triptófano | |||
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General | |||
Nombre sistemático |
Ácido 2-amino-3-(1H-indol-3-il)propiónico | ||
abreviaturas |
Tres, Trp, W UGG |
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química fórmula | C 11 H 12 N 2 O 2 | ||
Rata. fórmula | C 11 H 12 N 2 O 2 | ||
Propiedades físicas | |||
Masa molar | 204,23 g/ mol | ||
Propiedades químicas | |||
Constante de disociación ácida | 9.39 [1] | ||
Clasificación | |||
registro número CAS | 73-22-3 | ||
PubChem | 6305 | ||
registro Número EINECS | 200-795-6 | ||
SONRISAS | N[C@@H](Cc1c2ccccc2n([H])c1)C(O)=O | ||
InChI | InChI=1S/C11H12N2O2/c12-9(11(14)15)5-7-6-13-10-4-2-1-3-8(7)10/h1-4,6,9,13H, 5,12H2,(H,14,15)/t9-/m0/s1QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N | ||
CHEBI | 16828 | ||
ChemSpider | 6066 | ||
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |||
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El triptófano (ácido β-(β-indolil)-α-aminopropiónico, abreviado: Tri, Trp, Trp, W) es un alfa-aminoácido aromático . Existe en dos formas isoméricas ópticas , L y D, y como racemato (mezcla racémica) (DL).
El L-triptófano es un aminoácido proteinogénico y forma parte de las proteínas de todos los organismos vivos conocidos. Pertenece a una serie de aminoácidos hidrófobos, ya que contiene un núcleo de indol aromático . Participa en interacciones hidrofóbicas y de apilamiento .
Por primera vez en 1890, el triptófano fue aislado de la enzima digestiva tripsina y sus propiedades fueron descritas por el químico alemán Richard Neumeister, quien también le dio el nombre al aminoácido. El sufijo griego "abanico" significa "señalando" [2] .
El triptófano se sintetiza naturalmente a través del antranilato . En el proceso de biosíntesis de antranilato, los compuestos intermedios son shikimato , corismato . La biosíntesis de antranilato se discute en el artículo la vía del shikimato . Cuatro reacciones reversibles constituyen la ruta más corta para convertir el antranilato en triptófano. Los genes responsables de estas reacciones, así como de la reacción irreversible de formación de antranilato a partir de corismato, se denominan genes trp y en bacterias se combinan en un operón de triptófano.
Esquemáticamente, la estructura del operón triptófano en Escherichia coli se puede expresar de la siguiente manera:
— trp R—…—Promotor—Operador—Líder—Atenuador— trp E— trp D— trp C— trp B— trp A—Terminator—Terminator—
Etapas del proceso biosintético corismato →→ triptófano:
En la naturaleza, el triptófano es sintetizado por microorganismos , plantas y hongos . Los animales multicelulares son incapaces de sintetizar triptófano de novo . Para los humanos, como para todos los metazoos , el triptófano es un aminoácido esencial y debe ingerirse en cantidades suficientes con las proteínas de la dieta.
Transformaciones catabólicas del L-triptófano en el cuerpo humano:
Triptófano→N-formilquinurenina→quinurenina→3-hidroxiquinurenina→3-hidroxiantranilato
N-formilquinurenina → N-formil antranilato → antranilato → 3-hidroxi antranilato
Quinurenina→antranilato→3-hidroxiantranilato
3-hidroxiantranilato→2-amino-3-carboximuconato-semialdehído→2-aminomuconato-semialdehído→2-aminomuconato→2-cetoadipato→glutaril-CoA→crotonil-CoA→( S )-3-hidroxibutanoil-CoA→acetoacetil-CoA→ acetil-CoA
El triptófano es un precursor biológico de la serotonina [4] (a partir de la cual se puede sintetizar melatonina ) y la niacina (ver figura).
A menudo, la hipovitaminosis en vitamina B 3 se asocia con una falta de triptófano.
El triptófano es también un precursor bioquímico de los alcaloides de indol . Por ejemplo, triptófano → triptamina → N,N-dimetiltriptamina → psilocina → psilocibina
Se ha propuesto un metabolito del triptófano, el 5-hidroxitriptófano (5-HTP), como tratamiento para la epilepsia [5] y la depresión , pero los ensayos clínicos no han sido concluyentes [6] . El 5-HTP atraviesa fácilmente la barrera hematoencefálica y también se descarboxila rápidamente a serotonina (5-hidroxitriptamina o 5-HT) [7] .
Debido a la conversión de 5-HTP en serotonina en el hígado, existe un riesgo significativo de defectos cardíacos debido al efecto de la serotonina en el corazón [8] [9] .
El indol se aminometila con formaldehído y dimetilamina según el método de Mannich. El 3-dimetilaminometilindol resultante se condensa con éster metílico del ácido nitroacético para dar metilato de ácido 3-indolilnitropropiónico. Luego, el grupo nitro se reduce al grupo amino. Después de la hidrólisis alcalina del éster, se obtiene D,L-triptófano, normalmente en forma de sal de sodio. [10] En el triptófano obtenido por síntesis química se encuentran impurezas de compuestos tóxicos. Se añade triptófano sintético a la alimentación animal.
En microorganismos, incluida Escherichia coli , se conoce la enzima triptófano indol liasa dependiente de piridoxal (triptofanasa EC 4.1.99.1, producto del gen tna A). La función de esta enzima es mantener el equilibrio:
triptófano + agua ⇋ indol + piruvato + amonio.
A través de esto, el triptófano puede ser producido por la condensación enzimática de indol , ácido pirúvico y amoníaco .
En la producción industrial de L-triptófano se suelen utilizar cepas de levadura de Candida utilis , que son defectuosas en genes aro y, por tanto, auxotróficas en fenilalanina y tirosina . El material de partida suele ser un ácido antranílico sintético relativamente barato, que es útil por varias razones. En primer lugar, simplifica y reduce el coste del proceso y, en segundo lugar, permite eludir los mecanismos de control regulatorio (el producto objetivo triptófano tiene un efecto inhibitorio sobre la antranilato sintasa). En presencia de cantidades mínimas de fenilalanina y tirosina que no provocan efectos reguladores, los mutantes de Candida utilis convierten el ácido antranílico introducido en el medio de cultivo en L-triptófano.
El indol sintético también puede servir como materia prima inicial en la producción microbiológica de triptófano. El proceso depende de la actividad de la triptófano sintasa y de la disponibilidad de serina.
El triptófano es un componente de las proteínas alimentarias. Los más ricos en triptófano son los alimentos como el queso , el pescado, la carne, las legumbres, el requesón , la avena , los cacahuetes , el sésamo , los piñones , la leche , el yogur .
El triptófano está presente en la mayoría de las proteínas vegetales, especialmente en la soja . El maíz contiene una cantidad muy pequeña de triptófano, por lo que comer solo maíz conduce a la falta de este aminoácido y, como resultado, a la pelagra . Los cacahuetes son una excelente fuente de triptófano, pero los cacahuetes contienen menos triptófano que los productos de origen animal.
La carne y el pescado contienen triptófano de manera desigual: las proteínas del tejido conectivo ( colágeno , elastina , gelatina ) no contienen triptófano [11] .
Nº p/p | producto | en mg por 100 g |
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una | caviar rojo | 960 |
2 | caviar negro | 910 |
3 | queso holandés | 780 |
cuatro | almendra | 630 |
5 | anacardos | 600 |
6 | habas de soja | 600 |
7 | queso fundido | 500 |
ocho | piñones | 420 |
9 | halva | 360 |
diez | carne de conejo, pavo | 330 |
once | calamar | 320 |
12 | caballa | 300 |
13 | semillas de girasol | 300 |
catorce | pistachos | 300 |
quince | pollo | 290 |
dieciséis | maní | 285 [13] |
17 | guisantes, frijoles | 260 |
Dieciocho | arenque | 250 |
19 | ternera | 250 |
veinte | carne de res | 133 |
21 | salmón | 220 |
22 | bacalao | 210 |
23 | Carne de cordero | 210 |
24 | requesón gordo | 210 |
25 | huevos de gallina | 200 |
26 | abadejo | 200 |
27 | chocolate | 200 |
28 | Cerdo | 190 |
29 | queso cottage bajo en grasa | 180 |
treinta | carpa | 180 |
31 | halibut, perca | 180 |
32 | alforfón | 180 |
33 | mijo | 180 |
34 | lubina | 170 |
35 | caballa | 160 |
36 | avena | 160 |
37 | damáscos secos | 150 |
38 | champiñones | 130 |
39 | sémola de cebada | 120 |
40 | cebada perlada | 100 |
41 | pan de trigo | 100 |
42 | papas fritas | 84 |
43 | fechas | 75 |
44 | arroz hervido | 72 |
45 | Papas hervidas | 72 |
46 | pan de centeno | 70 |
47 | ciruelas pasas | 69 |
48 | verduras (eneldo, perejil) | 60 |
49 | remolacha | 54 |
cincuenta | pasa | 54 |
51 | repollo | 54 |
52 | plátanos | 45 |
53 | zanahoria | 42 |
54 | cebolla | 42 |
55 | leche, kéfir | 40 |
56 | Tomates | 33 |
57 | albaricoques | 27 |
58 | naranjas | 27 |
59 | granada | 27 |
60 | toronja | 27 |
61 | limón | 27 |
62 | duraznos | 27 |
63 | cereza | 24 |
64 | Fresa | 24 |
sesenta y cinco | frambuesa | 24 |
66 | mandarinas | 24 |
67 | miel | 24 |
68 | ciruelas | 24 |
69 | pepinos | 21 |
70 | calabacín | 21 |
71 | sandía | 21 |
72 | uva | Dieciocho |
73 | melón | Dieciocho |
74 | caqui | quince |
75 | arándano | quince |
76 | manzanas | 12 |
77 | peras | 12 |
78 | piñas | 12 |
La hipertriptofanemia familiar es un trastorno metabólico hereditario autosómico recesivo raro que hace que el triptófano se acumule en la sangre y se excrete en la orina (triptofanuria).
La causa de la enfermedad es una violación del transporte activo de triptófano a través de la pared intestinal, como resultado de lo cual se intensifican los procesos de su descomposición bacteriana y la formación de productos de indol, como indol , escatol .
Enfermedad hereditaria asociada con una violación de la conversión de triptófano en quinurenina. Con la enfermedad, hay daño al sistema nervioso central y enanismo . La enfermedad fue descrita por primera vez por K. Tada en 1963.
Una enfermedad genética causada por una violación de la conversión de quinurenina a 3-hidroxi-L-quinurenina (la L-quinurenina-3-hidroxilasa EC 1.14.13.9 dependiente de NADP es responsable de la reacción). La enfermedad se manifiesta por una mayor excreción de quinurenina en la orina, así como por esclerodermia .
Indicanuria: altos niveles de indican en la orina . La causa puede ser la obstrucción intestinal, por lo que los procesos de putrefacción comienzan a desarrollarse intensamente.
A fines de la década de 1980, se notificó una gran cantidad de casos de síndrome de eosinofilia-mialgia en los Estados Unidos y algunos otros países . Este problema se hizo público en 1989 , después de que los médicos personales de tres mujeres estadounidenses, después de haber discutido la situación entre ellos, dieran la voz de alarma. Posteriormente, la escala de ese brote se estimó en aproximadamente 60.000 casos, de los cuales unos 1.500 casos resultaron en discapacidad y al menos 27 fueron fatales.
Se encontró que casi todos los pacientes tomaron L-triptófano del fabricante japonés Showa Denko. Este triptófano se produjo utilizando una nueva cepa especialmente diseñada de microorganismos genéticamente modificados . Durante la investigación, se tomaron muestras de la droga de varios lotes de triptófano. En estas muestras se identificaron más de 60 impurezas diferentes. Estas impurezas, entre las que el EBT (1,1'-etilideno-bis-L-triptófano) y el MTCA (ácido 1-metil-1,2,3,4-tetrahidro-beta-carbolina-3-carboxílico) resultaron especialmente sospechosas, han sido cuidadosamente estudiados, pero ninguno de ellos ha demostrado causar problemas de salud tan graves como el síndrome de eosinofilia-mialgia.
También se consideró la posibilidad de que el síndrome de eosinofilia-mialgia pueda ser causado por el propio L-triptófano cuando se encuentra en exceso en el organismo. Los expertos han tratado de evaluar la posibilidad de que los metabolitos del triptófano puedan inhibir la degradación de la histamina y que el exceso de histamina pueda contribuir a la inflamación y al desarrollo del síndrome de eosinofilia-mialgia. A pesar de todos los esfuerzos realizados, no fue posible establecer de forma fiable qué causaba exactamente la eosinofilia-mialgia en las personas que tomaban triptófano.
El fortalecimiento del control sobre la circulación de triptófano, incluida la prohibición de la importación de triptófano, ha llevado a una fuerte disminución de los casos de síndrome de eosinofilia-mialgia. En 1991, la mayor parte del triptófano fue prohibida en el mercado de los EE. UU. y otros países siguieron su ejemplo. En febrero de 2001 , la FDA suavizó las restricciones, pero aún expresó su preocupación:
"Basándonos en la evidencia científica disponible en la actualidad, no podemos determinar con certeza que la aparición de EMS en personas susceptibles que consumen suplementos de L-triptófano se deba al contenido de L-triptófano, una impureza contenida en el L-triptófano, o una combinación de los dos en asociación con otros factores externos, aún desconocidos”. [catorce]Traducción:
“Según los datos científicos que tenemos actualmente, no podemos responder con confianza a la pregunta de qué causa la eosinofilia-mialgia en personas susceptibles que usan L-triptófano. No podemos decir si el L-triptófano en sí mismo, o una impureza contenida en el L-triptófano, o una combinación de L-triptófano, impurezas con otros factores aún desconocidos, es capaz de causar eosinofilia-mialgia.La indolamina 2,3-dioxigenasa (una isoenzima de la triptófano 2,3-dioxigenasa) se activa durante la respuesta inmunitaria para limitar la disponibilidad de triptófano para las células cancerosas o infectadas por virus.
Los experimentos en ratas han demostrado que una dieta baja en triptófano aumenta la esperanza de vida máxima, pero también aumenta la mortalidad a una edad temprana [15] .
La somnolencia que se produce después de comer carne de pavo (relevante en Estados Unidos, donde tradicionalmente se come pavo en Acción de Gracias y Navidad ) está asociada a la acción de la melatonina , que se forma a partir del triptófano. Existe la idea errónea de que el pavo contiene una cantidad muy alta de triptófano. La carne de pavo contiene mucho triptófano, pero su contenido es aproximadamente el mismo que en muchos otros productos cárnicos. Aunque los mecanismos de la somnolencia están de hecho asociados con el metabolismo del triptófano, es el alto contenido general de calorías y carbohidratos de los alimentos lo que causa la somnolencia, y no el mayor contenido de triptófano en ellos.
El triptófano tiene la fluorescencia más fuerte de los 20 aminoácidos proteinogénicos. Los otros dos aminoácidos aromáticos capaces de fluorescencia (pero en mucha menor medida) son la tirosina y la fenilalanina . El triptófano absorbe radiación electromagnética con una longitud de onda de 280 nm (máximo) y emite solvatocrómicamente en el rango de 300-350 nm, dependiendo del entorno molecular del triptófano. Este efecto es importante para estudiar la conformación de las proteínas. Los residuos de triptófano en un ambiente hidrofóbico en el centro de la proteína desplazan su espectro de fluorescencia entre 10 y 20 nm hacia la longitud de onda corta (valores cercanos a los 300 nm). Si los residuos de triptófano se encuentran en la superficie de la proteína en un entorno hidrofílico, la emisión de la proteína se desplaza hacia ondas largas (cerca de 350 nm). El pH de la solución también afecta la fluorescencia del triptófano. Así, a valores de pH bajos, la adición de un átomo de hidrógeno a los grupos carboxilo de los aminoácidos adyacentes al triptófano puede reducir la intensidad de su fluorescencia (efecto de extinción). La intensidad de fluorescencia del triptófano se puede aumentar significativamente colocándolo en un disolvente orgánico, como DMSO [16] . La interacción del núcleo de indol con las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos provoca una disminución de la intensidad de la fluorescencia, lo que permite establecer el papel de este aminoácido en las interacciones proteína-ácido nucleico.
El 7-azatriptófano sintético , debido a su similitud estructural con el triptófano, puede ser utilizado erróneamente por el sistema de síntesis de proteínas en lugar de triptófano.
La hipótesis de que los trastornos depresivos reducen la serotonina cerebral ha llevado al uso terapéutico del L-triptófano en la depresión [4] . Se utiliza tanto como monoterapia como en combinación con antidepresivos tradicionales [4] .
Hay evidencia de ensayos controlados de que la adición de L-triptófano puede mejorar el efecto terapéutico de los antidepresivos IMAO . Se recomienda el nombramiento de L-triptófano para la potenciación adicional de los efectos serotoninérgicos de las combinaciones " litio + IMAO" y "litio + clomipramina " ("cóctel de serotonina") [17] .
También el L-triptófano se usa en el trastorno obsesivo-compulsivo . La administración adicional de L-triptófano a dosis de 6-8 g al día está especialmente justificada en caso de disminución de la síntesis o agotamiento de las reservas de serotonina, por ejemplo, debido al uso prolongado de antidepresivos serotoninérgicos. Al mismo tiempo, en algunos pacientes, el efecto terapéutico del L-triptófano tiende a agotarse durante el tratamiento a largo plazo [18] .
Además, las preparaciones de L-triptófano se prescriben para trastornos del sueño [19] , sentimientos de miedo y tensión, disforia , síndrome premenstrual . También son indicaciones de uso la terapia compleja de pacientes con adicción al alcohol , opiáceos y barbitúricos para nivelar las manifestaciones del síndrome de abstinencia , tratamiento de la intoxicación aguda por etanol , tratamiento del trastorno afectivo bipolar y depresión asociada a la menopausia . No se recomienda su uso durante el embarazo y la lactancia (amamantamiento). La biodisponibilidad cuando se toma por vía oral es más del 90%.
Los efectos secundarios del L-triptófano son hipotensión , náuseas, diarrea y vómitos [19] , anorexia . Además, provoca somnolencia diurna y, si se toma por la noche, puede mejorar el sueño nocturno [4] . El uso combinado de antidepresivos serotoninérgicos y L-triptófano puede causar el síndrome serotoninérgico [18] . Con el uso combinado de triptófano y antidepresivos del grupo de los IMAO, es posible la excitación y confusión del SNC (se debe reducir la dosis de triptófano) [20] .
El triptófano también se utiliza para equilibrar la alimentación animal.
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