s. 575-582 , doi : 10.1016 / j.physbeh.2007.05.003 , PMID 17585971 .
  27. P. Baldrick, D. Richardson, AW Wheeler: Gjennomgang av L-tyrosin som bekrefter dens sikker human anvendelse som et adjuvans. I: J. Appl. Toxicol. Volum 22, 2002, s. 333-344, doi: 10.1002 / jat.869 .
  28. Yoshiharu Izumi, Ichiro Chibata og Tamio Itoh: Produksjon og bruk av aminosyrer. I: Angewandte Chemie . Volum 90, 1978, s. 187-194, doi: 10.1002 / anie.19780900307 .