Тирози́н ( α-амино-β-(п-гидроксифенил) пропионовая кислота , сокращения: Тир, Tyr, Y) — ароматическая альфа-аминокислота . Существует в двух оптически изомерных формах — L и D и в виде рацемата (DL). По строению соединение отличается от аминокислоты фенилаланина наличием фенольной гидроксильной группы в пара-положении бензольного кольца .

В составе белков и других соединений остаток молекулы тирозина принято называть тирозил .

Также известны биохимически менее важные мета - и орто - изомеры тирозина.

История

Тирозин впервые выделил — в 1846 году, из белка казеина , содержащегося в сыре , — немецкий химик Юстус фон Либих и он же дал аминокислоте название, происходящее от греческого слова «tyros», означающее «сыр» .

Функции

L-тирозин является протеиногенной аминокислотой и входит в состав белков всех известных живых организмов. Тирозин входит в состав ферментов , во многих из которых именно тирозину отведена ключевая роль в ферментативной активности и её регуляции. Местом атаки фосфорилирующих ферментов протеинкиназ часто является именно фенольный гидроксил остатков тирозина. Остаток тирозина в составе белков может подвергаться и другим посттрансляционным модификациям . В некоторых белках ( резилин насекомых) присутствуют молекулярные сшивки, возникающие в результате посттрансляционной окислительной конденсации остатков тирозина с образованием дитирозина и .

Остаток тирозина также играет важную роль в фотосинтезе. В хлоропластах (фотосистема II) он действует как донор электронов при восстановлении окисленного хлорофилла. В этом процессе он теряет атом водорода своей фенольной ОН-группы. Этот радикал впоследствии восстанавливается в фотосистеме II четырьмя основными кластерами марганца.

Окрашивание в результате качественной реакции на белки определяется преимущественно нитрованием остатков тирозина (нитруются также остатки фенилаланина , триптофана , и гистидина ).

Биосинтез

В процессе биосинтеза тирозина промежуточными соединениями являются шикимат , хоризмат , префенат . Из метаболитов тирозин в природе синтезируют микроорганизмы , грибы и растения . Животные не синтезируют тирозин de novo, но способны гидроксилировать незаменимую аминокислоту фенилаланин в тирозин. Более подробно биосинтез тирозина рассмотрен в статье шикиматный путь .

Тирозин относят к заменимым для человека и большинства других животных аминокислотам, так как в организме эта аминокислота образуется из другой ( незаменимой ) аминокислоты — фенилаланина .

Метаболизм

Фосфорилирование и сульфатирование

Некоторые из остатков тирозина могут быть помечены (по гидроксильной группе) фосфатной группой (фосфорилированной) протеинкиназами. В своей фосфорилированной форме тирозин называется фосфотирозином . Фосфорилирование тирозина считается одним из ключевых этапов передачи сигнала и регуляции ферментативной активности. Фосфотирозин может быть обнаружен с помощью специфических антител. Остатки тирозина также могут быть модифицированы путём добавления сульфатной группы (процесс, известный как сульфатирование тирозина) . Сульфатирование тирозина катализируется тирозилпротеинсульфотрансферазой (TPST). Как и упомянутые выше антитела к фосфотирозину, недавно были описаны антитела, которые специфически обнаруживают сульфотирозин .

Предшественник нейротрансмиттеров и гормонов

В дофаминергических клетках головного мозга тирозин превращается в L-ДОФА с помощью фермента тирозингидроксилазы (TH). Это фермент, ограничивающий скорость, участвующий в синтезе нейромедиатора дофамина. Затем дофамин может быть преобразован в другие катехоламины, такие как норадреналин (норадреналин) и адреналин (адреналин).

Гормоны щитовидной железы трийодтиронин ( _Т3 ) и тироксин ( _Т4 ) в коллоиде щитовидной железы также являются производными веществами от тирозина.

Предшественник алкалоидов

Было показано, что латекс Papaver somniferum , опийного мака, превращает тирозин в алкалоид морфин, и был установлен биосинтетический путь от тирозина к морфину с использованием радиоактивно меченого углеродом-14 тирозина для изучения пути синтеза in vivo .

Предшественник природных фенолов

Тирозин-аммиачная лиаза (TAL) представляет собой фермент в пути биосинтеза природных фенолов. Он превращает L-тирозин в п-кумаровую кислоту.

Предшественник пигментов

Тирозин также является предшественником пигмента меланина .

Роль в синтезе коэнзима Q10

Тирозин (или его предшественник фенилаланин) необходим для синтеза структуры бензохинона , которая входит в состав кофермента Q10.

Деградация

В организм человека и других животных тирозин поступает с пищей. Также тирозин образуется из фенилаланина (реакция протекает в печени под действием фермента ). Превращение фенилаланина в тирозин в организме в большей степени необходимо для удаления избытка фенилаланина, а не для восстановления запасов тирозина, так как тирозин обычно в достаточном количестве поступает с белками пищи, и его недостатка в организме, как правило, не возникает. Таким образом уменьшается избыток тирозина, образующегося при расщеплении белков. Тирозин путём переаминирования с α-кетоглутаровой кислотой превращается в , который далее окисляется (с одновременной миграцией и декарбоксилированием кетокарбоксиэтильного заместителя) в гомогентизат . Гомогентизат через стадии образования 4-малеилацетоацетата и 4-фумарилацетоацетата распадается до фумарата и ацетоацетата . Окончательное разрушение этих продуктов происходит в цикле Кребса .

Таким образом, у животных и человека тирозин распадается до фумарата (превращается в оксалоацетат , являющийся субстратом глюконеогенеза ) и ацетоацетата (повышает уровень кетоновых тел в крови), поэтому тирозин, а также превращающийся в него фенилаланин, по характеру катаболизма у животных относят к глюко-кетогенным (смешанным) аминокислотам (см. классификацию аминокислот ).

Также известны и другие пути метаболизма тирозина в других организмах.

Орто- и мета-тирозин

Известны три структурных изомера L-тирозина. В дополнение к распространенной аминокислоте L-тирозину, который является параизомером ( пара-tyr, p -tyr или 4-гидроксифенилаланин), существуют два дополнительных региоизомера, а именно метатирозин (также известный как 3-гидроксифенилаланин , L- m-тирозин и m -tyr) иорто-тирозин ( o -tyr или 2-гидроксифенилаланин), встречающийся в природе. Редкие изомеры m -tyr и o -tyr образуются в результате неферментативного свободнорадикального гидроксилирования фенилаланина в условиях окислительного стресса .

м-Тирозин и его аналоги (редкие в природе, но доступные синтетически) показаны при болезни Паркинсона , болезни Альцгеймера и артрите .

Клиническое значение

С обменом тирозина связаны некоторые известные наследственные заболевания. При наследственном заболевании фенилкетонурии превращение фенилаланина в тирозин нарушено, и в организме происходит накопление фенилаланина и его метаболитов ( фенилпируват , , фенилацетат , орто -гидроксифенилацетат, фенилацетилглутамин), избыточное количество которых отрицательно сказывается на развитии нервной системы. При другом известном наследственном заболевании — алкаптонурии — нарушено превращение гомогентизата в 4-малеилацетоацетат.

Известно также несколько относительно редких заболеваний ( тирозинемий ), вызванных нарушениями обмена тирозина. Терапия этих заболеваний, как и фенилкетонурии , — диетическое ограничение белка.

Медицинское применение

Тирозин является предшественником нейротрансмиттеров и повышает уровни нейротрансмиттеров в плазме крови (особенно дофамина и норадреналина) , но практически не влияет на настроение у нормальных людей . Ряд исследований показал, что тирозин полезен при стрессе, простуде, усталости, снижении веса из-за стресса — у мышей ; снижении уровня гормонов стресса — у крыс; длительной работе и лишении сна — у людей, улучшая их когнитивную и физическую работоспособность .

Тирозин, по-видимому, не оказывает какого-либо существенного влияния на когнитивную или физическую работоспособность в обычных обстоятельствах , но помогает лучше поддерживать рабочую память во время многозадачности .

Роль в питании

Богатые тирозином продукты

Вид продукта	Содержание, мг/100 г
Изолят соевого белка	3222
Яичный белок сушёный	3153
Спирулина сушёная	2584
Арахисовая мука обезжиренная	2122
Треска атлантическая вяленая и солёная	2121
Кунжутная мука нежирная	2100
Сыр пармезан твёрдый	1995
Яйцо целое сушёное	1981
Соевая мука обезжиренная	1778
Молоко сухое обезжиренное	1746
Тофу вялено-замороженный (коядофу)	1604

L-тирозин является заменимой аминокислотой . Содержание в некоторых продуктах питания приведено в таблице .

Применение

Тирозин подавляет аппетит, способствует уменьшению отложения жиров, способствует выработке меланина и улучшает функции надпочечников, щитовидной железы и гипофиза. ^{[ источник не указан 4859 дней ]}

См. также

• Тирозинемия

Примечания

Литература

• // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов . — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
• Шапошников А. М. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия , 1985. — Т. 25 : Тениус — Углекислота. — 544 с. : ил.
• Report of Medical Research Council on the Dietary Management of PKU. Recommendations on the Dietary Management of PKU. Arch. Dis. Child. 1993: 68; 426-7.
• Dixon M., MacDonald A, White F. Disorders of Amino Acid Metabolism, Organic Acidemias and Urea Cycle Defects PKU in Lawson M, Shaw V (eds.). Clinical Paediatric Dietetics. Oxford:Blackwell Science, 2001,p233-294.
• Holme E, Linstedt S. Tyrosinemia Type I adn NTBC (2-(2-nitro-4-triflourom othylbenoyl)-1,3-cyclohexanedione). J. Inherit. Metab. Dis. 1998:21;507-517.
• Ellaway CJ., Holme E, Standing S. et al. Outcome of Tyrosinemia Type III. J. Inherit. Metab. Dis 2001:24;824-32.