LIZIN: JELLEMZŐK, SZERKEZET, FUNKCIÓK, BIOSZINTÉZIS - BIOLÓGIA - 2026

A lizin (Lys, K) vagy a -diamino-kaproinsav - az a 22 aminosav közül, amelyek az élő szervezetek és az emberek fehérjéiből állnak - létfontosságúnak tekinthető, mivel nincs útja a bioszintézishez.

Drechsel 1889-ben fedezte fel a kazeinogén hidrolízisének (bomlásának) termékeként. Évekkel később, Fischer, Siegfried és Hedin megállapította, hogy része a fehérjéknek, például a zselatinnak, a tojásalbuminnak, a konglutinnak, a fibrinnek és más fehérjéknek.

A lizin aminosav kémiai szerkezete (Forrás: Borb, a Wikimedia Commons segítségével)

Előfordulását később kimutatták a csírázó palántákban és a vizsgált növényi fehérjék többségében, amellyel meghatározták az összes sejtfehérje általános alkotó elemének bőségét.

A gabonagazdag étrend egyik legfontosabb "korlátozó" aminosavjának tekintik, ezért úgy gondolják, hogy ez befolyásolja a világ különböző fejletlen népességei által fogyasztott fehérjetartalom minőségét.

Néhány tanulmány kimutatta, hogy a lizinbevitel elősegíti az inzulin és glükagon hormonok termelődését és felszabadulását, amelyek fontos hatással vannak a test energiacseréjére.

jellemzők

A lizin pozitív töltésű α-aminosav, molekulatömege 146 g / mol, oldalsó láncának disszociációs állandója (R) értéke 10,53, ami azt sugallja, hogy fiziológiai pH mellett szubsztituált aminocsoportja teljesen ionizálódik, és az aminosavnak nettó pozitív töltése van.

Előfordulása a különféle típusú élő szervezetek fehérjéiben megközelíti a 6% -ot, és számos szerző szerint a lizin elengedhetetlen a szövetek növekedéséhez és megfelelő helyrehozásához.

A sejtek nagy mennyiségű lizinszármazékot tartalmaznak, amelyek számosféle élettani funkciót látnak el. Ezek között a hidroxilizin, metil-lizin és mások.

Ez egy ketogén aminosav, amely azt sugallja, hogy metabolizmusa révén a közbenső szubsztrátok szénvázai a molekulák, például az acetil-CoA képződésének útjaihoz képződnek, és ezt követően a májban ketontestek képződnek.

Más esszenciális aminosavakkal ellentétben ez nem glükogén aminosav. Más szavakkal, lebomlása nem ér véget a glükóztermelő útvonalak közvetítőinek előállításával.

Szerkezet

A lizint a bázikus aminosavak csoportjába sorolják, amelynek oldallánca pozitív töltéssel rendelkező ionizálható csoportokkal rendelkezik.

Oldalsó lánca vagy R csoportja tartalmaz egy második primer aminocsoportot, amely az alifás lánc ε helyzetében a szénatomhoz kapcsolódik, következésképpen a neve "ε-aminokapró".

A-szénatommal rendelkezik, amelyhez hidrogénatom, aminocsoport, karboxilcsoport és az R oldallánc kapcsolódik, amelyet a (-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3 +) molekuláris képlet jellemez.

Mivel az oldalsó láncon három metiléncsoport van, és bár a lizinmolekulának pozitív töltésű aminocsoportja van fiziológiai pH mellett, ez az R csoport erős hidrofób tulajdonsággal rendelkezik, ezért gyakran "eltemetik" a fehérjeszerkezetekben., csak az ε-aminocsoportot hagyja ki.

A lizin oldalsó láncában lévő aminocsoport nagyon reakcióképes és általában sok enzimatikus aktivitású fehérje aktív központjában részt vesz.

Jellemzők

A lizin, mivel nélkülözhetetlen aminosav, mikrotápanyagként több funkciót tölt be, főleg az emberekben és más állatokban, de metabolitja is különböző szervezetekben, például baktériumokban, élesztőben, növényekben és algákban.

Az oldalsó lánca, különösen a szénhidrogén lánchoz kapcsolt ε-aminocsoport jellemzői, amelyek képesek hidrogénkötéseket képezni, különleges tulajdonságokat kölcsönöz annak, hogy részt vesz a különféle típusú enzimek katalitikus reakciójában.

Nagyon fontos az izmok normális növekedéséhez és átalakításához. Ezenkívül ez a karnitin prekurzor molekulája, amely a májban, az agyban és a vesében szintetizált vegyület, amely felelős a zsírsavaknak a mitokondriumokba történő energiaszállításához.

Ez az aminosav szintén szükséges a kollagén szintéziséhez és képződéséhez, amely az emberi test kötőszöveti rendszerének fontos fehérje, ezért hozzájárul a bőr és a csontok szerkezetének fenntartásához.

Kísérletileg felismert funkcióval rendelkezik:

- A belek védelme a stresszes ingerekkel, a bakteriális és vírusos kórokozókkal való szennyeződésekkel stb.

- Csökkentse a krónikus szorongás tüneteit

- Elősegítik a csecsemők növekedését, akik alacsony színvonalú étrend mellett nőnek fel

bioszintézise

Az emberek és más emlősök nem képesek szintetizálni a lizin aminosavat in vivo, ezért emiatt kell az élelmiszerekkel bevett állati és növényi fehérjékből előállítaniuk.

A lizin bioszintézisének két különböző útja fejlődött ki a természetes világban: az egyiket "alacsonyabb" baktériumok, növények és gombák, az eugleneideket és "magasabb" gombákat használják.

Lizin bioszintézis növényekben, alsó gombákban és baktériumokban

Ezekben a szervezetekben a lizint diaminopimelinsavból nyerik egy 7-lépéses úton, kezdve a piruváttal és az aszpartát-semialdehiddel. Például baktériumok esetében ez az út lizin előállítását foglalja magában (1) fehérje szintézis, (2) diaminopimelate szintézis és (3) lizin szintézis céljára, amelyet a peptidoglikán sejtfalában alkalmaznak.

Az aszpartát az organizmusokban, amelyek ezt az utat mutatják, nemcsak lizint termel, hanem metionin és treonin képződéséhez is vezet.

Az út aszpartát-semialdehidként különbözik a lizin előállításához és a homoserinné, amely a treonin és a metionin előfutára.

Lizin bioszintézis magasabb és euglenid gombákban

A de novo lizin szintézise a magasabb gombákban és az euglenid mikroorganizmusokban az közbenső L-α-aminoadipáton keresztül történik, amely számos alkalommal transzformálódik különböző módon, mint a baktériumokban és a növényekben.

Az út 8 enzimatikus lépésből áll, amelyek 7 szabad közbenső terméket tartalmaznak. Az út első fele a mitokondriumokban zajlik, és az α-aminoadipát szintézisét érinti. Az α-aminoadipát L-lizinné alakulása később megtörténik a citoszolban.

- Az út első lépése az α-ketoglutarát és az acetil-CoA molekulák kondenzációja a homocitrát szintáz enzimmel, amely homocictric savat eredményez.

- A homociklikus savat cisz-homoakonitsavvá dehidrálják, amelyet homoakonitáz enzimmel homoizociklikus savmá alakítanak.

- A homoizocitrinsavat a homoizocitrát dehidrogenáz segítségével oxidálják, ezáltal átmenetileg kialakul az oxoglutarát, amely elveszíti egy szén-dioxid (CO2) molekulát, és α-katoadipinsavvá válik.

- Ezt az utolsó vegyületet egy glutamát-függő folyamat transzaminálja, az amino-adipát-aminotranszferáz enzim hatására, amely L-α-aminoadipinsavat állít elő.

- Az L-α-aminoadipinsav oldalláncát redukálva L-α-aminoadipin-δ-semialdehidsavvá válik egy aminoadipát-reduktáz hatására, amely reakció ATP-t és NADPH-t igényel.

- A sacropin-reduktáz ezután katalizálja az L-α-aminoadipinsav-δ-semialdehid kondenzációját egy L-glutamát molekulával. Ezt követően az imino redukálódik, és szukropint kapunk.

- Végül a szacharopin glutamát részében lévő szén-nitrogén kötést "szétzúzza" a szacharopin dehidrogenáz enzim, így L-lizint és α-ketoglutarátsavat kap végtermékként.

Alternatívák a lizinre

A növekedési időszakban patkányokkal végzett kísérleti vizsgálatok és elemzések lehetővé tették annak kiderítését, hogy az ε-N-acetil-lizin helyettesítheti a lizint az utódok növekedésének támogatása érdekében, és ennek köszönhetően egy enzim van jelen: ε-lizin-aciláz.

Ez az enzim katalizálja az ε-N-acetil-lizin hidrolízisét lizin előállításáért, és ezt nagyon gyorsan és nagy mennyiségben végzi el.

A lebomlás

Az összes emlős fajban a lizin lebomlásának első lépését a lizin-2-oxoglutarát reduktáz enzim katalizálja, amely képes a lizinből és az α-oxoglutarátból szacharopint alakítani, amely az állati élettani folyadékokban jelen lévő aminosav-származék a létezést a 60-as évek végén bizonyították.

A szukropint a szacharopin-dehidrogenáz enzim hatására α-aminoadipát δ-semialdehiddé és glutamáttá alakítják. Egy másik enzim szintén képes szacropint alkalmazni szubsztrátumként, hogy azt hidrolizálja lizinné és α-oxoglutaráttá, és ezt szacharopin-oxidoreduktáznak nevezik.

A szukropinnak, amely a lizin lebontásának egyik fő metabolikus közbenső terméke, fiziológiás körülmények között rendkívül magas a fluktuáció, ezért nem halmozódik fel folyadékokban vagy szövetekben, ezt a magas aktivitások mutatják szacharopin-dehidrogenáz.

A lizin metabolizmusában részt vevő enzimek mennyisége és aktivitása azonban nagymértékben függ az egyes fajok különféle genetikai szempontjaitól, mivel vannak belső változások és specifikus kontroll vagy szabályozási mechanizmusok.

"Sacaropinuria"

Van olyan kóros állapot, amely az aminosavak, például lizin, citrullin és hisztidin bőséges veszteségével jár a vizelettel, és ezt szacharopinuria néven ismerték. A szukropin a lizin metabolizmusának egy aminosavszármazéka, amely a "sacropinurikus" betegek vizeletében említett három aminosavval együtt kiválasztódik.

A szukropint először a sörélesztőben fedezték fel, és ezekben a mikroorganizmusokban a lizin előfutára. Más eukarióta szervezetekben ez a vegyület a lizin lebomlásakor képződik a májsejtek mitokondriumaiban.

Lizinben gazdag élelmiszerek

A lizint az étrendben fogyasztott élelmiszerekből nyerik, és egy átlagos felnőtt embernek legalább 0,8 g-ra van szüksége naponta. Számos állati eredetű fehérjében található, különösen a vörös húsokban, például marha-, bárány- és csirkehúsban.

A halakban, például a tonhalban és a lazacban, valamint a tenger gyümölcseiben, például osztrigaban, garnélarákban és kagylóban található meg. Ez szintén jelen van a tejtermékek alkotóelemeiben és származékaikban.

A növényi ételekben burgonya, paprika és póréhagyma található. Az avokádóban, az őszibarackban és a körteben is megtalálható. Hüvelyesekben, például vesebabban, csicseriborsóban és szójababban; tökmagban, makadamia-dióban és kesudióban (kesztyű, kesudió stb.).

A bevitel előnyei

Ezt az aminosavat számos tápanyag-összetételű gyógyszer tartalmazza, azaz a természetes vegyületekből, különösen a növényekből izolálva.

Antikonvulzánsként alkalmazzák, és kimutatták, hogy hatékonyan gátolja az 1. típusú Herpes Simplex vírus (HSV-1) replikációját is, amely rendszerint stressz idején jelentkezik, amikor az immunrendszer depressziós vagy hólyagokként „gyengült”. vagy herpesz az ajkakon.

Az L-lizin-kiegészítők hatékonysága a megfázás kezelésére annak a ténynek köszönhető, hogy az "arginint" versenyezte vagy blokkolja ", egy másik fehérje aminosavat, amely szükséges a HSV-1 szaporodásához.

Megállapítást nyert, hogy a lizinnek anxi-anolitikus hatásai is vannak, mivel segít blokkolni azokat a receptorokat, amelyek részt vesznek a különféle stresszes ingerekre adott válaszokban, amellett, hogy részt vesznek a kortizol, a „stresszhormon” szintjének csökkentésében.

Egyes tanulmányok kimutatták, hogy hasznos lehet a rákos daganatok növekedésének gátlására, a szem egészségére, többek között a vérnyomás szabályozására.

Állatokban

A macskaféle herpeszvírus-fertőzések kezelésének közös stratégiája a lizin-kiegészítés. Néhány tudományos publikáció azonban megállapítja, hogy ennek az aminosavnak macskafélékben nincs vírusellenes tulajdonsága, hanem az arginin koncentrációjának csökkentésével hat.

A csecsemők egészségéről

A csecsemők tejébe a szoptatás ideje alatt hozzáadott L-lizin kísérleti bevitele kedvező hatással van a testtömeg növelésére és a gyermekek étvágyának indukálására a szülés utáni fejlődés első szakaszában.

Az L-lizin felesleg azonban az aminosavak túlzott vizeletkiválasztását idézheti elő, mind semleges, mind bázikus tulajdonságokkal, ami a test egyensúlyhiányához vezet.

Az L-lizin-túlzott pótlás növekedés szuppresszióhoz és más nyilvánvaló szövettani hatásokhoz vezethet a fő szervekben, valószínűleg az aminosavak vizeletvesztés miatt.

Ugyanebben a vizsgálatban azt is kimutatták, hogy a lizin-kiegészítés javítja az elfogyasztott növényi fehérjék táplálkozási tulajdonságait.

A Ghánában, Szíriában és Bangladesben felnőtteknél és mindkét nemű gyermekeken végzett hasonló hasonló tanulmányok a lizinbevitel jótékony tulajdonságait mutatták ki a gyermekek hasmenésének csökkentésére, valamint felnőtt férfiak néhány halálos légzési állapotának csökkentésére.

Lizinhiányos rendellenességek

A lizin, mint minden nélkülözhetetlen és nélkülözhetetlen aminosav, szükséges a sejtfehérjék helyes szintéziséhez, amelyek hozzájárulnak a test szervrendszerének kialakulásához.

Az étrendben a lizin jelentős hiányosságai, mivel ez egy esszenciális aminosav, amelyet a szervezet nem termel, a szerotonin által közvetített szorongásos tünetek kialakulásához vezethet, a hasmenés mellett, a szerotonin receptorokkal összefüggésben is.

Irodalom

1. Bol, S. és Bunnik, EM (2015). A lizin-kiegészítés nem hatásos a macska herpeszvírus 1 fertőzésének megelőzésében vagy kezelésében: Szisztematikus felülvizsgálat. BMC Állatorvosi Kutatás, 11. (1).
2. Carson, N., Scally, B., Neill, D., és Carré, I. (1968). Saccharopinuria: a lizin-anyagcsere új veleszületett hibája. Nature, 218, 679.
3. Colina R, J., Díaz E, M., Manzanilla M., L., Araque M, H., Martínez G., G., Rossini V., M., és Jerez-Timaure, N. (2015). Az emészthető lizinszintek értékelése a sertések befejezésekor nagy energia sűrűségű étrendben. Az MVZ Córdoba magazin, 20 (2), 4522.
4. Fellows, BFCI és Lewis, MHR (1973). Lizin metabolizmus emlősökben. Biochemical Journal, 136, 329-334.
5. Fornazier, RF, Azevedo, RA, Ferreira, RR és Varisi, VA (2003). Lizin katabolizmus: Áramlás, metabolikus szerep és szabályozás. Brazilian Journal of Plant Physiology, 15. (1), 9–18.
6. Ghosh, S., Smriga, M., Vuvor, F., Suri, D., Mohammed, H., Armah, SM, és Scrimshaw, NS (2010). A lizinpótlás hatása az egészségre és a morbiditásra a ghánai Accra városában, szegény városok körében. American Journal of Clinical Nutrition, 92. (4), 928–939.
7. Hutton, Kalifornia, Perugini, MA és Gerrard, JA (2007). A lizin bioszintézisének gátlása: Az antibiotikumok fejlődő stratégiája. Molecular BioSystems, 3 (7), 458–465.
8. Kalogeropoulou, D., LaFave, L., Schweim, K., Gannon, MC, és Nuttall, FQ (2009). A lizin bevétele jelentősen gyengíti a felszívott glükózra adott vércukorszint-választ, az inzulinválasz megváltozása nélkül. American Journal of Clinical Nutrition, 90 (2), 314–320.
9. Nagai, H. és Takeshita, S. (1961). Az L-lizin kiegészítés táplálkozási hatása a csecsemők és gyermekek növekedésére. Paediatria Japonica, 4 (8), 40–46.
10. O'Brien, S. (2018). Healthline. Beolvasva 2019. szeptember 4-én, a www.healthline.com/nutrition/lysine-benefits webhelyről
11. Zabriskie, TM, és Jackson, MD (2000). Lizin bioszintézis és metabolizmus a gombákban. Természetes termékjelentések, 17. (1), 85–97.