Аргінін

Аргінін є попередником оксиду азоту (NO), і продемонстровано шляхи секреції NO, що секретують гіпоталамус, де аргінін служить для утворення NO, газоподібного нейромедіатора;

огляд ScienceDirect

Пов’язані терміни:

  • Гліцин
  • Гістон
  • Пептид
  • Лізин
  • Оксид азоту
  • С-термінал
  • N-термінал
  • Вкладений ген
  • Метилювання
  • Мутація

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Аргінін

Vance L. Albaugh, Adrian Barbul, in Reference Module in Life Sciences, 2017

Аргінін

Аргінін (2-аміно-5-гуанідиновалерова кислота) є однією з 20 амінокислот, кодованих як частина синтезу білка рибосоми у людини. Окрім того, що він є структурним компонентом багатьох білків, аргінін також виконує ряд інших ролей в організмі, які роблять його життєво важливим для загального стану здоров'я. За останні кілька десятиліть аргінін та його метаболізм дедалі більше визнаються потенційними терапевтичними мішенями в ряді захворювань, зокрема серцево-судинних захворювань (Pernow and Jung, 2013), загоєнні ран (Kirk et al., 1993; Witte et al., 2002), а також рак (Albaugh et al., 2016; Delage et al., 2010; Feun et al., 2015).

Для чого використовується аргінін в організмі?

Аргінін використовується для цілого ряду біологічних процесів, в тому числі для його розподілу на хімічні проміжні продукти, що поповнюють цикл Кребса. На додаток до цієї важливої ​​анаплеротичної ролі завдяки перетворенню на глутамат і згодом альфа-кето-глутарат (Owen et al., 2002), аргінін є необхідним субстратом для людини як проміжний продукт циклу сечовини. Цикл сечовини, мабуть, найвідоміший метаболічний шлях, включає аргінін як носій азотистих відходів. Кінцевий етап цього шляху каталізується ферментом аргіназою (ARG), перетворюючи аргінін в орнітин і сечовину; це дозволяє сечовині бути доступною для виведення та регенерує орнітин для повторного введення циклу. Важливо зазначити, що в ряді підручників помилково зазначено, що значна кількість аргініну надходить у результаті його синтезу за допомогою циклу сечовини. Це далеко не так, оскільки дослідження показали, що не існує чистого синтезу аргініну в печінці (Morris, 2009).

Аргінін виконує ряд інших життєво важливих біологічних функцій. Він відіграє важливу роль у кислотно-лужному балансі, що недостатньо оцінюється клінічно, проте цикл сечовини є важливим джерелом споживання бікарбонату (Häussinger, 1986) та критичним для підтримки кислотно-основного гомеостазу (Häussinger et al., 1984). Крім того, аргінін має вирішальне значення для проліферації Т-клітин (Efron et al., 1991) і діє як субстрат для вироблення оксиду азоту (NO), який є ключовим для імунної відповіді та захисних сил господаря (Tong and Barbul, 2004). Аргінін також є важливим будівельним матеріалом для синтезу колагену, який є важливою частиною загоєння ран ссавців (Barbul, 2008). Ще однією помітною функцією аргініну є його внесок у синтез NO клітинами судинних ендотеліїв, який регулює судинний тонус та серцево-судинну функцію (Luiking et al., 2012).

Звідки береться аргінін?

Біологічно доступний аргінін походить із трьох джерел: (1) рециркуляція амінокислот із нормального клітинного обороту білка, (2) споживання їжі та (3) синтез de novo із сполук попередників аргініну. Людський організм експресує ферменти, здатні ендогенно синтезувати аргінін, і тому це не є незамінною амінокислотою, яку потрібно отримувати з дієти (Morris, 2006; Sidney and Morris, 2007). Однак під час стресу та швидкого зростання потреби в аргініні можуть помітно підвищуватися, що робить необхідним екзогенне забезпечення аргініном. Таким чином, аргінін класифікується як умовно незамінна амінокислота.

Більшість аргініну для метаболічних потреб господаря в ненапружених станах отримують ендогенно, здебільшого, за рахунок обміну білка. Дослідження показали, що на концентрацію циркулюючого аргініну в значній мірі впливає оборот білка, оскільки синтез de novo не робить значного внеску. Нормальне споживання дієтичного аргініну, за відсутності добавок, становить приблизно 20–25% від загальної потреби в аргініні (Zhou and Martindale, 2007). Існує ряд продуктів, які особливо багаті аргініном, такі як морепродукти, кавун, горіхи (Ros, 2015), насіння, водорості, червоне м’ясо, концентрат рисового білка та ізолят соєвого білка (Hu et al., 1998; King та ін., 2008; Visek 1986). Кавун також містить велику кількість цитруліну та біосинтетичного попередника аргініну.

Аргінін також може бути синтезований з інших попередників амінокислот. Цей ендогенний синтез відбувається внаслідок перетворення проліну, глутамату/глутаміну, а також непротеїногенної амінокислоти цитрулін, кожна з яких може перетворюватися в аргінін через потік органу в орган та метаболізм кишечником та нирками, що називається «кишковим -ниркова вісь. " Проте експресія ферментів, необхідних для деяких з цих перетворень, обмежена лише певними тканинами. У дорослих людей синтез аргініну de novo становить приблизно 10–15% від виробництва базального аргініну (Luiking et al., 2012).

Аргінін

Мартін Колмайєр, у “Поживному обміні”, 2003

Регулювання

Інформація про регуляторні події в гомеостазі Арга досі є дуже неповною. Контроль дієтичного споживання, а також диференційний розподіл у печінці та інших тканинах сприяє стабільному забезпеченню життєво важливих функцій та уникненню надлишку.

На вибір продуктів харчування може впливати вміст Arg, як пропонують спостереження на щурах (Yamamoto and Muramatsu, 1987). Повідомляється, що суб’єкти з цитрулінемією, вродженою помилкою синтезу аргініну, жадають квасолі, гороху та арахісу, які містять багато аргініну (Walser, 1983); це спостереження може бути ще одним свідченням якогось типу контролю зворотного зв’язку над споживанням Arg.

Arg посилює секрецію інсуліну, індуковану глюкозою (Thams and Capito, 1999), що, в свою чергу, зміщує Arg від використання для глюконеогенезу і до використання для синтезу білка. На швидкість ендогенного синтезу Arg мало впливає рівень споживання (Castillo et al., 1994). Запальні цитокіни та ендотоксин, що діють на транспортери системи y +, посилюють поглинання Arg у певні тканини. Ця система експресується лише при низькому рівні в гепатоцитах, але сильно індукується цитокінами (Kakuda et al., 1998). Контроль вираження CAT-2 вказує на рівень складності на роботі. Цей ген не тільки кодує дві різні ізоформи (CAT-2 та CAT-2 A) з десятикратною різницею в спорідненості до зв'язування субстрату, але він також має чотири окремі повністю функціональні промотори, які дозволяють диференційовану реакцію на певний стимулятор (Kakuda та ін., 1998).

Аргінін

Дослідження наркотиків

Плацебо-контрольовані дослідження

Поліурія

Мітчелл Л. Гальперін, доктор медичних наук, FRCPC,. Марк Б. Гольдштейн, доктор медичних наук, FRCPC, у галузі рідинної, електролітної та кислотно-основної фізіології (четверте видання), 2010

Події в печінці

Аргінін доставляється в печінку після перетравлення харчового білка з подальшим всмоктуванням амінокислот у тонкому кишечнику. Проходячи через ентероцити, 40% харчового аргініну катаболізується. Отже, печінка постачається бідною на аргінін амінокислотною сумішшю та попередником аргініну (орнітину), якщо печінка повинна синтезувати більше аргініну. Основною долею аргініну в гепатоцитах є синтез білка та його гідроліз печінковою аргіназою з утворенням сечовини. Кінцевий ефект цього полягає у забезпеченні того, що вільний аргінін потрапляє в системний кровообіг дуже мало (див. Примітку на маржі).

Метаболізм білка та амінокислот

Аргінін

Аргінін бере участь у ряді метаболічних шляхів залежно від типу клітини. Він синтезується як проміжний продукт на шляху циклу сечовини, а також отримується з харчових білків. Ряд ключових метаболітів, таких як оксид азоту, фосфокреатин, спермін та орнітин, походять від аргініну. Під час нормального росту та розвитку, за певних патологічних станів (наприклад, дисфункція ендотелію) та якщо ендогенна продукція аргініну недостатня, може знадобитися дієтична добавка аргініну. Таким чином, аргінін вважається напівнеобхідною амінокислотою.

Клітинні та фізіологічні ефекти аргініну у людей похилого віку

Анотація

Аргінін - умовно незамінна амінокислота, яка відіграє ряд найважливіших ролей у здоров’ї та захворюваннях людини. З часу виявлення аргініну як джерела азоту для оксиду азоту, біомедичні дослідження активно зосереджувались на ньому та його судинорозширювальних ефектах. Однак інші нещодавні роботи висвітлювали не лише ці потенційні переваги аргініну та його метаболітів для серцево-судинної системи, а також досягнення в галузі біохімії аргініну, торгівлі органами та органами, а також результати клінічних досліджень, що вивчають його роль аргініну як терапевтичної форми в різноманітність захворювань. Ці досягнення, поряд із всебічним оглядом біохімії та фізіології аргініну, розглядаються в цій главі і мають на меті висвітлити цю надійну область медичних досліджень.

Епігенетика та аутоімунні хвороби

Метилювання аргініну

Аргінін також може бути метильований/деметильований специфічними ферментами (Chen et al., 1999). Показано, що метилювання залишку аргініну 3 на гістоні H4 (H4R3) та аргініну 17 на гістоні H3 (H3R17) викликає активацію генів. Примітно, що зайнятість коактиватора, асоційованого з аргінінметилтрансферазою-1 (CARM1), яке, як відомо, посилює транскрипційну активацію ядерними рецепторами, а також метилювання гістону H3-R17 та цитрулінація регулюються промоторами запальних генів у моноцитах, що свідчить про нову роль для модифікації гістону аргініном при запальних захворюваннях (Miao et al., 2006). Тому, подібно до метилювання лізону гістону, інтерес до метилювання аргініну гістону зростає. Виходячи з сучасних знань, статус модифікації гістону H3-R17 у клітинах може існувати принаймні у трьох режимах: аргінін, метильований аргінін та цитрулінований аргінін. Біологічне значення трьох режимів або “коду H3-R17” повільно з’являється, але потребує додаткових досліджень. Здається, що метилювання H3-R17 пов'язане з активацією генів, і що цитрулінізація H3-аргініну може бути пов'язана з репресією ядерних рецепторних і NF-κB-регульованих генів. Це може запропонувати додаткові зв'язки між епігенетичними маркерами аргініну та захворюваннями людини.

Аргінін та цитрулін як нутрицевтики

С.Н. Каоре, Навінчандра М. Каоре, у Nutraceuticals, 2016

Препарати аргініну: капсула (500 мг), таблетки SR (350 мг)

Препарати цитруліну: Капсула (0,5 г, 1 г), порошок (100 г, 300 г)

Комбінації: капсула, аргінін 500 мг + цитрулін 250 мг а.

Таблетка, аргінін 500 мг + цитрулін 250 мг

Таблетка, аргінін 750 мг + цитрулін 250 мг

Підсилення вітамінами (порошок): Аргінін 5 г + цитрулін 1 г (збагачений вітамінами С, D, К, фолієвою кислотою, В12)

Настій: містить аргінін 5 г + цитрулін 1 г.

Вирази цитрулінемії в культурах фібробластів шкіри

Т.А. Тедеско, В. Дж. Меллман, у Тканинній культурі, 1973

ДОСЛІДЖЕННЯ РОСТУ

Аргінін (або цитрулін) необхідний для розмноження фібробластів шкіри людини. Швидкість збільшення кількості контрольних клітин однакова, чи містить середовище 0,2 мМ цитруліну або 0,2 мМ аргініну. Клітини цитрулінемії (CCL 76) не розмножуються, коли цитрулін заміщений аргініном. Немає різниці між повторними культурами цитрулінемічних клітин, інкубованих у середовищі, що не містить аргініну, з цитруліном або без нього.

Оскільки сироватка необхідна для розмноження клітин фібробластів шкіри людини, може знадобитися діаліз, якщо її потрібно використовувати в генетичних експериментах з цитрулінемічними клітинами, де здатність утилізувати цитрулін використовується селективно. Фетальна теляча сироватка містить приблизно 20–40 мкМ аргініну.

Зростання клітин на різних експериментальних середовищах можна оцінити за допомогою визначення кількості клітин, білка або ДНК.

Рекомендовані публікації:

  • Журнал молекулярної біології
  • Про ScienceDirect
  • Віддалений доступ
  • Магазинний візок
  • Рекламуйте
  • Зв'язок та підтримка
  • Правила та умови
  • Політика конфіденційності

Ми використовуємо файли cookie, щоб допомогти забезпечити та покращити наші послуги та адаптувати вміст та рекламу. Продовжуючи, ви погоджуєтесь із використання печива .