페닐알라닌

Phenylalanine
페닐알라닌
Skeletal formula
L-페닐알라닌 골격식
1PhenylalanineAtPhysiologicalpH.svg
생리학적 pH에서의 L-페닐알라닌
Phenylalanine-from-xtal-3D-bs-17.png
Phenylalanine-from-xtal-3D-sf.png
이름
발음 미국: /fɛnəlllniːn/, 영국: /fiːnaɪl-/
IUPAC 이름
페닐알라닌
시스템 IUPAC 이름
(S)-2-아미노-3-페닐프로판산
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
드러그뱅크
ECHA 정보 카드 100.000.517 Edit this at Wikidata
케그
유니
  • InChI=1S/C9H11NO2/c10-8(9)12)6-7-4-2-1-3-5-7/h1-5,8H,6,10H2,(H,11,12)/t8-m0/s1 checkY
    키: COLNVLDHVKWLRT-QMMGPOBSA-N checkY
  • L: 키: COLNVLDHVKWLRT-QMMGPOBBC
  • D/L: 키: COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N
  • D: 키: COLNVLDHVKWLRT-MRVPSSYSA-N
  • L: c1cc(cc1)C[C@@H](C(=O)O)n
  • L Zwitterion : [NH3+][C@@H](CC1=CC=CC=C1)C([O-])=O
특성.
C9H11NO2
몰 질량 165.192g/g−1/g
산도(pKa) 1.83(디옥실), 9.13(디옥실)[2]
위험 요소
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
2
1
0
보충 데이터 페이지
페닐알라닌(데이터 페이지)
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

페닐알라닌(Phenylalanine, 기호 Pe 또는 F)[3]은 식 CHNO의
9
11
2 필수 α-아미노산이다.이는 알라닌의 메틸기를 대체한 벤질기 또는 알라닌의 말단 수소 대신 페닐기로 볼 수 있다.이 필수 아미노산은 벤질 측쇄의 불활성 및 소수성 특성 때문에 중성 및 무극성으로 분류됩니다.L-이성체는 DNA에 의해 코드화된 단백질을 생화학적으로 형성하는데 사용된다.페닐알라닌은 티로신, 모노아민 신경전달물질인 도파민, 노르에피네프린(노르아드레날린), 에피네프린(아드레날린), 피부색소 멜라닌의 전구체이다.코돈 UUU 및 UUC에 의해 부호화됩니다.

페닐알라닌은 포유류의 우유에서 자연적으로 발견된다.식음료 제조에 사용되며 진통제, 항우울제 등의 효능이 있어 영양제로 판매되고 있습니다.그것은 일반적으로 사용되는 식이 보충제인 신경 조절기 페네틸아민의 직접적인 전구체이다.필수 아미노산으로서 페닐알라닌 또는 페닐알라닌 함유 단백질을 섭취해야 하는 사람 및 기타 동물에서는 페닐알라닌이 신규로 합성되지 않는다.

역사

페닐알라닌에 대한 최초의 설명은 슐제와 바르비에리가 노란 루핀(루피누스 루테우스) 묘목에서 CHNO라는 경험식을9112 가진 화합물을 확인했을 때 1879년에 만들어졌습니다.1882년, 엘렌마이어와 립은 페닐아세트알데히드, 시안화수소, [4][5]암모니아로부터 페닐알라닌을 처음 합성했다.

페닐알라닌의 유전자 코돈은 J에 의해 처음 발견되었다. 1961년 하인리히 마태이와 마셜 W. 니렌버그.그들은 mRNA를 사용하여 대장균의 게놈에 여러 개의 유라실 반복을 삽입함으로써, 그들은 그 박테리아가 반복되는 페닐알라닌 아미노산으로만 구성된 폴리펩타이드를 생성하도록 할 수 있다는 것을 보여주었다.이 발견은 게놈 핵산에 저장된 정보와 살아있는 세포의 단백질 발현을 연결하는 코드 관계의 본질을 확립하는 데 도움을 주었다.

식사원

페닐알라닌의 좋은 공급원은 계란, 닭고기, 간, 쇠고기, 우유, 그리고 [6]콩입니다.페닐알라닌의 또 다른 일반적인 공급원은 다이어트 음료, 다이어트 식품 및 약물과 같은 인공 감미료 아스파탐으로 단맛을 내는 것이다. 아스파탐의 신진대사는 화합물의 대사물 [7]중 하나로 페닐알라닌을 생성한다.

권장 식단

미국 의학연구소 식품영양위원회(FNB)는 2002년 필수 아미노산에 대한 권장식량(RDA)을 정했다.페닐알라닌 플러스 티로신은 19세 이상 성인의 경우 체중당 33mg/kg.[8]

기타 생물학적 역할

L-페닐알라닌은 DNA 부호화 아미노산의 또 다른 하나인 L-티로신으로 생물학적으로 변환된다.L-티로신은 L-DOPA로 변환되며, L-DOPA는 도파민, 노르에피네프린(노르아드레날린), 에피네프린(아드레날린)으로 변환된다.후자의 세 가지는 카테콜아민으로 알려져 있다.

페닐알라닌은 혈액-뇌 장벽을 통과하기 위해 트립토판과 동일한 활성 수송 채널을 사용합니다.과도한 양의 보충은 관련된 보조 인자, 철 또는 테트라히드로바이옵테린의 [citation needed]과다 사용(결국 제한된 가용성)으로 인해 산화질소뿐만 아니라 세로토닌 및 다른 방향족 아미노산의[9] 생산을 방해할 수 있다.이러한 화합물에 대응하는 효소는 방향족 아미노산 하이드록실라아제 계열과 산화질소 합성효소이다.

인간[10][11][12] 뇌의 카테콜아민 및 미량 아민 생합성 경로
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인간의 페닐알라닌은 궁극적으로 다양한 물질로 대사될 수 있다.

식물 내

페닐알라닌은 플라보노이드의 합성에 사용되는 시작 화합물이다.리그난은 페닐알라닌과 티로신에서 유래한다.페닐알라닌 암모니아분해효소에 [13]의해 페닐알라닌이 계피산으로 변환된다.

생합성

페닐알라닌은 Sikimate 경로를 통해 생합성된다.

페닐케톤뇨증

주요 기사:페닐케톤뇨증

유전자 장애 페닐케톤뇨증(PKU)은 페닐알라닌 수산화효소 결핍으로 인해 페닐알라닌을 대사하지 못하는 것이다.이 장애를 가진 사람들은 "페닐케토뇨릭"으로 알려져 있고 페닐알라닌의 섭취를 조절해야 합니다.페닐케톤뇨병 환자들은 혈액 검사를 통해 페닐알라닌의 양을 관찰한다.실험 결과 mg/dL과 μmol/L 중 하나를 사용하여 페닐알라닌 수치가 보고될 수 있다.페닐알라닌 1mg/dL은 약 60μmol/L에 상당한다.

고페닐알라닌혈증이라고 불리는 페닐케톤뇨의 (희귀한 형태) "변종 형태"는 보충될 수 있는 테트라히드로바이옵테린이라고 불리는 보조 인자를 합성할 수 없기 때문에 발생합니다.고페닐알라닌혈증이 있는 임산부도 비슷한 증상(혈중 페닐알라닌 수치가 높음)을 보일 수 있지만, 이러한 지표들은 대개 임신 말기에 사라진다.PKU를 가진 임산부는 태아가 유전자에 헤테로 접합하더라도 간 미성숙으로 [medical citation needed]인해 악영향을 받을 수 있기 때문에 혈중 페닐알라닌 수치를 조절해야 한다.

페닐알라닌의 비식품 공급원은 인공 감미료 아스파탐이다.이 화합물은 체내에서 페닐알라닌을 포함한 여러 화학적 부산물로 대사된다.페닐케톤뇨증에 의한 체내 페닐알라닌의 축적에 의한 분해 문제는 아스파탐의 섭취에서도 발생하지만 정도는 낮다.따라서, 호주, 미국 및 캐나다의 아스파탐이 함유된 모든 제품에는 "페닐케토뇨릭:페닐알라닌 함유.영국에서 아스파탐을 포함한 식품은 "아스파탐 또는 E951"[14]의 존재를 나타내는 성분 패널을 포함해야 하며, 이러한 패널에는 "페닐알라닌의 원천을 포함한다"라는 경고가 라벨에 표시되어야 한다.브라질에서는 "Contém Fenilalanina"(포르투갈어로 "Penylalanine 함유")라는 라벨도 해당 라벨이 포함된 제품에는 "Contém Fenilalanine"(페닐알라닌 함유)이 포함되어 있습니다.이러한 경고는 개인들이 그러한 음식을 피하도록 돕기 위해 내려진다.

D-, L- 및 DL-페닐알라닌

스테레오 이성질체 D-페닐알라닌(DPA)은 단일 에난티오머 또는 라세믹 혼합물의 성분으로 기존의 유기 합성에 의해 생성될 수 있다.단백질에서 소량 발견되기는 하지만 단백질 생합성에 참여하지 않습니다. 특히 노화된 단백질과 처리된 식품 단백질입니다.D-페닐알라닌은 니아신 수용체 [15]2에서 약리학적 활성을 가지고 있지만, D-아미노산의 생물학적 기능은 불분명하다.

DL-페닐알라닌(DLPA)은 진통제 및 항우울제 활성에 대한 영양 보충제로 판매된다.DL-페닐알라닌은 D-페닐알라닌과 L-페닐알라닌의 혼합물이다.DL-페닐알라닌의 진통제 활성은 D-페닐알라닌에 의한 카르복시펩티다아제 [16][17]A에 의한 엔케팔린 분해의 차단 가능성으로 설명될 수 있다.DL-페닐알라닌의 추정 항우울제 활성의 메커니즘은 신경전달물질 노르에피네프린과 도파민의 합성에 있어 L-페닐알라닌의 전구체 역할에 의해 설명될 수 있다.노르에피네프린과 도파민의 높은 뇌 수치는 항우울제 효과가 있는 것으로 생각됩니다.D-페닐알라닌은 소장에서 흡수되어 간문순환을 통해 간으로 운반된다.소량의 D-페닐알라닌이 L-페닐알라닌으로 변환되는 것으로 보인다.D-페닐알라닌은 전신순환을 통해 신체의 여러 조직에 분포한다.L-페닐알라닌보다 혈액-뇌 장벽을 덜 효율적으로 교차하는 것으로 보이므로 섭취한 소량의 D-페닐알라닌이 [18]중추신경계를 관통하지 않고 소변으로 배설된다.

L-페닐알라닌은 K가i 980nM인 [19]α2µCa2+ 칼슘 채널 길항제이다.

뇌에서 L-페닐알라닌은 NMDA[20] 수용체의 글리신 결합부위 및 AMPA [21]수용체의 글루탐산 결합부위에서의 경쟁적 길항제이다.NMDA 수용체 L-페닐알라닌의 글리신 결합 부위에서 실드 회귀에[22] 의해 추정된 573μM의 외관 평형 해리 상수(KB)가 인간 페닐케톤뇨증에서 [23]관찰되는 뇌 L-페닐알라닌 농도보다 현저하게 낮다.L-페닐알라닌은 또한 고전적인 페닐케톤뇨증에서 볼 수 있는 뇌농도인 980μM의50 IC로 해마와 피질의 글루탐산 시냅스에서의 신경전달물질 방출을 억제하는 반면 D-페닐알라닌은 현저하게 효과가 [21]적다.

상업 합성

L-페닐알라닌은 페닐알라닌과 같은 방향족 아미노산을 자연적으로 생성하는 대장균을 이용하여 아스파탐 등 의료, 사료, 영양 용도로 대량 생산된다.시판되는 L-페닐알라닌의 양은 조절촉진제를 변경하거나 아미노산 [24]합성을 담당하는 효소를 제어하는 유전자의 수를 증가시키는 등 대장균을 유전자 조작함으로써 증가하였다.

파생상품

보로노페닐알라닌(BPA)은 중성자 포획 치료에 사용되는 페닐알라닌의 디히드록시보릴 유도체이다.

4-아지도-l-페닐알라닌은 화학생물학 분야에서 생물결합의 도구로 사용되는 단백질 함유 부자연 아미노산이다.

레퍼런스

  1. ^ a b Ihlefeldt, Franziska Stefanie; Pettersen, Fredrik Bjarte; von Bonin, Aidan; Zawadzka, Malgorzata; Görbitz, Prof. Carl Henrik (2014). "The Polymorphs of L‐Phenylalanine". Angew. Chem. Int. Ed. 53 (49): 13600–13604. doi:10.1002/anie.201406886. PMID 25336255.
  2. ^ Dawson RM, et al. (1959). Data for Biochemical Research. Oxford: Clarendon Press.
  3. ^ "Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides". IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature. 1983. Archived from the original on 9 October 2008. Retrieved 5 March 2018.
  4. ^ Thorpe TE (1913). A Dictionary of Applied Chemistry. Longmans, Green, and Co. pp. 191–193. Retrieved 2012-06-04.
  5. ^ Plimmer RH (1912) [1908]. Plimmer RH, Hopkins FG (eds.). The Chemical Composition of the Proteins. Monographs on Biochemistry. Vol. Part I. Analysis (2nd ed.). London: Longmans, Green and Co. pp. 93–97. Retrieved 2012-06-04.
  6. ^ Ross HM, Roth J (1 April 1991). The Mood Control Diet: 21 Days to Conquering Depression and Fatigue. Simon & Schuster. p. 59. ISBN 978-0-13-590449-7.
  7. ^ Zeratsky, Katherine. "Phenylalanine in diet soda: Is it harmful?". Mayo Clinic. Retrieved 30 April 2019.
  8. ^ Institute of Medicine (2002). "Protein and Amino Acids". Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrates, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids. Washington, DC: The National Academies Press. pp. 589–768. doi:10.17226/10490. ISBN 978-0-309-08525-0.
  9. ^ Eriksson, Johan G; Guzzardi, Maria-Angela; Iozzo, Patricia; Kajantie, Eero; Kautiainen, Hannu; Salonen, Minna K (2017-01-01). "Higher serum phenylalanine concentration is associated with more rapid telomere shortening in men". The American Journal of Clinical Nutrition. 105 (1): 144–150. doi:10.3945/ajcn.116.130468. ISSN 0002-9165. PMID 27881392.
  10. ^ Broadley KJ (March 2010). "The vascular effects of trace amines and amphetamines". Pharmacology & Therapeutics. 125 (3): 363–375. doi:10.1016/j.pharmthera.2009.11.005. PMID 19948186.
  11. ^ Lindemann L, Hoener MC (May 2005). "A renaissance in trace amines inspired by a novel GPCR family". Trends in Pharmacological Sciences. 26 (5): 274–281. doi:10.1016/j.tips.2005.03.007. PMID 15860375.
  12. ^ Wang X, Li J, Dong G, Yue J (February 2014). "The endogenous substrates of brain CYP2D". European Journal of Pharmacology. 724: 211–218. doi:10.1016/j.ejphar.2013.12.025. PMID 24374199.
  13. ^ Nelson DL, Cox MM (2000). Lehninger, Principles of Biochemistry (3rd ed.). New York: Worth Publishing. ISBN 1-57259-153-6.
  14. ^ "Aspartame". UK: Food Standards Agency. Archived from the original on 2012-02-21. Retrieved 2007-06-19.
  15. ^ "D-phenylalanine: Biological activity". The IUPHAR/BPS Guide to PHARMACOLOGY. Retrieved 27 December 2018.
  16. ^ "D-phenylalanine: Clinical data". The IUPHAR/BPS Guide to PHARMACOLOGY. Retrieved 27 December 2018.
  17. ^ Christianson DW, Mangani S, Shoham G, Lipscomb WN (August 1989). "Binding of D-phenylalanine and D-tyrosine to carboxypeptidase A" (PDF). The Journal of Biological Chemistry. 264 (22): 12849–53. doi:10.1016/S0021-9258(18)51564-7. PMID 2568989.
  18. ^ Lehmann, W. D.; Theobald, N.; Fischer, R.; Heinrich, H. C. (1983-03-14). "Stereospecificity of phenylalanine plasma kinetics and hydroxylation in man following oral application of a stable isotope-labelled pseudo-racemic mixture of L- and D-phenylalanine". Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 128 (2–3): 181–198. doi:10.1016/0009-8981(83)90319-4. ISSN 0009-8981. PMID 6851137.
  19. ^ Mortell KH, Anderson DJ, Lynch JJ, Nelson SL, Sarris K, McDonald H, Sabet R, Baker S, Honore P, Lee CH, Jarvis MF, Gopalakrishnan M (March 2006). "Structure-activity relationships of alpha-amino acid ligands for the alpha2delta subunit of voltage-gated calcium channels". Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 16 (5): 1138–41. doi:10.1016/j.bmcl.2005.11.108. PMID 16380257.
  20. ^ Glushakov AV, Dennis DM, Morey TE, Sumners C, Cucchiara RF, Seubert CN, Martynyuk AE (2002). "Specific inhibition of N-methyl-D-aspartate receptor function in rat hippocampal neurons by L-phenylalanine at concentrations observed during phenylketonuria". Molecular Psychiatry. 7 (4): 359–67. doi:10.1038/sj.mp.4000976. PMID 11986979.
  21. ^ a b Glushakov AV, Dennis DM, Sumners C, Seubert CN, Martynyuk AE (April 2003). "L-phenylalanine selectively depresses currents at glutamatergic excitatory synapses". Journal of Neuroscience Research. 72 (1): 116–24. doi:10.1002/jnr.10569. PMID 12645085. S2CID 42087834.
  22. ^ Glushakov AV, Glushakova O, Varshney M, Bajpai LK, Sumners C, Laipis PJ, Embury JE, Baker SP, Otero DH, Dennis DM, Seubert CN, Martynyuk AE (February 2005). "Long-term changes in glutamatergic synaptic transmission in phenylketonuria". Brain. 128 (Pt 2): 300–7. doi:10.1093/brain/awh354. PMID 15634735.
  23. ^ Möller HE, Weglage J, Bick U, Wiedermann D, Feldmann R, Ullrich K (December 2003). "Brain imaging and proton magnetic resonance spectroscopy in patients with phenylketonuria". Pediatrics. 112 (6 Pt 2): 1580–3. doi:10.1542/peds.112.S4.1580. hdl:11858/00-001M-0000-0010-A24A-C. PMID 14654669. S2CID 2198040.
  24. ^ Sprenger GA (2007). "Aromatic Amino Acids". Amino Acid Biosynthesis: Pathways, Regulation and Metabolic Engineering (1st ed.). Springer. pp. 106–113. ISBN 978-3-540-48595-7.

외부 링크

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