Синтез глицина

Содержание

Синтез глицина

синтез глицина 1

Аминокислота глицин является заменимой протеиногенной аминокислотой. Это значит, что глицин входит в состав белков. Он присутствует в больших количествах в желатине, в виде амида он является составной частью гормонов вазопрессина и окситоцина. Вазопрессин, как явствует из его названия, это гормон, сужающий сосуды и поднимающий артериальное давление. Окситоцин – это гормон, способствующий сокращению гладкой мускулатуры, в большом количестве он выделяется во время родов, заставляя сокращаться матку и выталкивать плод из чрева.

Глицин входит в состав глутатиона, гиппуровой и гликохолевой кислот. В организме человека также вырабатывается N-метил-производное глицина – саркозин. Это производное холина и аминокислоты метионина.

Глицин является источником таких важных метаболитов, как креатин, пуриновые основания и порфирины, из которых образуется белок крови гемоглобин.

Будучи заменимой аминокислотой, глицин может  легко синтезироваться в организме. Он образуется в процессе следующих реакций: расщепление аминокислоты серина, синтез из воды и аммиака,  аминирование глиоксиловой кислоты,  деметилирование саркозина.

Глицин: инструкция по применению

Минимальная активная доза добавки глицина в клинической практике находится в пределах от 1г до 3г, однако побочных эффектов не наблюдалось при дозировке вплоть до 45 г.

Функции серина

  1. Энергетическая функция – превращение в пируват, далее в ацетилКоА и сгорание с выходом энергии
  2. Глюконеогез – превращение в глюкозу через пируват и ацетилКоА
  3. Структурная функция
  4. Каталитическая функция
  5. Иммунологическая функция
  6. Медиаторная
  7. Регуляторная

Физико-химические свойства

Глицин – вещество белого цвета, он имеет сладкий вкус, хорошо растворяется в воде, но не взаимодействует со спиртом или ацетоном и не проникает через гематоэнцефалический барьер. Молярная его масса составляет 75,07 г/моль.

Химическая формула выглядит так – C2H5NO2.

Глицин – полная характеристика веществаФото – Структурная формула аминоуксусной кислоты

Глицин необходим не только для производства белков и других биологических соединений, но также для нормального функционирования головного мозга и центральной нервной системы. Он является метаболическим веществом, тормозным нейромедиатором, взаимодействует с глициновыми рецепторами, а также:

  • снижает активность антиоксидантных ферментов и продукцию аминокислот, обладающих возбуждающим действием;
  • защищает клетки от стресса;
  • повышает продукцию гамма-аминомасляной кислоты;
  • уменьшает проявления интоксикации организма.
Solgar, Глицин, 500 мг, 100 растительных капсул

Solgar, Глицин, 500 мг, 100 растительных капсул

780

Аминокислота глицин имеет и следующие полезные свойства:

  • обладает успокаивающим и антидепрессивным действиями;
  • превращает глюкозу в энергию;
  • снимает психоэмоциональное напряжение, устраняет агрессивность;
  • ускоряет социальную адаптацию;
  • нормализует сон;
  • улучшает память, логическое мышление и концентрацию внимания, повышает умственную работоспособность;
  • уменьшает выраженность вегетососудистых расстройств, нарушений мозгового кровообращения;
  • нормализует обменные процессы в головном мозге;
  • производит противораковый эффект.

Глицин также снимает напряжение, устраняет раздражительность и тревожность. К тому же в условиях стресса, эмоциональных и физических нагрузок его выработка усиливается.

Вещество также не оказывает негативного воздействия на организм. Противопоказанием к приему лекарственных средств на его основе является только индивидуальная непереносимость.

Внимание! Глицин могут принимать беременные и кормящие женщины для нормализации функций нервной системы и устранения симптомов токсикоза.

Структурная функция

  • Участник аминокислотного обмена со взаимопревращениями в глицин, цистин и цистеин.
  • Участвует в образовании сложного аминоспирта сфингозина, входящего в состав сфингомиелина, вещества, образующего мембраны нервных клеток.
  • Содержится в казеине молока и в вителлине яичного желтка, находясь в виде сложного эфира серинфосфорной кислоты, обеспечивает обмен веществ растущего организма
  • Предшественник пуриновых и пиримидиновых оснований, которые являются структурным звеном информационных матриц клеток ДНК и РНК.
  • Предшественник порфирина – белка, образующего гемоглобин — основного транспорта кислорода
  • Предшественник креатина – белка, снабжающего мышцы энергией

Биосинтез

Глицин не является жизненно необходимым веществом для питания человека, поскольку это вещество синтезируется в организме из аминокислоты серина, который, в свою очередь, производится из 3-фосфоглицерата. В большинстве организмов фермент серин гидроксиметилтрансферазы катализирует эту трансформацию через кофактор пиридоксаль фосфат:
серин + тетрагидрофолат → глицин + N5, N10-метилен тетрагидрофолат + H2O.
В печени позвоночных животных синтез глицина катализирует глицин-синтазу (также называемую ферментом расщепления глицина). Это преобразование легко обратимо:
CO2 + NH4 + + N5, N10-метилен тетрагидрофолат + NADH + H + ? Глицин + тетрагидрофолат + NAD +
Глицин кодируется кодонами GGU, GGC, GGA и GGG. Большинство белков включают в себя только небольшое количество глицина. Заметным исключением является коллаген, который содержит около 35% глицина.

Действие серина в организме человека

1.Улучшает функцию мозга

Исследования показывают, что L-серин является нейропротектором и действует через различные биохимические и молекулярные механизмы для поддержки функции мозга. Жизненно важная роль серина в организме в синтезе фосфатидилсерина, компонента нейронов в мозге. И известно, что он играет важную роль в качестве нейромодулятора в мозге.

Если посмотреть на серин и фосфатидилсерин, то L-серин необходим для синтеза фосфатидилсерина, типа липидов. Фосфатидилсерин используется для улучшения памяти и усиления мозгового порошка. Вот почему является популярным использование L-серина при деменции, болезни Паркинсона и Альцгеймера.

В статье, опубликованной в Pharmacy Times, указывается, что

«люди с экологическим или, возможно, генетическим риском нейродегенеративного заболевания могут извлечь выгоду из применения L-серина»

Применение в медицине

Глицин принадлежит к группе ноотропов. Добавки на его основе применяют для лечения болезней головного мозга, неврологических нарушений и выпускают в различных формах:

  1. Таблетки. В них часто присутствуют вспомогательные компоненты: витамины группы B, а именно B1, B6, B12. Таблетки держат во рту под языком до полного растворения. В среднем суточная дозировка составляет 2-3 шт. Их можно принимать независимо от приема пищи. Курс лечения 7-30 дней.
  2. Капсулы. Эта форма выпуска также может содержать дополнительные компоненты. Но капсулы не кладут под язык, а принимают внутрь. Схема приема та же, что и при употреблении таблеток.
  3. Порошок. Не содержит лишних нутриентов. Его удобно дозировать, но норму употребления устанавливает врач-невролог.

Внимание! Несмотря на то что суточная потребность организма в глицине составляет 2-3 г, вещество нельзя употреблять больше 1 г в день.

Инструкция по применению представлена в видео:

Препараты на основе аминоуксусной кислоты применяются для устранения и предупреждения следующих состояний и заболеваний:

  • бессонница;
  • ухудшение когнитивных способностей;
  • неврозы, стрессы;
  • функциональные и органические заболевания нервной системы;
  • инсульт;
  • эпилепсия;
  • энцефалопатии;
  • ВСД;
  • последствия черепно-мозговых травм;
  • шизофрения;
  • обменные нарушения, вызванные генетическими дефектами.

Глицин также защищает центральную нервную систему (ЦНС), головной мозг, почки и печень от негативного воздействия алкоголя и некоторых лекарственных препаратов.

Согласно проведенным исследованием была доказана эффективность аминокислоты при острой ишемии миокарда, дисциркуляторной энцефалопатии, терапии тревожных состояний.

Структура глутатиона и его биологическая роль

Формула глутатиона:

Формула глутатиона

Синтез:

Синтез глутатиона

Функции:

  • является коферментом пероксидазы;
  • участвует в работе глутатионтрасферазы – фермента, поэтапно окисляющего супероксидный радикал кислорода
  • участвует в восстановлении окисленных белков, липидов, нуклеиновых кислот
  • участвует в окислении токсических продуктов перекисного окисления (ацетальдегида и др.)
  • резерв цистеина для клетки
  • принимает участие в переносе аминокислот через клеточную мембрану с помощью y-глутамилтраспептидазы.

Перенос аминокислот глутатионом:

При связывании глутатиона с аминокислотой образуется комплекс, при помощи фермента глутамилтрансферазы происходит связывание (фермент расположен на слизистой кишки). Далее этот комплекс входит в клетку. Внутри от глутатиона отщепляется цистеин и глицин, а затем и остаток глутатиона (y-глутамил) отщепляется от аминокислоты. Таким образом, аминокислота перенесена внутрь, а развалившийся глутатион собирается обратно ферментами и снова готов к работе.

Глутатион транспортная система

Каталитическая функция

Входит в активный центр ряда ферментов, которые так и называются «ферменты сериновой группы»: химотрипсин, трипсин, эластаза, ацетилхолинэстераза, фосфорилаза, фосфоглюкомутаза, щелочная фосфатаза. Трипсин, химотрипсин, эластаза расщепляют пептиды в желудочно-кишечном тракте, т.е. без них невозможен процесс пищеварения. Ацетилхолинэстераза участвует в передаче нервного импульса в синапсах, блокатор этого фермента – нервно-паралитический яд. Фосфорилаза отщепляет молекулу глюкозы от длинной цепочки гликогена, запасенного в мышцах или печени, одновременно подготавливая ее к дальнейшим превращениям: либо в молочную кислоту (в мышцах), либо в глюкозу (в печени).

Иммунологическая функция

Серин повышает реакции иммунитета, укрепляет иммунную систему, способствуя синтезу антител.

Глицин — предшественник гема

Почему кровь красная? Потому что в ней есть гемоглобин — красный белок, имеющий в своем составе гем. Это железосодержащая порфириновая система, на которую и садится кислород, от легких с кровью поступающий к разным тканям. Глицин является одним из предшественников гема у животных. Реакция с участием глицина представлена на рисунке 5.

Синтез порфиринов — отдельная большая «опера», причем глицин участвует только в первой «арии», и в этой статье мы не будем изучать полную «партитуру». Тем не менее роль глицина в этом фундаментальном процессе огромна.

Взаимодействие с системами органов

Поджелудочная железа

Глицин имеет глицинергические рецепторы, экспрессируемые на панкреатических α-клетках (опосредующих ответные эндокринные реакции, такие как регуляция глюкагона [46]), и стимулирует высвобождение глюкагона при воздействии на названные клетки в пределах 300-400 мкм и максимума 1.2ммоль до достижения в четыре раза большей секреции.23)Глицин не взаимодействует с секрецией инсулина in vitro.

Взаимодействие с питательными веществами

Минералы

Иногда глицин связывается с такими минералами, как цинк или [[магний|магний]], поскольку хелация ‘диглицината’ позволяет пептидам-переносчикам всасывать минералы в неизменном виде, приводя к улучшению усвоения свободных форм минерала в верхней стенке кишечника. Несмотря на то, что всасывание пептидами-переносчиками может распространяться на большинство аминокислот, диглицин не гидролизуется, а всасывается, что делает его эффективным переносчиком. Триглицин работает так же, с той только разницей, что четыре молекулы глицина расщепляются на две молекулы диглицина.24)В дополнение к этому, по причине того, что глицин является наименьшей аминокислотой, общая молекулярная масса добавок снижается при использовании глицина. Для усиления всасывания минеральной добавки иногда используются две молекулы глицина в дипептидной форме (диглицинат), так как только при связи с дипептидом добавка может абсорбироваться через различные переносчики.

Источники и механизмы образования свободного аммиака в организме

Наиболее активными продуцентами в кровь являются органы свысоким обменом аминокислот и биогенных аминов – нервная ткань, печень,кишечник, мышцы.

Блок5

Основные источники:

  1. неокислительное дезаминирование некоторых аминокислот (серина, треонина, гистидина) – в печени.
  2. окислительное дезаминирование глютаминовой кислоты во всех тканях, кроме мышечной.
  3. катаболизм биогенных аминов – во всех тканях, в наибольшей степени – в нервной ткани.
  4. дезаминирование амидов глютаминовой и аспарагиновой кислот – в печени и почках.
  5. жизнедеятельность бактерий толстого кишечника.
  6. распад пуриновых и пиримидиновых оснований во всех тканях.
Источники аммиака (рис. 1)
Источники аммиака (рис. 2)
Источники аммиака (рис. 3)
Источники аммиака (рис. 4)

Источники серина

Серин широко распространен в пищевых продуктах, но для его нормального усвоения необходим витамин В 12 – цианокоболамин, который – привет, веганы! – практически отсутствует в растениях.

Нужно знать, что в процессе приготовления количество серина (как и других аминокислот) в продукте изменяется. Например:

  • в тушеном мясе серина на 10% больше, чем в жареном и на 35-40% больше, чем в сыром;
  • в приготовленной (вареной, запеченой) рыбе серина на 25-30% больше, чем в сырой;
  • при варке яиц количество серина не изменяется, а вот в жареных его на 5-10% больше, а в омлете — на 15-20% меньше чем в сыром;
  • в темном мясе птицы (курица, индейка и др.) серина чуть больше, чем в белом, а в жареной птице — на 10% больше, чем в сырой;
  • Серин (как и другая аминокислота) усваивается из растительных продуктов на 80%, в связи с чем введен коэффициент 0,2
  • Бобовые зерна и крупа потребляются не в сыром виде, а в виде каш, соотношение зерна к воде принята для бобовых  1 : 2, а для крупяных каш – 1 : 3, плюс добавлен коэффициент усваиваемости.

В результате при неплохом содержании аминокислоты в бобовых, чтобы получить суточную норму их нужно съесть в сумасшедших количествах (по пол-кило и более). Надо сказать, всего лишь столетие назад люди так и питались, но они и энергии тратили не чета нам, потому могли себе позволить съедать по два килограмма хлеба и полкило каши, не обрастая жировыми напластованиями.

Физиологическая функция

Основная функция глицина заключается в том, что он является прекурсором для белков. Кроме того, он представляет собой строительный блок для многочисленных природных продуктов.

Где купить

Купить добавку на основе глицина можно в аптеке или интернет-магазине.

Рекомендуем заказывать глицин на iHerb.com. Этот известный интернет-магазин предлагает широкий выбор качественных товаров, цены на 30-50% ниже аптечных, множество отзывов от покупателей и быструю доставку по всему миру.

Купите глицин на iHerb

Получите скидку до 10% по нашему промокоду:

Промокод активируется в корзине после добавления 1-го товара и действует только на 1-й заказ.

ТОП-6 препаратов:

Глицин успокаивает ЦНС, помогает легче переносить стрессы и справляться с эмоциональными нагрузками. Но несмотря на то что вещество не имеет противопоказаний, принимать препараты на его основе нужно только по назначению врача.

Понравилась статья? Расскажите о ней друзьям.

Прямой синтез глицина из глиоксиловой кислоты

Глицин может образовываться  прямым синтезом из глиоксиловой кислоты. В этом случае аминную голову он берет у всевездесущего глутамата, который переходит в α-кетоглутарат. Реакция идет при участии фермента ГлицинАминоТрансферазы. Обратите внимание, что реакция обратима, т.е. глицин вполне может выступать источником глиоксиловой кислоты, и это не есть айс.

синтез глицина из глутамата

Глицин, таким образом, синтезируется, как конечный метаболит на пути обезвреживания гликолевого альдегида, гликолевой кислоты и глиоксиловой кислоты. Коль речь зашла об отравлении, надо сказать, что глиоксиловая кислота может превращаться в щавелевую кислоту, а та, поймав кальций, выпадает в осадок, образуя оксалаты – кальциевые соли щавелевой кислоты. Оксалаты представляют собой игольчатые кристаллы, они травмируют мочевыводящие протоки, образуют почечные камни. Образование большого количества оксалатов приводит к нарушению функции почек при отравлении этиленгликолем.

К чему это я? А к тому, что в некоторых случаях глицин выступает источником глиоксиловой кислоты, со всеми последствиями в виде образования в почках осксалатных камней.

Польза серина

  • Снабжает энергией мышечную ткань как посредством глюконеогенеза, так и через синтез креатина
  • Участвует в кроветворении
  • Участвует в выработке пищеварительных ферментов
  • Ферменты с сериновым активным центром регулируют жировой обмен
  • Ферменты с сериновым активным центром дают энергию для работы биохимического конвейера организма, повышая общий обмен веществ
  • Улучшает иммунитет
  • Участвует в проведении импульсов в центральной нервной системе, формируя механизмы памяти и процессов умственной деятельности
  • Защищает нервные клетки, вырабатывая вещества-изоляторы, окружающие нервные отростки
  • Задерживает воду в организме

Глицин как биосинтетическое промежуточное вещество

У высших эукариот D-аминолевулиновая кислота, ключевой предшественник порфиринов, биосинтезируется из глицина и сукцинил-КоА. Глицин предоставляет центральную субъединицу C2N всем пуринам.

Применение серина

 При нормальном питании получить дефицит серина проблематично, его достаточно много содержится в мясе, рыбе, молочных продуктах, а также в орехах и бобовых.  L-серин, как лекарственное средство назначают

  • в комплексной терапии железо-дефицитной анемии
  • в рамках комплексной терапии при белково-энергетической недостаточности, связанной с недостаточным питанием
  • в пожилом возрасте для улучшения мозговой деятельности.

Биодобавку следует принимать между приемами пищи в дозе до 500 мг в сутки.

Орнитиновый цикл мочевинообразования: химизм, ферменты, энергетическая обеспеченность, связь с циклом трикарбоновых кислот и восстановительным аминированием

Химизм мочеобразования (рис. А)
Химизм мочеобразования (рис. Б)

Синтез мочевины начинается в митохондриях (первая и вторая реакции), оставшиеся 3 идут в цитоплазме. Для переноса цитруллина и орнитина через митохондриальную мембрану существуют специальные переносчики. В образовании одной молекулы мочевины участвуют 1 молекула NH4+, 1 молекула CO2, аминогруппа, 1 молекула аспарагиновой кислоты, затрачивается 4 макроэргические связи 3 молекул АТФ.

Взаимосвязь ЦТК и Орнитинового цикла.

Фумарат, образующийся в результате расщепления аргининосукцината, превращается в малат, который затем переносится в митохондрии, включается в ЦТК и дегидрируется с образованием ЩУК. Эта реакция сопровождается выделением 3 молекул АТФ, которые и компенсируют затраты энергии на синтез одной молекулы мочевины.

Использование глицина

Коммерческое использование

В США глицин, как правило, продается в двух вариантах: Фармакопеи США («USP»), и технические сорта. Большинство изготавливающегося глицина – USP класса. Продажи USP глицина составляют приблизительно от 80 до 85 процентов рынка глицина США.
Фармацевтический глицин производится для фармацевтического применения, например для внутривенных инъекций, где чистота, необходимая заказчику, часто выше минимума, обеспечиваемого глицином класса USP. Глицин фармацевтического класса часто производится на собственной спецификации и его цена обычно превышает стоимость глицина класса USP.
Технический глицин, качество которого может пересекаться со стандартом USP, продается для промышленного использования, например, в качестве агента в комплексе металлов и для отделки. Технический глицин, как правило, продается по более дешевой цене, чем глицин USP класса.

Использование глицина в продуктах питания

Кроме того, глицин USP класса используется в добавках и кормах для домашних животных. Глицин продается в качестве подсластителя/усилителя вкуса пищевых продуктов для людей. Глицин содержится в некоторых пищевых добавках и белковых напитках. В состав некоторых лекарственных препаратов глицин включен для улучшения желудочного всасывания препарата.

Прочие применения

Глицин служит в качестве буферного вещества в антацидах, анальгетиках, антиперспирантах, косметике и туалетных принадлежностях.
Глицин или его производные имеют множество применений, таких как производство губчатой резины, удобрений, металлических комплексообразователей.

Использование глицина в качестве химического сырья

Глицин является промежуточным продуктом в синтезе различных химических продуктов. Он используется в производстве гербицида глифосата. Глифосат – это неселективный системный гербицид, использующийся для уничтожения сорняков, особенно многолетних растений, а также в обработке пней (лесной гербицид). Первоначально глифосат продавался только компанией Monsanto под торговым наименованием Roundup, однако патент уже прекратил свое действие.

Глицин в космическом пространстве

В научном сообществе обсуждается вопрос обнаружения глицина в межзвездной среде. В 2008 году в Институте радиоастрономии Макса Планка глицин-подобная молекула аминоацетонитрил была обнаружена в большой молекуле Heimat, гигантском облаке газа вблизи центра галактики в созвездии Стрельца. В 2009 году образцы глицина, отобранные в 2004 году кометой Wild 2 с помощью космического аппарата NASA Stardust, были названы первым известным человеку глицином внеземного происхождения. Результаты этой миссии укрепили теорию панспермии, которая утверждает, что «семена жизни» широко распространены по всей вселенной.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...