LIZIN: ÖZELLIKLER, YAPI, FONKSIYONLAR, BIYOSENTEZ - BIYOLOJI - 2025

Lisin ( Lys , K ) ya da -diaminocaproic ε asit yapmak 22 amino asitlerden biridir kadar kabul edilir, canlı organizmaların tedavisi için insanlara ve proteinler için bu biyosentezi için bir yol olduğundan, esas teşkil.

Drechsel tarafından 1889'da kazeinojenin hidrolizinin (ayrışmasının) bir ürünü olarak keşfedildi. Yıllar sonra, Fischer, Siegfried ve Hedin, jelatin, yumurta albümini, conglutin, fibrin ve diğer proteinler gibi proteinlerin bir parçası olduğunu belirlediler.

Lysine amino asitinin kimyasal yapısı (Kaynak: Borb, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Daha sonra filizlenen fidelerde ve incelenen bitkisel proteinlerin çoğunda ortaya çıktığı ve bununla birlikte tüm hücresel proteinlerin genel bir bileşen unsuru olarak bolluğunun belirlendiği gösterilmiştir.

Tahıl bakımından zengin diyetlerdeki ana "sınırlayıcı" amino asitlerden biri olarak kabul edilir ve bu nedenle dünyanın farklı az gelişmiş popülasyonları tarafından tüketilen protein içeriğinin kalitesini etkilediği düşünülmektedir.

Bazı araştırmalar, lizin alımının vücudun enerji metabolizması üzerinde önemli etkileri olan insülin ve glukagon hormonlarının üretimini ve salınmasını desteklediğini belirlemiştir.

karakteristikleri

Lizin, pozitif yüklü bir α-amino asittir, 146 g / mol moleküler ağırlığa sahiptir ve yan zincirinin (R) ayrışma sabitinin değeri 10.53'tür, bu da fizyolojik pH'ta ikame amino grubu anlamına gelir. amino aside net bir pozitif yük vererek tamamen iyonize edilmiştir.

Farklı canlı organizma türlerinin proteinlerinde görülmesi% 6'ya yakındır ve çeşitli yazarlar, lizinin dokuların büyümesi ve yeterli onarımı için gerekli olduğunu düşünmektedir.

Hücreler, çok çeşitli fizyolojik işlevleri yerine getiren büyük miktarda lizin türevine sahiptir. Bunların arasında hidroksilisin, metil-lisin ve diğerleri vardır.

Ketojenik bir amino asittir ve metabolizmasının, karaciğerde daha sonra keton cisimlerinin oluşumu ile asetil-CoA gibi moleküllerin oluşum yolları için ara substratların karbon iskeletlerini ürettiğini ima eder.

Diğer esansiyel amino asitlerin aksine, bu glukojenik bir amino asit değildir. Başka bir deyişle, bozunması, glikoz üreten yol aracılarının üretilmesiyle bitmez.

yapı

Lizin, yan zincirleri pozitif yüklü iyonize edilebilir gruplara sahip bazik amino asitler grubu içinde sınıflandırılır.

Yan zinciri veya R grubu, alifatik zincirinin ε konumunda karbon atomuna bağlı ikinci bir birincil amino grubuna sahiptir, dolayısıyla adı "ε-aminokaproik" dir.

Moleküler formül (-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3 +) ile karakterize edilen, bir hidrojen atomu, bir amino grubu, bir karboksil grubu ve R yan zincirinin bağlı olduğu bir a karbon atomuna sahiptir.

Yan zincir üç metilen grubuna sahip olduğundan ve lizin molekülünün fizyolojik pH'ta pozitif yüklü bir amino grubuna sahip olmasına rağmen, bu R grubu güçlü bir hidrofobik karaktere sahiptir, bu nedenle protein yapılarında sıklıkla "gömülüdür". sadece ε-amino grubunu dışarıda bırakır.

Lizinin yan zincirindeki amino grubu oldukça reaktiftir ve genellikle enzimatik aktiviteye sahip birçok proteinin aktif merkezlerine katılır.

Özellikleri

Esansiyel bir amino asit olan lizin, özellikle insanlarda ve diğer hayvanlarda mikro besin olarak birçok işlevi yerine getirir, ancak aynı zamanda bakteri, maya, bitkiler ve algler gibi farklı organizmalarda da bir metabolittir.

Yan zincirinin, özellikle de hidrojen bağları oluşturabilen hidrokarbon zincirine bağlı ε-amino grubunun karakteristikleri, onu çeşitli enzim türlerinde katalitik reaksiyonlarda bir katılımcı yapan özel özellikler verir.

Kasların normal büyümesi ve yeniden şekillenmesi için çok önemlidir. Ek olarak, karaciğer, beyin ve böbreklerde sentezlenen ve yağ asitlerinin enerji üretimi için mitokondriye taşınmasından sorumlu olan karnitin için öncü bir moleküldür.

Bu amino asit, insan vücudundaki bağ dokusu sisteminin önemli bir proteini olan kolajenin sentezi ve oluşumu için de gereklidir, bu nedenle deri ve kemik yapısının korunmasına katkı sağlar.

Deneysel olarak tanınan işlevlere sahiptir:

- Bağırsakların stresli uyaranlara, bakteriyel ve viral patojenlerle kontaminasyona vb. Karşı korunması.

- Kronik anksiyete semptomlarını azaltın

- Düşük kaliteli diyetlerle büyüyen bebeklerin büyümesini teşvik edin

biosentezi

İnsanlar ve diğer memeliler, amino asit lizini in vivo sentezleyemezler ve bu nedenle, onu gıda ile alınan hayvan ve bitki proteinlerinden elde etmeleri gerekir.

Doğal dünyada lizin biyosentezi için iki farklı yol gelişmiştir: biri "daha düşük" bakteriler, bitkiler ve mantarlar tarafından, diğeri ögilenitler ve "daha yüksek" mantarlar tarafından kullanılır.

Bitkilerde, alt mantarlarda ve bakterilerde lizin biyosentezi

Bu organizmalarda lizin, diaminopimelik asitten piruvat ve aspartat semialdehit ile başlayan 7 aşamalı bir yolla elde edilir. Bakteriler için, örneğin, bu yol, (1) protein sentezi, (2) diaminopimelat sentezi ve (3) peptidoglikan hücre duvarında kullanılacak lizin sentezi amacıyla lizin üretimini içerir.

Aspartat, bu yolu sunan organizmalarda, yalnızca lizine yol açmakla kalmaz, aynı zamanda metiyonin ve treonin üretimine de yol açar.

Yol, lizin üretimi için aspartat semialdehite ve treonin ve metiyonin için bir öncü olan homoserine ayrılır.

Yüksek ve öglenid mantarlarında lizin biyosentezi

Daha yüksek mantarlarda ve öglenid mikroorganizmalarında de novo lizin sentezi, bakteri ve bitkilerdekinden farklı şekillerde birçok kez dönüştürülen ara L-α-aminoadipat yoluyla gerçekleşir.

Rota, 7 serbest ara maddeyi içeren 8 enzimatik adımdan oluşur. Yolun ilk yarısı mitokondride gerçekleşir ve α-aminoadipat sentezini gerçekleştirir. A-aminoadipatın L-lizine dönüşümü daha sonra sitozolde gerçekleşir.

- Rotanın ilk adımı, homositrik asit veren homositrat sentaz enzimi tarafından α-ketoglutarat ve asetil-CoA moleküllerinin yoğunlaştırılmasıdır.

- Homositrik asit cis-homookonitik aside dehidre edilir ve bu daha sonra bir homoakonitaz enzimi tarafından homoizositrik aside dönüştürülür.

- Homoizositrik asit, homoizositrat dehidrojenaz tarafından oksitlenir, böylece bir karbon dioksit (CO2) molekülünü kaybeden ve α-katoadipik asit olarak sona eren geçici oksoglutarat oluşumu sağlanır.

- Bu son bileşik, L-α-aminoadipik asit üreten aminoadipat aminotransferaz enziminin etkisi sayesinde, glutamata bağımlı bir işlemle transamine edilir.

- L-α-aminoadipik asidin yan zinciri, ATP ve NADPH gerektiren bir reaksiyon olan bir aminoadipat redüktazın etkisiyle L-α-aminoadipik-δ-semialdehit asidi oluşturmak üzere indirgenir.

- Sakropin redüktaz daha sonra L-α-aminoadipik asit-δ-semialdehitin bir L-glutamat molekülü ile yoğunlaşmasını katalize eder. Ardından imino indirgenir ve sukropin elde edilir.

- Son olarak, sakaropinin glutamat kısmındaki karbon-nitrojen bağı, sakaropin dehidrojenaz enzimi tarafından "kesilir" ve son ürünler olarak L-lizin ve a-ketoglutarat asidi verir.

Lizine alternatifler

Büyüme döneminde sıçanlarla yapılan deneysel testler ve analizler, ε-N-asetil-lizinin, yavruların büyümesini desteklemek için lizinin yerini alabileceğini açıklamayı mümkün kılmıştır ve bu, bir enzimin varlığı sayesinde: ε-lizin asilaz .

Bu enzim, lizin üretmek için ε-N-asetil-lizinin hidrolizini katalize eder ve bunu çok hızlı ve büyük miktarlarda yapar.

bozulma

Tüm memeli türlerinde lizin degradasyonunun ilk adımı, lizin ve a-oksoglutaratı hayvan fizyolojik sıvılarında bulunan ve bir amino asit türevi olan sakaropine dönüştürebilen lizin-2-oksoglutarat redüktaz enzimi tarafından katalize edilir. bunların varlığı 60'ların sonunda kanıtlandı.

Sucropin, sakaropin dehidrojenaz enziminin etkisiyle α-aminoadipat δ-semialdehite ve glutamata dönüştürülür. Başka bir enzim ayrıca sakropini tekrar lizine ve a-oksoglutarata hidrolize etmek için bir substrat olarak kullanabilir ve bu sakaropin oksidoredüktaz olarak bilinir.

Lizinin bozunmasındaki ana metabolik aracılardan biri olan sakropin, fizyolojik koşullar altında son derece yüksek bir devir hızına sahiptir, bu nedenle sıvılarda veya dokularda birikmez, ki bu da bulunan yüksek aktivitelerle kanıtlanmıştır. sakaropin dehidrojenaz.

Bununla birlikte, lizin metabolizmasına dahil olan enzimlerin miktarı ve aktivitesi, büyük ölçüde, her bir özel türün çeşitli genetik yönlerine bağlıdır, çünkü içsel varyasyonlar ve spesifik kontrol veya düzenleme mekanizmaları vardır.

"Sacaropinuria"

İdrar yoluyla lizin, sitrülin ve histidin gibi amino asitlerin çok miktarda kaybı ile ilgili patolojik bir durum vardır ve bu "sakaropinüri" olarak bilinir. Sucropin, "sakropinürik" hastaların idrarında belirtilen üç amino asitle birlikte atılan lizin metabolizmasının bir amino asit türevidir.

Sucropin başlangıçta bira mayasında keşfedildi ve bu mikroorganizmalarda lizinin öncüsüdür. Diğer ökaryotik organizmalarda, bu bileşik, hepatositlerin mitokondrilerindeki lizinin bozunması sırasında üretilir.

Lizin yönünden zengin besinler

Lizin, diyette tüketilen gıdalardan elde edilir ve ortalama bir yetişkin insanın günde en az 0,8 g ihtiyacı vardır. Özellikle sığır eti, kuzu eti ve tavuk gibi kırmızı etlerde olmak üzere çok sayıda hayvansal kökenli proteinde bulunur.

Ton balığı ve somon gibi balıklarda ve istiridye, karides ve midye gibi deniz ürünlerinde bulunur. Aynı zamanda süt ürünleri ve türevlerinin kurucu proteinlerinde de bulunur.

Bitkisel besinlerde patates, biber ve pırasada bulunur. Avokado, şeftali ve armutta da bulunur. Barbunya, nohut ve soya fasulyesi gibi baklagillerde; kabak çekirdeği, macadamia fıstığı ve kaju fıstığı (merey, kaju vb.)

Alımının faydaları

Bu amino asit, çok sayıda nutrasötik formülasyon ilacına dahil edilir, yani doğal bileşiklerden, özellikle bitkilerden izole edilir.

Bir antikonvülsan olarak kullanılır ve ayrıca bağışıklık sistemi baskılanırken veya kabarcıklar olarak "zayıflatıldığında" genellikle stres zamanlarında kendini gösteren Herpes Simplex Virus tip 1'in (HSV-1) replikasyonunu inhibe etmede etkili olduğu gösterilmiştir. veya dudaklarda uçuk.

L-lizin takviyelerinin uçukların tedavisi için etkinliği, HSV-1'in çoğalması için gerekli olan başka bir protein amino asidi olan arginin "rekabet etmesi" veya "bloke etmesi" gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

"Stres hormonu" kortizol seviyelerinin düşürülmesine katkıda bulunmanın yanı sıra, farklı stresli uyaranlara verilen yanıtlarda yer alan reseptörleri bloke etmeye yardımcı olduğu için lizinin de anti-anksiyolitik etkilere sahip olduğu belirlenmiştir.

Bazı araştırmalar kanserli tümörlerin büyümesinin engellenmesi, göz sağlığı için, kan basıncının kontrolü için yararlı olabileceğini göstermiştir.

Hayvanlarda

Kedigillerde herpes virüsü I enfeksiyonlarını tedavi etmek için yaygın bir strateji lizin takviyesidir. Bununla birlikte, bazı bilimsel yayınlar, bu amino asidin kedigillerde herhangi bir antiviral özelliğe sahip olmadığını, bunun yerine arginin konsantrasyonunu azaltarak etki ettiğini ortaya koymaktadır.

Bebeklerin sağlığı hakkında

Emzirme döneminde bebeklerin sütüne eklenen deneysel L-lizin alımının, doğum sonrası gelişimin ilk aşamalarında çocuklarda vücut kütlesinin kazanılması ve iştahın uyarılması için faydalı olduğu gösterilmiştir.

Bununla birlikte, L-lizin fazlalığı, hem nötr hem de temel özelliklere sahip amino asitlerin aşırı idrar atılımına neden olabilir ve bu da vücut dengesizliğine neden olur.

Fazla L-lizin takviyesi, muhtemelen idrarda amino asit kaybına bağlı olarak, büyük organlarda büyümenin baskılanmasına ve diğer belirgin histolojik etkilere yol açabilir.

Aynı çalışmada, lizin desteğinin, alınan bitkisel proteinlerin beslenme özelliklerini iyileştirdiği de gösterilmiştir.

Gana, Suriye ve Bangladeş'te her iki cinsiyetten yetişkinler ve çocuklarda yapılan diğer benzer araştırmalar, lizin alımının çocuklarda ishalin ve yetişkin erkeklerde bazı ölümcül solunum rahatsızlıklarının azaltılmasında yararlı özelliklerini ortaya çıkardı.

Lizin eksikliği bozuklukları

Lizin, tüm gerekli ve gerekli olmayan amino asitler gibi, vücut organ sistemlerinin oluşumuna katkıda bulunan hücresel proteinlerin doğru sentezi için gereklidir.

Diyetteki lizin eksiklikleri, vücut tarafından üretilmeyen temel bir amino asit olduğundan, ishale ek olarak serotonin reseptörleri ile ilgili olarak serotoninin aracılık ettiği endişeli semptomların gelişmesine neden olabilir.

Referanslar

1. Bol, S. ve Bunnik, EM (2015). Lizin takviyesi, kedilerde kedi herpesvirüs 1 enfeksiyonunun önlenmesi veya tedavisi için etkili değildir: Sistematik bir inceleme. BMC Veteriner Araştırmaları, 11 (1).
2. Carson, N., Scally, B., Neill, D. ve Carré, I. (1968). Sakaropinüri: Lizin Metabolizmasında Yeni Bir Doğuştan Hata. Doğa, 218, 679.
3. Colina R, J., Díaz E, M., Manzanilla M, L., Araque M, H., Martínez G, G., Rossini V, M. ve Jerez-Timaure, N. (2015). Domuzları bitirmek için yüksek enerji yoğunluğuna sahip diyetlerde sindirilebilir lizin seviyelerinin değerlendirilmesi. MVZ Córdoba dergisi, 20 (2), 4522.
4. Fellows, BFCI ve Lewis, MHR (1973). Memelilerde Lizin Metabolizması. Biochemical Journal, 136, 329-334.
5. Fornazier, RF, Azevedo, RA, Ferreira, RR ve Varisi, VA (2003). Lizin katabolizması: Akış, metabolik rol ve düzenleme. Brezilya Bitki Fizyolojisi Dergisi, 15 (1), 9–18.
6. Ghosh, S., Smriga, M., Vuvor, F., Suri, D., Mohammed, H., Armah, SM ve Scrimshaw, NS (2010). Lizin desteğinin, Gana, Accra'da kent çevresindeki yoksul hanelere ait deneklerde sağlık ve morbidite üzerindeki etkisi. American Journal of Clinical Nutrition, 92 (4), 928–939.
7. Hutton, CA, Perugini, MA ve Gerrard, JA (2007). Lizin biyosentezinin inhibisyonu: Gelişen bir antibiyotik stratejisi. Molecular BioSystems, 3 (7), 458–465.
8. Kalogeropoulou, D., LaFave, L., Schweim, K., Gannon, MC ve Nuttall, FQ (2009). Lizin alımı, insülin yanıtında bir değişiklik olmaksızın, alınan glikoza glikoz yanıtını belirgin bir şekilde zayıflatır. American Journal of Clinical Nutrition, 90 (2), 314–320.
9. Nagai, H. ve Takeshita, S. (1961). L-Lizin desteğinin Bebeklerin ve Çocukların Büyümesi Üzerindeki Besleyici Etkisi. Paediatria Japonica, 4 (8), 40–46.
10. O'Brien, S. (2018). Lida. 4 Eylül 2019 tarihinde www.healthline.com/nutrition/lysine-benefits adresinden erişildi.
11. Zabriskie, TM ve Jackson, MD (2000). Mantarlarda lizin biyosentezi ve metabolizması. Doğal Ürün Raporları, 17 (1), 85–97.