VALIN: TULAJDONSÁGOK, FUNKCIÓK, GAZDAG ÉTELEK, ELŐNYÖK - BIOLÓGIA - 2026

A valin a 22 aminosavhoz tartozik, amelyeket a fehérjék "bázikus" komponenseinek azonosítottak; a "Val" betűszóval és "V" betűvel azonosítják. Ezt az aminosavat az emberi test nem képes szintetizálni, ezért a kilenc ember számára nélkülözhetetlen aminosav csoportjába sorolja.

Számos globális proteinben gazdag belső tér van valin- és leucinmaradékokkal, mivel ezek mind hidrofób kölcsönhatásokkal járnak, és nélkülözhetetlenek a fehérjék szerkezetének hajtogatásához és háromdimenziós konformációjához.

A Valine aminosav kémiai szerkezete (Forrás: Clavecin a Wikimedia Commons segítségével)

A valint először 1856-ban V. Grup-Besanez tisztította a hasnyálmirigy vizes kivonatából. Azonban a „valin” nevet E. Fisher 1906-ban hozta létre, amikor sikerült azt mesterségesen szintetizálni és megfigyelte, hogy szerkezete nagyon hasonlít a valerinsavhoz, amelyet a növényekben általában „valeriannak” hívnak.

A valin az egyik aminosav, amelyet bizonyos gerincesek által megosztott fehérjék konzervatív pozícióiban talál, például a gerinces citokróm C 80. helyzetében, a leucint, a valint, az izoleucint és a metionint azonos sorrendben találják.

Nagy mennyiségű valint találnak olyan szövetekben vagy biológiai anyagokban, amelyek rezisztens, kemény és elasztikus tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például szalagok, inak, erek, szálak vagy pókhálók, amelyek rugalmasságot és ellenállást biztosítanak más aminosavakkal való hidrofób kölcsönhatásainak köszönhetően.

A glutamát maradék helyettesítése a valin maradékkal a hemoglobin β láncában, amely fehérje az oxigén vér útján történő szállításáért felelős, a fehérje szerkezetében rossz képződést eredményez, ami "S" hemoglobint eredményez.

Ez a mutáció sarlósejtes vérszegénységet vagy sarlósejtes betegséget okoz, olyan kóros állapotot, amelyben a vörösvértestek jellegzetes félhold vagy sarló alakúak, és megkülönböztetik őket a normál vérsejtektől, lekerekített és lapos megjelenéssel.

A manapság leggyakrabban használt herbicidek hatóanyagként szulfonilkarbamidot és metil-szulfometuront tartalmaznak, amelyek károsítják az acetolaktát-szintáz enzimet, amely a valin, leucin és izoleucin szintézisének első lépéséhez szükséges. Ezen peszticidek által okozott károk megakadályozzák a fű és a gyomok normál fejlődését.

jellemzők

A valin egy öt szénvázas aminosav, amely az alifás oldalláncokkal rendelkező aminosavak csoportjába tartozik. Hidrofób jellege olyan, hogy összehasonlítható a fenilalanin, a leucin és az izoleucinéval.

Az aminosavak, amelyek szénhidrogénláncokat tartalmaznak R csoportokban vagy oldalláncokban, az irodalomban általában elágazó vagy elágazó láncú aminosavakként ismertek. Valin, fenilalanin, leucin és izoleucin tartoznak ebbe a csoportba.

Általában ennek a csoportnak az aminosavait használják belső szerkezeti elemekként a fehérje szintézisében, mivel hidrofób kölcsönhatások révén kapcsolódhatnak egymáshoz, "elmenekülnek" a vízből és létrehozhatják a sok fehérjére jellemző szerkezeti redőket.

Molekulatömege körülbelül 117 g / mol, és mivel R-csoportja vagy oldallánca elágazó szénhidrogén, nincs töltése, és a fehérjeszerkezetekben relatív jelenléte alig haladja meg a 6% -ot.

Szerkezet

A Valine megosztja az összes aminosav általános szerkezetét és három tipikus kémiai csoportját: a karboxilcsoportot (COOH), az aminocsoportot (NH2) és a hidrogénatomot (-H). R csoportjában vagy oldalláncában három szénatomot tartalmaz, amelyek nagyon hidrofób tulajdonságokat mutatnak.

Mint minden aminosavnak besorolt ​​kémiai vegyület esetében, a valinnak központi királis atomja, α-szén néven ismert, amelyhez a négy említett kémiai csoport kapcsolódik.

A valin IUPAC neve 2-3-amino-3-butánsav, de néhány kémikus α-amino-valeriansavnak is nevezi, és kémiai képlete C5H11NO2.

Minden aminosav megtalálható D vagy L formában, és a valin sem kivétel. Az L-valin forma azonban sokkal gazdagabb, mint a D-valin forma, és emellett spektroszkóposan aktívabb, mint a D forma.

Az L-valin az a forma, amelyet a sejtes fehérjék előállításához használnak, és ezért a kettő közül a biológiailag aktív forma. Tápanyagként, mikrotápanyagként szolgál növények számára, metabolitként az embereknél, algáknál, élesztőknél és baktériumokként, és számos más funkcióval is ellátja.

Jellemzők

Annak ellenére, hogy a kilenc esszenciális aminosav egyike, nem játszik jelentős szerepet a protein szintézisben való részvételénél és metabolitként a saját lebontási útjában.

Azonban olyan terjedelmes aminosavak, mint például a valin és tirozin, felelősek a fibroin rugalmasságáért, amely a Bombyx mori fajok férgei által előállított selyemszálak fő fehérjekomponense, közismert nevén selyemhernyók vagy selyemhernyók. eperfa fa.

Az olyan szövetek, mint a szalagok és az artériás erek, elasztin néven ismert szálas proteinből állnak. Ez polipeptidláncokból áll, amelyekben a glicin, alanin és valin aminosavak ismétlődő szekvenciái vannak, és a protein kiterjesztésének és rugalmasságának szempontjából a valin a legfontosabb maradék.

A valin részt vesz a gyümölcsök jellegzetes illatáért felelős vegyületek fő szintézisében. A valin molekulákat észterek és alkoholok elágazó és metilezett származékaitá alakítják.

Az élelmiszeriparban

Számos olyan kémiai adalékanyag használja a valint glükózzal kombinálva, hogy bizonyos kulináris készítményekben ízletes szagot érjen el.

100 ° C hőmérsékleten ezeknek az adalékanyagoknak jellegzetes rozsillata van, és 170 ° C feletti forró csokoládé illata olyan, hogy népszerűvé teszik őket a sütőipari és pékségipar élelmiszer-előállításában.

Ezek a kémiai adalékanyagok mesterségesen szintetizált L-valint használnak, mivel biológiai forrásokból történő tisztításuk nehézkes, és a szükséges tisztasági fokot általában nem érik el.

bioszintézise

Az összes elágazó láncú aminosavat, például valint, leucint és izoleucint elsősorban növényekben és baktériumokban szintetizálják. Ami azt jelenti, hogy az állatoknak, mint például embereknek és más emlősöknek, az aminosavakban gazdag ételeket kell fogyasztaniuk táplálkozási igényeik kielégítése érdekében.

A valin bioszintézis általában két szénatomnak az acetohidroxi-izomersav-reduktáz enzim általi átadásával a hidroxi-etil-tiamin-pirofoszfátból a piruvátra terjed.

A két szénatom egy második piruvát molekulából származik egy TPP-függő reakció révén, amely nagyon hasonló ahhoz, amelyet a piruvát-dekarboxiláz enzim katalizál, de amelyet a dihidroxi-sav-dehidratáz katalizál.

A valin aminotranszferáz enzim végül beépít egy aminocsoportot a ketoacid vegyületbe az előző dekarboxilezés eredményeként, ezáltal L-valint képezve. A leucin, az izoleucin és a valin aminosavaknak nagy a szerkezeti hasonlósága, és ez azért van, mert bioszintézis útjaikban sok intermediert és enzimet osztanak meg.

Az L-valin bioszintézise során képződött ketoacid bizonyos enzimatikus lépéseket negatív visszacsatolás vagy alloszterikus szabályozás útján szabályozza a leucin és más rokon aminosavak bioszintézis útján.

Ez azt jelenti, hogy a bioszintézis útvonalakat gátolja a bennük képződött metabolit, amely felhalmozódásakor specifikus jelet ad a sejteknek, amely jelzi, hogy egy bizonyos aminosav feleslegben van, és ezért szintézise leállítható.

A lebomlás

A valin első három lebontási lépése megoszlik az összes elágazó láncú aminosav lebontási útjában.

A valin beléphet a citromsav-ciklusba vagy a Krebs-ciklusba, hogy átalakuljon szukcinil-CoA-ként. A degradációs út egy kezdeti transzaminációból áll, amelyet elágazó láncú aminosav-aminotranszferáz (BCAT) néven ismert enzim katalizál.

Ez az enzim egy reverzibilis transzaminációt katalizál, amely átalakítja az elágazó láncú aminosavakat a megfelelő elágazó láncú α-keto-savakká.

Ebben a reakcióban elengedhetetlen a glutamát / 2-ketoglutarát pár részvétele, mivel a 2-ketoglutarát kapja az aminocsoportot, amelyet eltávolítanak a metabolizálódó aminosavból, és glutamáttá válik.

A valin katabolizmusának ezen első lépése során 2-ketoizovalerát képződik, amelyet a piridoxál-5'-foszfát (PLP) piridoxamin-5'-foszfáttá (PMP) történő átalakítása kísér.

Ezután a 2-ketoizovalerátot szubsztrátként alkalmazzuk egy elágazó láncú α-ketoacid dehidrogenáz néven ismert mitokondriális enzimkomplexként, amely hozzáad egy CoASH-részt és izobutiril-CoA-t képez, amelyet később dehidrogenizálunk és metakrilil-CoA-vé alakítunk.

A metakriil-CoA feldolgozása későbbi szakaszban további 5 további enzimes lépésben történik, beleértve a hidratálást, a CoASH-rész eltávolítását, oxidációt, egy másik CoASH-rész hozzáadását és a molekuláris átrendeződést, amely a szukcinil-CoA előállításával zárul, amely azonnal belép a ciklusba Krebs.

Valinban gazdag ételek

A szezámmagban vagy a szezámmagban található fehérjék valinban gazdagok, és mindegyik grammonként csaknem 60 mg aminosavat tartalmaznak. Ezért szezámmagos sütemények, sütemények és rúdok vagy nugát ajánlottak azoknak a gyermekeknek, akiknek étrendje hiányzik az aminosavból.

A szójabab általában gazdag minden esszenciális aminosavban, beleértve a valint is. Szegények a metioninban és a ciszteinben. A szójafehérje vagy a texturálás nagyon összetett kvaterner szerkezetű, ám ezek könnyen oldhatók és kisebb alegységekre szétválaszthatók gyomornedvek jelenlétében.

A kazein, amely tipikusan a tejben és származékaiban található, gazdag a valin ismétlődő szekvenciáiban. A szójafehérjehez hasonlóan ez a fehérje könnyen lebontható és felszívódik az emlősök bélrendszerében.

Becslések szerint minden 100 gramm szójafehérje körülbelül 4,9 gramm valint nyel be; míg minden 100 ml tej körülbelül 4,6 ml valint nyel be.

Egyéb, ebben az aminosavban gazdag ételek a marhahús, a hal, valamint a különféle zöldségek és zöldek.

A bevitel előnyei

A valin, mint az aminosavak nagy része, glükogén aminosav, vagyis beépíthető a glükoneogén útba, és sok neurológus azt állítja, hogy bevétele hozzájárul a mentális egészség fenntartásához, az izmok koordinációjához és csökkenti a stresszt.

Sok sportoló valinban gazdag tablettákat fogyaszt, mivel elősegítik a szövetek, különösen az izomszövetek regenerálódását. A glükoneogenezisbe beépíthető aminosavként elősegíti az energiatermelést, amely nemcsak a fizikai aktivitás, hanem az idegműködés szempontjából is fontos.

A valinban gazdag ételek segítenek fenntartani a nitrogénvegyületek egyensúlyát a testben. Ez az egyensúly elengedhetetlen az elfogyasztott fehérjékből az energia előállításához, a test növekedéséhez és a gyógyuláshoz.

Fogyasztása megakadályozza a máj és az epehólyag károsodását, valamint hozzájárul számos testi funkció optimalizálásához.

Az atléták egyik legkedveltebb étrend-kiegészítője az izmok térfogatának növelése és az izmok helyreállítása érdekében a BCAA.

Az ilyen típusú tabletta olyan tablettákból áll, amelyek különböző aminosavak keverékeit tartalmazzák, amelyek általában elágazó láncú aminosavakat, például L-valint, L-izoleucint és L-leucint tartalmaznak; gazdagok a B12-vitaminban és más vitaminokban is.

Néhány sertéssel végzett kísérlet kimutatta, hogy a valin igénye sokkal magasabb és korlátozza az anyákat a szoptatás ideje alatt, mivel ez az aminosav segíti a tej kiválasztását és javítja a szoptató újszülöttek növekedési ütemét.

Hiányos rendellenességek

Csecsemőknek az ajánlott napi valinbevitel körülbelül 35 mg körülbelül minden fogyott fehérje grammonként, felnőtteknél pedig kissé alacsonyabb (körülbelül 13 mg).

A valinnal és más elágazó láncú aminosavakkal kapcsolatos leggyakoribb betegséget „juharszirup vizeletbetegség” vagy „ketoaciduria” néven ismertek.

Ez egy örökletes állapot, amelyet a leucinból, izoleucinból és valinból származó α-ketoacidok dehidrogenáz enzimeit kódoló gének hibája okozza, amelyek az anyagcseréhez szükségesek.

Ebben a betegségben a test nem képes asszimilálni a három aminosav egyikét sem, amikor táplálékból nyerik őket, ezért a származékos ketoacidok felhalmozódnak és a vizelettel kiürülnek (a vér szérumában és a cerebrospinális folyadékban is kimutathatók).

Másrészt a valinhiányos étrend összekapcsolódott olyan neurológiai patológiákkal, mint például az epilepszia. Ez súlycsökkenést, Huntington-kórt is okozhat, és akár bizonyos rákos formák kialakulásához is vezethet, mivel a szövetjavító rendszer és a biomolekulák szintézise veszélybe kerül.

Irodalom

1. Abu-Baker, S. (2015). A biokémia áttekintése: fogalmak és összefüggések
2. Nelson, DL, Lehninger, AL, és Cox, MM (2008). A biokémia Lehninger alapelvei. Macmillan.
3. Plimmer, RHA és Phillips, H. (1924). A fehérjék elemzése. III. Hisztidin és tirozin becslése brómozással. Biochemical Journal, 18 (2), 312
4. Plimmer, RHA (1912). A fehérjék kémiai összetétele (1. kötet). Longmans, zöld.
5. Torii, KAZUO és Iitaka, Y. (1970). Az L-valin kristályszerkezete. Acta Crystallographica, B szakasz: Strukturális kristályos kromatográfia és Crystal Chemistry, 26 (9), 1317-1326.
6. Tosti, V., Bertozzi, B., és Fontana, L. (2017). A mediterrán étrend egészségügyi előnyei: metabolikus és molekuláris mechanizmusok. A Gerontológia folyóiratai: A sorozat, 73 (3), 318-326.