글루탐산

Glutamic acid
글루타민 또는 글루타르산과 혼동해서는 안 된다.
신경전달물질로서의 음이온은 글루탐산염(뉴로전달물질)을 참조한다.
글루탐산
Glutamic acid in non ionic form
L-글루탐산의 골격식
Glutamic-acid-from-xtal-view-2-3D-bs-17.png
Glutamic-acid-from-xtal-view-2-3D-sf.png
Sample of L-Glutamic acid.jpg
이름
IUPAC 이름
글루탐산
시스템 IUPAC 이름
2-아미노펜탄디오산
기타 이름
2-아미노글루타르산
식별자
  • l 이성체: 56-86-0 checkY
  • 레이스메이트: 617-65-2 checkY
  • 주소: 6893-26-1 checkY
3D 모델(JSmol)
3 DMet
1723801 (L) 1723799 (RAC) 1723800 (D)
체비
첸블
켐스파이더
  • l 이성질체: 591 checkY
드러그뱅크
ECHA 정보 카드 100.009.567 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • l 이성질체: 200-293-7
E번호 E620(향미 증진제)
3502 (L) 101971 (rac) 201189 (D)
케그
유니
  • InChI=1S/C5H9NO4/c6-3(5)10)1-2-4(7)8/h3H, 1-2,6H2,(H,7,8)(H,9,10) checkY
    키: WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N checkY
  • l 이성질체:InChI=1/C5H9NO4/c6-3(5)10)1-2-4(7)8/h3H, 1-2,6H2,(H,7,8)(H,9,10)
    키: WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYAD
  • l 이성질체: C(CC(=O)O)[C@@H](C(=O)O)n
  • d 이성질체: C(CC(=O)O)[C@H](C(=O)O)n
  • Zwitterion : C(CC(=O)O)C(C(=O)[O-])[NH3+]
  • 탈양성자 zwitterion : C(CC(=O)[O-])C(C(=O)[O-])[NH3+]
특성.
C5H9NO4
몰 질량 147.130 g/140−1
외모 백색 결정 분말
밀도 1.4601 (20 °C)
녹는점 199°C(390°F, 472K) 분해
7.5g/L(20°[1]C)
용해성 0.00035g/100g 에탄올
(25°[2]C)
산도(pKa) 2.10, 4.07, 9.47[3]
- 78.5 · 10−6 cm3 / 세로
위험 요소
GHS 라벨링:
GHS07: Exclamation mark
경고
H315, H319, H335
P261, , , , , , , , , , ,
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
2
1
0
보충 데이터 페이지
글루탐산(데이터 페이지)
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

글루탐산(Glutamic acid, 기호 Glu 또는 E;[4] 이온 형태는 글루탐산이라고 알려져 있음)은 단백질의 생합성에 거의 모든 생물에 의해 사용되는 α-아미노산이다.그것은 인간에게 필수적이지 않다. 즉, 몸이 그것을 합성할 수 있다는 것을 의미한다.그것은 또한 척추동물 신경계에서 가장 풍부한 흥분성 신경전달물질이다.GABA-ergic 뉴런에서 억제성 감마-아미노낙산(GABA) 합성의 전구체 역할을 한다.

그 분자식은
5
9
4 CHNO이다.글루탐산은 광학적으로 3가지 이성질체로 존재한다.덱스트로로타토리 L형은 보통 글루텐의 가수분해나 비트당 제조의 폐수 또는 [5]발효에 의해 얻어진다.그것의 분자 구조는 2개의 카르복실기 -COOH와 1개의 아미노기
2 -NH로 HOOC-CH(NH
2)-(CH
2)-2COOH로 이상화될 수 있다.단, 고체 및 약산성 수용액에서 분자는 전기적으로 중성인 즈위테리온 구조 OOC-CH(NH+
3)-(CH
2)-2COOH를 가정한다.코돈 GAA 또는 GAG에 의해 부호화됩니다.

산은 두 번째 카르복실기에서 하나의 양성자를 잃어 켤레 염기인 단일 음성 음이온 글루탐산 OOC-CH(NH+
3)-(CH
2)-2COO를 −형성할 수 있다.이러한 형태의 화합물은 중성 용액에서 널리 사용된다.글루탐산 신경전달물질은 신경활성화에 [6]주요 역할을 한다.이 음이온은 음식의 고소한 우마미 풍미를 만들어 내고 MSG와 같은 글루탐산 조미료에서 발견됩니다.유럽에서는 식품첨가물 E620으로 분류됩니다.고알칼리성 용액에서는 이중 음이온 OOC-CH(NH
2)-(CH
2)-2COO가 우세하다.글루타메이트에 해당하는 라디칼은 글루타밀이라고 불린다.

화학

이온화

글루탐산 모노아니온.

글루탐산이 물에 용해되면 아미노기(-NH
2)는 양성자(H+
)를 얻을 수 있으며/또는 카르복실기는 매질의 산도에 따라 양성자를 잃을 수 있다.

충분한 산성 환경에서 아미노기는 양성자를 얻고 분자는 단일 양전하 HOOC-CH(NH+
3)-(CH
2)-2COOH의 [7]양이온이 된다.

약 2.5~4.[7]1의 pH값에서 아민에 가까운 카르본산은 일반적으로 양성자를 잃고, 이 산은 중성 zwiterion OOC-CH(NH+
3)-(CH
2)-2COOH가 된다.이것은 결정성 고체 [8][9]상태의 화합물의 형태이기도 하다.양성자화 상태의 변화는 점진적이다. 두 형태는 pH 2.10에서 [10]동일한 농도로 나타난다.

더 높은 pH에서 다른 카르본산기는 양성자를 잃고, 산은 글루탐산 음이온 OOC-CH(NH+
3)-(CH
2)-2−COO로서 거의 전적으로 존재하며, 전체적으로 단일 음전하를 띤다.양성자화 상태의 변화는 pH 4.07에서 [10]발생한다.양자가 결여된 두 카르복실산염의 이러한 형태는 생리학적 pH 범위(7.35–7.45)에서 우세하다.

한층 더 높은 pH에서는 아미노기는 여분의 양성자를 잃고, 우세한 종은 이중 음이온 OOC-CH(NH
2)-(CH
2)-2COO이다.−양성자화 상태의 변화는 pH 9.[10]47에서 발생한다.

광학 이성질

아미노기와 인접한 탄소 원자는 키랄이다.글루탐산은 덱스트로로타토리 L형,[5] d(-), l(+)을 포함한 3가지 광학 이성질체 내에 존재할[5] 수 있다.l 형태는 자연에서 가장 널리 발생하는 형태이지만, d 형태는 박테리아의 세포벽(글루탐산염 라세마아제 효소와 함께 l 형태로 제조할 수 있음)과 [11][12]포유류의 간과 같은 일부 특별한 맥락에서 발생합니다.

역사

주요 기사 : 글루탐산 (향료)

비록 그것들이 많은 음식에서 자연적으로 발생하지만, 글루탐산과 다른 아미노산에 의해 만들어진 향미 기여는 20세기 초에야 과학적으로 확인되었다.이 물질은 1866년 독일의 화학자 Karl Heinrich Rithausen에 의해 발견되고 확인되었는데, 그는 밀 글루텐을 황산으로 [13]처리했다.1908년 일본 도쿄제국대학 연구자 이케다 기쿠나에(eda田 of ik)는 다량의 곰부 국물이 증발한 뒤 남은 갈색 결정을 글루탐산으로 확인했다.이 결정체들은 맛을 봤을 때, 그가 많은 음식, 특히 해초에서 감지한 이루 말할 수 없지만 부인할 수 없는 맛을 재현했다.이케다 교수는 이 맛을 우마미라고 불렀다.그 후 그는 글루탐산 [14][15]결정염인 글루탐산나트륨을 대량 생산하는 방법을 특허 취득했다.

합성

생합성

반응물 상품들 효소
글루타민 + HO2 → 글루3 + NH GLS, GLS2
NAcGlu + H2O → 글루 + 아세테이트 N-아세틸글루탐산합성효소
α-케토글루타르산+NADPH+NH4+ → 글루 + NADP+2 + HO GLUD1, GLUD2[16]
α-케토글루타르산+α-아미노산 → 글루 + α-케토산 트랜스아미나아제
1-피롤린-5-카르본산+NAD+HO+2 → 글루 + NADH ALDH4A1
N-포름미노-L-글루탐산+FH4 → 글루 + 5-포름미노-FH4 공정위
NAAG → 글루 + NAA GCPII

산업합성

글루탐산은 아미노산 중 가장 큰 규모로 생산되며,[17] 2006년 연간 생산량은 약 150만 톤으로 추산된다.화학 합성은 1950년대에 설탕과 암모니아의 유산소 발효로 대체되었고,[18] 생물인 Corynebacterium glutamicum(Brevibacterium flavum)이 생산에 가장 널리 사용되었다.분리 및 정화는 농축 및 결정화에 의해 달성될 수 있으며 염산염으로도 [19]널리 이용 가능하다.

기능과 용도

대사

글루탐산염은 세포 대사의 핵심 화합물이다.인간의 경우, 식단백질은 소화에 의해 아미노산으로 분해되는데, 아미노산은 신체에서 다른 기능적 역할을 하는 대사 연료로 작용한다.아미노산 분해의 주요 과정은 아미노산의 아미노기가 α-케토산(일반적으로 트랜스아미나아제에 의해 촉매됨)으로 전달되는 트랜스아미네이션이다.반응은 다음과 같이 일반화할 수 있습니다.

R-아미노산1+R-α-케토산γR-α-케토산21+R-아미노산2

매우 일반적인 α-케토산은 구연산 회로의 중간체인 α-케토글루타르산이다.α-케토글루타르산염의 트랜스아미네이션은 글루타메이트를 생성한다.생성된 α-케토산 생성물 또한 종종 유용한 것으로, 연료 또는 추가 대사 과정을 위한 기질로서 기여할 수 있다.예를 들면 다음과 같습니다.

알라닌+α-케토글루타르산γ피루브산+글루탐산
아스파르트산+α-케토글루타르산γ옥살아세트산+글루탐산

피루브산과 옥살아세트산 모두 세포대사의 핵심 성분으로 당분해, 포도당생성 및 구연산 회로와 같은 기본 과정에서 기질 또는 중간체로 기여한다.

글루탐산염은 또한 몸이 과잉 또는 폐질소를 처리하는 데 중요한 역할을 한다.글루탐산염은 [16]다음과 같이 글루탐산탈수소효소에 의해 촉매되는 산화반응인 탈아미네이션 과정을 거친다.

글루탐산 + HO2 + NADP+ → α-케토글루타르산 + NADPH + NH3+ + H

암모니아(암모늄)는 간에서 합성된 요소로서 주로 배설된다.따라서 아미노산 트랜스아미네이션은 탈아미네이션과 관련될 수 있으며, 아미노산의 아민기로부터의 질소가 중간체로서 글루탐산염에 의해 제거되고, 최종적으로 요소의 형태로 체외로 배출될 수 있다.

글루탐산염은 또한 뇌에서 가장 풍부한 분자 중 하나로 만드는 신경전달물질입니다.교종 또는 교아종으로 알려진 악성 뇌종양은 특히 유전자 IDH1의 [20][21]돌연변이로 인해 글루타메이트에 더 의존하게 될 때 글루타메이트를 에너지원으로 사용함으로써 이러한 현상을 이용한다.

다음 항목도 참조하십시오.글루탐산-글루타민 회로

신경전달물질

주요 기사 : 글루탐산염(뉴로전달물질)

글루탐산염은 척추동물 신경계에서 [22]가장 풍부한 흥분성 신경전달물질이다.화학 시냅스에서 글루탐산염은 소포에 저장된다.신경 자극은 시냅스 전 세포에서 글루탐산염의 방출을 촉발시킨다.글루타메이트는 이온성 수용체와 메타고향성 수용체(G-단백질 결합) [22]수용체에 작용한다.반대쪽 시냅스 후 세포에서는 NMDA 수용체 또는 AMPA 수용체 등의 글루탐산 수용체가 글루탐산염과 결합해 활성화된다.시냅스 가소성에서의 역할 때문에 글루타메이트는 뇌의 [23]학습과 기억과 같은 인지 기능에 관여합니다.장기 증강으로 알려진 가소성의 형태는 해마, 신피질, 그리고 뇌의 다른 부분의 글루탐산성 시냅스에서 일어납니다.글루탐산염은 포인트 투 포인트 송신기뿐만 아니라 인접한 시냅스에서 방출되는 글루탐산염의 합계가 시냅스 외 시그널링/볼륨 [24]전송을 생성하는 시냅스 간 스필오버 시냅스 크로스톡을 통해서도 작동합니다.또한, 글루타메이트는 Mark Mattson에 의해 원래 기술된 바와 같이 뇌 발달 중에 성장 원추와 시냅토제네이션의 조절에 중요한 역할을 합니다.

뇌 비시냅스 글루탐산 신호 회로

드로소필라 뇌의 세포외 글루타메이트는 수용체 탈감작과 [25]관련된 과정을 통해 시냅스 후 글루타메이트 수용체 군집을 조절하는 것으로 밝혀졌다.글루탐산염은 [25]글루탐산염 세포외로 활발하게 운반되는 한편, 핵흡충 자극 그룹 II의 메타보트로픽 글루탐산염 수용체에서는 이 유전자가 세포외 글루탐산염 [26]수치를 감소시키는 것으로 밝혀졌다.이것은 이 세포외 글루타메이트가 더 큰 항상성 시스템의 일부로서 "내분비 같은" 역할을 할 가능성을 제기합니다.

GABA 전구체

글루타메이트는 또한 GABA 작동성 뉴런에서 억제성 감마-아미노낙산(GABA) 합성의 전구체 역할을 한다.이 반응은 소뇌와 [citation needed]췌장에 가장 많은 글루탐산탈탄산화효소(GAD)에 의해 촉매된다.

뻣뻣한 사람 증후군은 항GAD 항체에 의해 발생하는 신경학적 질환으로 GABA 합성이 저하되어 근육 경직, 경련 등 운동기능이 저하된다.췌장은 GAD가 풍부하기 때문에 췌장에서 직접적인 면역 파괴가 일어나고 당뇨병이 [citation needed]생길 수 있다.

향미 증진제

주요 기사 : 글루탐산 (향료)

단백질의 구성 요소인 글루탐산은 단백질을 포함한 식품에 존재하지만, 결합되지 않은 형태로 존재할 때만 맛볼 수 있다.치즈와 간장을 포함한 다양한 음식에 상당한 양의 유리 글루탐산이 존재하며 글루탐산은 인간의 미각의 5가지 기본 맛 중 하나인 우마미의 원인이 된다.글루탐산은 종종 글루탐산나트륨으로 알려진 나트륨 염의 형태로 식품 첨가물 및 향미 증진제로 사용됩니다.

영양소

모든 고기, 가금류, 생선, 달걀, 유제품, 그리고 곰부는 글루탐산의 훌륭한 공급원입니다.단백질이 풍부한 식물성 식품도 공급원 역할을 한다.글루텐의 30%에서 35%는 글루탐산이다.글루탐산염의 95%는 첫 번째 경로로 [27]장세포에 의해 대사된다.

식물의 성장

옥시그로는 글루탐산을 30% 함유한 식물 성장제이다.

NMR 분광법

최근 [when?]몇 년 동안 핵자기공명분광학(NMR)에서 잔류 쌍극자 결합(RDC)의 사용에 대한 많은 연구가 있었다.관찰된 [28]쌍극자 상호작용의 규모를 제어하기 위한 배향 매체로 글루탐산 유도체인 폴리γ-벤질-L-글루탐산(PBLG)이 자주 사용된다.

약리학

약물 펜시클리딘(더 일반적으로 PCP 또는 '천사 더스트'로 알려져 있음)은 NMDA 수용체에서 비경쟁적으로 글루탐산을 길항시킨다.같은 이유로, 덱스트로메토르판과 케타민은 또한 강한 해리 및 환각 유발 효과를 가지고 있다.약물 LY354740(대변성 글루탐산 수용체 2 및 3의 작용제라고도 함)의 급성 주입은 보닛 마카케(Macaca radiata)에서 요힌빈 유도 스트레스 반응을 현저하게 감소시켰다. 이러한 동물에서 LY354740의 만성 경구 투여는 기준 코르티솔 수치(약)를 현저하게 감소시켰다.(50%)을 비처리 대조군 [29]피실험자와 비교한다.LY354740은 또한 인간 부신피질세포의 메타트로픽 글루탐산 수용체 3(GRM3)에 작용하여 알도스테론 합성효소, CYP11B1을 다운 조절하고, 부신 스테로이드(알도스테론 및 코르티솔)[30]의 생산을 억제하는 것으로 입증되었다.글루탐산염은 혈액 뇌 장벽을 쉽게 통과하지 않고, 대신 고선호도 수송 [31][32]시스템에 의해 운반된다.그것은 또한 글루타민으로 바뀔 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

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  • Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2005). Principles of Biochemistry (4th ed.). New York: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6.

외부 링크

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