Триптофан

Молекула L-триптофана

Триптофан одна из 22 стандартных аминокислот, незаменимая в рационе человека. В стандартном генетическом коде кодируется кодоном UGG. В структурных или ферментных белках используется только L-стереоизомер триптофана. D-стереоизомер иногда может встречаться в естественно производимых пептидах (например, морском ядовитом пептиде контрифане). Структурно триптофан интересен тем, что он содержит индольную функциональную группу. Аминокислота является незаменимой, о чем говорит ее воздействие на рост у крыс. (ИЮПАК-МСБХМБ аббревиатура: Trp или W; ИЮПАК аббревиатура: L-Trp или D-Trp; Обычно продается для медицинского использования под названием Tryptan). Фармакологическая группа: аминокислоты

В 1901 году Фредерик Хопкинс впервые осуществил выделение триптофана с использованием гидролиза казеина. Из 600 г неочищенного казеина можно выделить 4-8 грамм триптофана.

Растения и микроорганизмы обычно синтезируют триптофан из шикимовой или антраниловой кислоты. Последняя конденсируется с фосфорибоцилпирофосфатом (PRPP), генерируя пирофосфат как побочный продукт. После раскрытия кольца фрагмента рибозы и последующего восстановительного декарбоксилирования, производится индол-3-глицеринфосфан, который, в свою очередь, превращается в индол. На последней стадии триптофан-синтаза катализирует образование триптофана из индола и аминокислоты серина. В промышленности триптофан также производится биосинтетическим путем, основанным на ферментации серина и индола с использованием натуральных или генетически модифицированных бактерий, таких как B. amyloliquefaciens, B. subtilis, C. glutamicum или E. coli. Эти штаммы либо производят мутации, предотвращающие обратный захват ароматических аминокислот, либо сверхэкспрессию триптофановых оперонов. Преобразование катализируется ферментом триптофансинтазы.

Для многих организмов (включая человека), триптофан является незаменимой, то есть жизненно важной, аминокислотой, которая не может быть синтезирована в организме и, следовательно, должна составлять обязательную часть рациона. Аминокислоты, в том числе триптофан, выступают в качестве строительных блоков в биосинтезе белка. Кроме того, триптофан действует как биохимический предшественник для следующих соединений:

  Серотонин (нейротрансмиттер), синтезируется через гидроксилазу триптофана. Серотонин, в свою очередь, может быть преобразован в мелатонин (нейрогормон) через N-ацетилтрансферазу и 5-гидроксииндол-O-метилтрансферазу.
  Никотиновая кислота синтезируется из триптофана, при этом кинуренин и хинолиновая кислота выступают в качестве ключевых промежуточных соединений биосинтеза.
  Ауксин (фитогормон), при преобразовании ситовидных элементов апоптоза триптофана в ауксины.

Нарушения всасывания фруктозы и непереносимость лактозы являются причиной неправильного поглощения триптофана в кишечнике, снижения уровня триптофана в крови и депрессии. У бактерий, синтезирующих триптофан, высокие клеточные уровни этой аминокислоты активируют белок-репрессор, который связывается с триптофановым опероном. Связывание этого репрессора с опероном предотвращает транскрипцию ДНК, которая кодирует ферменты, участвующие в биосинтезе триптофана. Таким образом, высокие уровни триптофана предотвращают синтез триптофана через цепь отрицательной обратной связи, и при сокращении уровней триптофана в клетках возобновляется транскрипция из триптофанового оперона. Генетическая организация триптофанового оперона позволяет, таким образом, жестко регулировать и быстро реагировать на изменения во внутренних и внешних клеточных уровнях триптофана.

Триптофан является обычным составляющим большинства белковых пищевых продуктов или пищевых белков. Он содержится в особенно больших количествах в шоколаде, овсе, сушеных финиках, молоке, йогурте, твороге, сыре, красном мясе, яйцах, рыбе, птице, кунжуте, горохе, семенах подсолнечника, семенах тыквы, спирулине, бананах и арахисе. Несмотря на распространенное мнение, что индейка содержит особенно большое количество триптофана, это вещество в равной мере присутствует в организме большинства птиц. Существует также миф, что в растительном белке триптофан присутствует в недостаточном количестве; на самом деле, триптофан имеется в значительных количествах почти во всех формах растительного белка, а в некоторых – даже в очень больших количествах.

Существуют доказательства того, что уровни триптофана в крови мало зависят от изменения диеты, однако некоторое время назад триптофан был доступен в магазинах здорового питания в качестве пищевой добавки. Клинические исследования показали смешанные результаты в отношении эффективности триптофана в качестве снотворного, особенно у нормальных пациентов. Триптофан показал некоторую эффективность при лечении различных других заболеваний, обычно связанных с низким уровнем серотонина в мозгу. В частности, триптофан в отдельности оказывал некоторое антидепрессивное воздействие, а при применении совместно с другими антидепрессантами действовал как их усилитель. Тем не менее, надежность этих клинических испытаний была поставлена под сомнение из-за отсутствия формального контроля. Кроме того, триптофан сам по себе не может применяться для лечения депрессии или других серотонин-зависимых состояний, однако может быть полезен для понимания химических путей, которые могут дать новый импульс в исследовании фармацевтических препаратов.

Метаболит триптофана, 5-гидрокситриптофан (5-HTP), был предложен в качестве средства для лечения эпилепсии и депрессии, хотя клинические испытания считаются неубедительными и недостаточными. 5-HTP способен легко проникать через гематоэнцефалический барьер и, кроме того, быстро декарбоксилировать серотонин (5-гидрокситриптамин или 5-НТ). Тем не менее, серотонин имеет относительно короткий период полураспада, поскольку он быстро метаболизируется моноаминоксидазой. В связи с преобразованием 5-HTP в серотонин в печени, воздействие серотонина на сердце может вызывать значительный риск заболеваний сердечного клапана. Первичным продуктом фермента печени триптофан диоксигеназы является кинуренин. Он продается в Европе для лечения депрессии под торговыми марками Cincofarm и Tript-OH. В Соединенных Штатах 5-HTP продается без рецепта, как его продажа осуществляется в рамках Закона о пищевых добавках. Поскольку качество биологически активных добавок теперь регулируется FDA США, производители могут осуществлять продажу продуктов, ингредиенты которых соответствуют маркировке, однако это не гарантирует эффективность таких продуктов.

В 1989 году была зафиксирована крупная вспышка синдрома эозинофилии-миалгии (СЭМ), связанная с применением триптофана, вызвавшая 1500 случаев постоянной инвалидности и, по крайней мере, 37 случаев смерти. Некоторые эпидемиологические исследования показали, что вспышка эпидемии связана с применением L-триптофана, поставляемого японским производителем Showa Denko К. К. Кроме того, предполагалось, что во время производства триптофана было допущено попадание в продукт некоторых примесей, что и вызвало развитие эпидемии. Сам факт того, что для получения L-триптофана компания Showa Denko использовала генетически модифицированные бактерии, породило массу домыслов о том, что генная инженерия ответственна за возникновение подобных неприятностей. Тем не менее, была подвергнута критике методология, используемая в начальных эпидемиологических исследованиях. Альтернативное объяснение вспышки СЭМ 1989 года состоит в том, что большие дозы триптофана могут производить метаболиты, ингибирующие нормальную деградацию гистамина, а избыток гистамина, в свою очередь, может вызывать СЭМ. В 1991 году большая часть триптофана была выведена из продажи в США, и другие страны последовали этому примеру. Однако триптофан по-прежнему продавался для производства детского питания. Во время запрета FDA не знало, или не указывало, что эпидемия СЭМ была вызвана загрязненной партией, и все же, даже когда загрязнение было обнаружено и был запущен процесс очистки, FDA по-прежнему утверждало, что L-триптофан является небезопасным. В феврале 2001 года FDA ослабило ограничения на маркетинг L-триптофана (но не на его импорт), однако все же выразило следующую озабоченность:

  "Основываясь на научных данных, доступных в настоящее время, мы не можем с уверенностью определить, что возникновение СЭМ у восприимчивых людей, потребляющих добавки L-триптофана, наблюдается из-за содержания L-триптофана, примесей, содержащихся в L-триптофане, либо из-за пока неизвестных внешних факторов». 

С 2002 года L-триптофан продавался в США в своем первоначальном виде. Существует несколько высококачественных источников L-триптофана, которые продаются во многих крупнейших магазинах здорового питания по всей стране. Триптофан продолжает использоваться в клинических и экспериментальных исследованиях. В последние годы в США рецептурные аптеки и некоторые продавцы, работающие по почте и продающие товары в розницу, начали продажи триптофана для широкой публики. Триптофан также остается на рынке как рецептурный препарат (Tryptan), который некоторые психиатры продолжают выписывать, в частности, как средство для увеличения реакции на антидепрессанты.

Существует мнение, что чрезмерное употребление мяса индейки приводит к сонливости, в связи с высоким уровнем содержащегося в ней триптофана. Тем не менее, количество триптофана в индейке сопоставимо с его содержанием в большинстве других видов мяса. Кроме того, сонливость, возникающая после приема пищи, может быть связана с тем, какую еще пищу, помимо индейки, съел человек и, в частности, какие углеводы. В опытах на животных и человеке было показано, что прием пищи, богатой углеводами, вызывает высвобождение инсулина. Инсулин, в свою очередь, стимулирует поглощение мышцами больших нейтральных аминокислот с разветвленной цепью (branched-chain amino acids, ВСАА), а не триптофан (ароматическую аминокислоту), увеличивая тем самым соотношение триптофана к BCAA в кровотоке. Полученное в результате увеличение такого соотношения триптофана к BCAA в крови снижает конкуренцию у транспортеров больших нейтральных аминокислот (транспортирующих как BCAA, так и ароматические аминокислоты), что приводит к поглощению триптофана через гематоэнцефалический барьер в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ). После попадания в ЦСЖ триптофан превращается в серотонин в месте соединения ядер на нормальном ферментативном пути. Полученный в результате серотонин далее метаболизируется шишковидной железой в мелатонин. Таким образом, данные показывают, что «сонливость после приема пищи» может быть результатом приема тяжелой, богатой углеводами, пищи, которая косвенно увеличивает производство мелатонина, который в свою очередь способствует засыпанию.

Триптофан – это незаменимая аминокислота, которая не синтезируется в организме человека. Отпускается без рецепта.

:Tags

• Мелатонин

Читать еще: АКТГ (Адренокортикотропный гормон) , ХГЧ (хорионический гонадотропин человека) , Икариин , Красный рис , Мукуна Жгучая ,