Аспарагин - Asparagine

Сокращенное обозначение аспарагина - «Асн». Чтобы узнать о других вариантах использования этого сокращения, см. ASN (значения).
Не путать с Аспарагиновая кислота.
л-Аспарагин
Костная формула L-аспарагина
Шаровидная модель молекулы L-аспарагина как цвиттер-иона
Имена
Название ИЮПАК
Аспарагин
Другие имена
2-амино-3-карбамоилпропановая кислота
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100.019.565 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 200-735-9
КЕГГ
UNII
Свойства
C4ЧАС8N2О3
Молярная масса132.119 г · моль−1
Внешностьбелые кристаллы
Плотность1,543 г / см3
Температура плавления 234 ° С (453 ° F, 507 К)
Точка кипения 438 ° С (820 ° F, 711 К)
2,94 г / 100 мл
Растворимостьрастворим в кислоты, базы, незначительно в метанол, этиловый спирт, эфир, бензол
журнал п−3.82
Кислотность (пKа)
  • 2,1 (карбоксил; 20 ° C, H2O)
  • 8,80 (амино; 20 ° C, H2O)[1]
-69.5·10−6 см3/ моль
Структура
ромбический
Термохимия
−789,4 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасностиУвидеть: страница данных
Сигма-Альрих
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 219 ° С (426 ° F, 492 К)
Страница дополнительных данных
Показатель преломления (п),
Диэлектрическая постоянная (εр), так далее.
Термодинамический
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
УФ, ИК, ЯМР, РС
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Аспарагин (символ Asn или N[2]), является α-аминокислота это используется в биосинтезе белков. Он содержит α-аминогруппу (которая находится в протонированной -NH+
3 образуются в биологических условиях), группа α-карбоновой кислоты (которая находится в депротонированной -COO− образуются в биологических условиях), и боковая цепь карбоксамид, классифицируя его как полярный (при физиологическом pH), алифатический аминокислота. Для человека он несущественен, то есть организм может его синтезировать. это закодированный посредством кодоны AAU и AAC.

Реакция между аспарагином и восстанавливающие сахара или другой источник карбонилы производит акриламид в пище при нагревании до достаточной температуры. Эти продукты встречаются в хлебобулочных изделиях, таких как картофель фри, картофельные чипсы и тосты.

История

Впервые аспарагин был выделен в 1806 году в кристаллической форме французскими химиками. Луи Николя Воклен и Пьер Жан Робике (тогда молодой помощник) из спаржа сок,[3][4] в котором его много, отсюда и выбранное название. Это была первая выделенная аминокислота.[5]

Три года спустя, в 1809 году, Пьер Жан Робике идентифицировал вещество из корень солодки со свойствами, которые он квалифицировал как очень похожие на свойства аспарагина,[6] и который Плиссон идентифицирован в 1828 году как сам аспарагин.[7][8]

Для определения структуры аспарагина потребовались десятилетия исследований. В эмпирическая формула аспарагин был впервые определен в 1833 году французскими химиками Антуаном Франсуа Бутроном Шарларом и Теофиль-Жюль Пелуз; в том же году немецкий химик Юстус Либих предоставил более точную формулу.[9][10] В 1846 г. итальянский химик Рафаэле Пирия обработал аспарагин азотистая кислота, который удалил молекулу амин (–NH2) групп и превратил аспарагин в яблочная кислота.[11] Это выявило фундаментальную структуру молекулы: цепочку из четырех атомов углерода. Пирия считала аспарагин диамидом яблочной кислоты;[12] однако в 1862 году немецкий химик Герман Кольбе показал, что это предположение было ошибочным; вместо этого Кольбе пришел к выводу, что аспарагин амид амина Янтарная кислота.[13] В 1886 году итальянский химик Арнальдо Пиутти (1857–1928) обнаружил зеркальное отражение или "энантиомер «натуральной формы аспарагина, которая обладает многими свойствами аспарагина, но также отличается от него.[14] Поскольку структура аспарагина еще не была полностью известна - положение аминогруппы в молекуле еще не было установлено.[15] - Пиутти синтезировал аспарагин и таким образом определил его истинную структуру.[16]

Структурная функция белков

Поскольку боковая цепь аспарагина может образовывать взаимодействия с водородными связями с основной цепью пептида, остатки аспарагина часто обнаруживаются в начале альфа-спиралей в виде asx повороты и asx мотивы, и аналогичные мотивы поворота, или как амидные кольца в бета-версиях. Его роль можно рассматривать как «блокирование» взаимодействий водородных связей, которым в противном случае удовлетворяла бы основа полипептида.

Аспарагин также предоставляет ключевые сайты для N-связанное гликозилирование, модификация белковой цепи добавлением углеводных цепей. Как правило, углеводное дерево может быть добавлено только к остатку аспарагина, если последний фланкирован на стороне C X-серин или X-треонин, где X - любая аминокислота, кроме пролин.[17]

Аспарагин может быть гидроксилирован с помощью фактора транскрипции, индуцируемого гипоксией HIF1. Эта модификация подавляет активацию HIF1-опосредованного гена.[18]

Источники

Диетические источники

Аспарагин не существенный для человека, что означает, что он может синтезироваться из промежуточных продуктов центрального метаболического пути и не требуется в диете.

Аспарагин содержится в:

Биосинтез

Предшественником аспарагина является оксалоацетат. Оксалоацетат превращается в аспартат с помощью трансаминаза фермент. Фермент переносит аминогруппу из глутамат к производству оксалоацетата α-кетоглутарат и аспартат. Фермент аспарагинсинтетаза производит аспарагин, AMP, глутамат и пирофосфат из аспартата, глутамин, и АТФ. В реакции аспарагинсинтетазы АТФ используется для активации аспартата с образованием β-аспартил-АМФ. Глутамин отдает аммонийную группу, которая реагирует с β-аспартил-АМФ с образованием аспарагина и свободного АМФ.

Биосинтез аспарагина из оксалоацетата

Деградация

Аспарагин обычно входит в цикл лимонной кислоты у человека в виде оксалоацетата.[нужна цитата ] У бактерий разложение аспарагина приводит к образованию оксалоацетата, который представляет собой молекулу, которая соединяется с цитратом в цикл лимонной кислоты (Цикл Кребса). Аспарагин гидролизуется до аспартата аспарагиназой. Затем аспартат подвергается трансаминированию с образованием глутамата и оксалоацетата из альфа-кетоглутарата.

Функция

Аспарагин - это требуется для развития и функции мозга.[19] Он также играет важную роль в синтезе аммиака.[нужна цитата ] Доступность аспарагина также важна для синтеза белка во время репликации поксвирусов. [20]

Добавление N-ацетилглюкозамин к аспарагину выполняет олигосахарилтрансфераза ферменты в эндоплазматический ретикулум.[21] Это гликозилирование важно как для структуры белка.[22] и функция белка.[23]

Цвиттерионная структура

(S) -Аспарагин (слева) и (р) -спарагин (справа) в цвиттерионной форме при нейтральном pH.

Предполагаемая связь с раком у лабораторных мышей

Согласно статье 2018 г. Хранитель, исследование показало, что снижение уровня аспарагина «резко» снизило распространение рака груди у лабораторных мышей.[24][25] В статье отмечается, что подобные исследования на людях не проводились.

использованная литература

  1. ^ Хейнс WM, изд. (2016). CRC Справочник по химии и физике (97-е изд.). CRC Press. С. 5–89. ISBN  978-1498754286.
  2. ^ «Номенклатура и символика аминокислот и пептидов». Совместная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре. 1983. Архивировано с оригинал 9 октября 2008 г.. Получено 5 марта 2018.
  3. ^ Воклен LN, Робике PJ (1806). "La découverte d'un nouveau principe végétal dans le success des asperges". Annales de Chimie (На французском). 57: 88–93. HDL:2027 / nyp.33433062722578.
  4. ^ Плиммер Р.Х. (1912) [1908]. Плиммер Р. Х., Хопкинс Ф. Г. (ред.). Химический состав белков. Монографии по биохимии. Часть I. Анализ (2-е изд.). Лондон: Longmans, Green and Co., стр. 112. Получено 18 января, 2010.
  5. ^ Анфинсен CB, Эдсалл Дж. Т., Ричардс FM (1972). Достижения в химии белков. Нью-Йорк: Academic Press. стр.99, 103. ISBN  978-0-12-034226-6.
  6. ^ Робике П.Дж. (1809). "Анализируй расин де релакс" [Анализ корня солодки]. Annales de Chimie et de Physique (На французском). 72 (1): 143–159.
  7. ^ Плиссон А (1828 г.). "De l'indentité de l'asparagine avec l'agédoïte" [О тождестве аспарагина с агедоитом]. Journal de Pharmacie et des Sciences Accessoires (На французском). 14 (4): 177–182.
  8. ^ Фелтер HW, Ллойд JU (1898). "Glycyrrhiza (США) - Glycyrrhiza". King's American Dispensatory. Домашняя страница Генриетты.
  9. ^ Бутрон-Шарлар; Пелуз (1833). "Ueber das Asparamid (Asparagin des Herrn Robiquet) und die Asparamidsäure" [Об аспарамиде (аспарагин г-на Робике) и аспарагиновой кислоте]. Annalen der Chemie (на немецком). 6: 75–88. Дои:10.1002 / jlac.18330060111. Эмпирическая формула аспарагина представлена ​​на стр. 80.
  10. ^ Либих J (1833). "Ueber die Zusammensetzung des Asparamids und der Asparaginsäure" [О составе аспарамида [аспарагина] и аспарагиновой кислоты]. Annalen der Chemie (на немецком). 7 (14): 146–150. Bibcode:1834AnP ... 107..220L. Дои:10.1002 / andp.18341071405. Эмпирическая формула приведена на стр. 149; формула верна, если индексы делятся на 2.
  11. ^ Увидеть:
    • Пирия Р. (январь 1846 г.). "Studi sulla costituzione chimica dell 'asparagina e dell' acido aspartico" [Исследования химического строения аспарагина и аспарагиновой кислоты]. Il Cimento (на итальянском). 4: 55–73. Дои:10.1007 / BF02532918. S2CID  177614807.
    • Французский перевод: Пирия Р. (1848 г.). "Исследования химической конституции аспарагина и аспарагиновой кислоты" [Исследования химического состава аспарагина и аспарагиновой кислоты]. Annales de Chimie et de Physique. 3-я серия (на французском языке). 22: 160–179. С п. 175: «… On voit, en outre, que l'asparagine et l'acide aspartique lui-même se décomposent avec une облегченное remarquable, sous l'influence de l'acide hyponitrique, en fournissant du gaz azote et de l'acide malique». (… Кроме того, можно увидеть, что аспарагин и сама аспарагиновая кислота с удивительной легкостью разлагаются под действием азотистой кислоты, образуя газообразный азот и яблочную кислоту.)
  12. ^ Плиммер Р.Х. (1912). Химическая конституция белков. Часть I: Анализ (2-е изд.). Лондон, Англия: Longmans, Green and Co., стр. 112.
  13. ^ Кольбе H (1862). "Ueber die chemische конституция спаржи и аспарагина" [О химическом строении аспарагина и аспарагиновой кислоты]. Annalen der Chemie (на немецком). 121 (2): 232–236. Дои:10.1002 / jlac.18621210209.
  14. ^ Пютти А (1886 г.). "Ein neues Asparagin" [Новый аспарагин]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком). 19 (2): 1691–1695. Дои:10.1002 / cber.18860190211.
  15. ^ Французский химик Эдуард Гримо считал, что аминогруппа (–NH2) располагалась рядом с амидной группой (–C (O) NH2), тогда как итальянский химик Исилио Гуарески считал, что аминогруппа расположена рядом с карбоксильной группой (–COOH).
    • Grimaux E (1875). "Recherches synthétiques sur le groupe urique" [Синтетические исследования мочевой группы]. Bulletin de la Société Chimique de Paris. 2-я серия (на французском языке). 24: 337–355. На стр. 352, Grimaux представил две предполагаемые структуры для аспарагина, а на стр. 353 он предпочитал структуру (I.), что неверно. С п. 353: "… Ce sont les formules marquées du chiffre I qui me semblent devoir être admées pour l'asparagine,…" (… Именно формулы, отмеченные цифрой I, как мне кажется, следует принять для аспарагина,…)
    • Гуарески I (1876 г.). "Studi sull 'asparagine e sull' acido aspartico" [Исследования аспарагина и аспарагиновой кислоты]. Атти делла Реале Академия дель Линчеи. 2-я серия (на итальянском). 3 (ч. 2): 378–393. На стр. 388 Гуарески предложил две структуры (α и β) для аспарагина; он отдавал предпочтение правильному α. С п. 388: "La formola α mi sembra preferenceibile per seguente ragione:…" (Формула α кажется мне предпочтительнее по следующей причине:…)
    • Аннотация на английском языке в: Гуарески Дж. (1877 г.). «Аспарагин и аспарагиновая кислота». Журнал химического общества. 31: 457–459. См. Особенно стр. 458.
  16. ^ Piutti A (1888 г.). "Sintesi e costituzione delle asparagine" [Синтез и состав аспарагина]. Gazzetta Chimica Italiana (на итальянском). 18: 457–472.
  17. ^ Брукер Р., Видмайер Э, Грэм Л., Стилинг П., Хасенкампф С., Хантер Ф, Бидочка М., Риггс Д. (2010). «Глава 5: Системная биология клеточной организации». Биология (Канадский ред.). Соединенные Штаты Америки: МакГроу-Хилл Райерсон. С. 105–106. ISBN  978-0-07-074175-1.
  18. ^ Лэндо Д., Пит Д. Дж., Горман Дж. Дж., Уилан Д. А., Уайтлоу М.Л., Брюик Р.К. (июнь 2002 г.). «FIH-1 представляет собой фермент аспарагинилгидроксилазу, который регулирует транскрипционную активность фактора, индуцируемого гипоксией». Гены и развитие. 16 (12): 1466–71. Дои:10.1101 / gad.991402. ЧВК  186346. PMID  12080085.
  19. ^ Ruzzo EK, Capo-Chichi JM, Ben-Zeev B., Chitayat D, Mao H, Pappas AL, et al. (Октябрь 2013). «Дефицит аспарагинсинтетазы вызывает врожденную микроцефалию и прогрессирующую форму энцефалопатии». Нейрон. 80 (2): 429–41. Дои:10.1016 / j.neuron.2013.08.013. ЧВК  3820368. PMID  24139043.
  20. ^ Pant A, Cao S, Yang Z (июль 2019 г.). Шислер JL (ред.). «Аспарагин является критически важным ограничивающим метаболитом для синтеза белка вируса осповакцины во время депривации глутамина». Журнал вирусологии. 93 (13): e01834–18, /jvi/93/13/JVI.01834–18.atom. Дои:10.1128 / JVI.01834-18. ЧВК  6580962. PMID  30996100.
  21. ^ Бурда П., Эби М. (январь 1999 г.). «Путь долихола N-связанного гликозилирования». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие предметы. 1426 (2): 239–57. Дои:10.1016 / S0304-4165 (98) 00127-5. PMID  9878760.
  22. ^ Imperiali B, O'Connor SE (декабрь 1999 г.). «Влияние N-связанного гликозилирования на структуру гликопептидов и гликопротеинов». Современное мнение в области химической биологии. 3 (6): 643–9. Дои:10.1016 / S1367-5931 (99) 00021-6. PMID  10600722.
  23. ^ Паттерсон М.С. (сентябрь 2005 г.). «Метаболические мимики: нарушения N-связанного гликозилирования». Семинары по детской неврологии. 12 (3): 144–51. Дои:10.1016 / j.spen.2005.10.002. PMID  16584073.
  24. ^ Образец I (07.02.2018). «Распространение рака груди связано с соединениями в спарже и других продуктах питания». Хранитель. Получено 2018-05-30.
  25. ^ Knott SR, Wagenblast E, Khan S, Kim SY, Soto M, Wagner M и др. (Февраль 2018). «Биодоступность аспарагина определяет метастазирование в модели рака груди». Природа. 554 (7692): 378–381. Bibcode:2018Натура.554..378K. Дои:10.1038 / природа25465. ЧВК  5898613. PMID  29414946.

внешние ссылки