VALINE: EGENSKAPER, FUNKTIONER, RIK MAT, FÖRDELAR - BIOLOGI - 2025

Den valin hör till de 22 aminosyrorna som identifierats som de "grundläggande" komponenter av proteiner; det identifieras med förkortningen "Val" och med bokstaven "V". Denna aminosyra kan inte syntetiseras av människokroppen, därför klassificeras den i gruppen av de nio essentiella aminosyrorna för människor.

Många globulära proteiner har en inre rik på valin- och leucinrester, eftersom båda är associerade med hydrofoba interaktioner och är väsentliga för vikningen av strukturen och den tredimensionella konformationen av proteiner.

Aminosyran Valins kemiska struktur (Källa: Clavecin via Wikimedia Commons)

Valine renades för första gången 1856 av V. Grup-Besanez från ett vattenhaltigt extrakt av bukspottkörteln. Emellertid myntades namnet "valin" av E. Fisher 1906, när han lyckades syntetisera det konstgjordt och observerade att dess struktur var mycket lik den för valerinsyra, som finns i växter som vanligen kallas "valerian".

Valin är en av aminosyrorna som finns i konserverade positioner i vissa proteiner som delas av ryggradsdjur, till exempel i position 80 för ryggradscytokrom C, leucin, valin, isoleucin och metionin finns i samma ordning.

I vävnader eller biomaterial med resistenta, hårda och elastiska egenskaper, såsom ligament, senor, blodkärl, trådar eller spindelnät, finns stora mängder valin, vilket ger flexibilitet och motstånd tack vare dess hydrofoba interaktioner med andra aminosyror.

En substitution av en glutamatrest med en valinrest i p-kedjan av hemoglobin, det protein som ansvarar för att transportera syre genom blodet, orsakar en dålig bildning i proteinstrukturen, vilket ger upphov till hemoglobin "S".

Denna mutation orsakar seglcellanemi eller seglcellsjukdom, ett patologiskt tillstånd där de röda blodkropparna får en karakteristisk halvmåne- eller seglform, som skiljer dem från normala blodceller med ett rundat och plattat utseende.

Några av de herbicider som används mest idag har sulfonylurea och metylsulfometuron som aktiva föreningar, vilket orsakar skada på enzymet acetolaktatsyntas, nödvändigt för det första steget för syntes av valin, leucin och isoleucin. Skadorna orsakade av dessa bekämpningsmedel förhindrar gräs och ogräs från att utvecklas normalt.

egenskaper

Valin är en aminosyra med ett fem-kolskelett och tillhör gruppen aminosyror med alifatiska sidokedjor. Dess hydrofoba karaktär är sådan att den kan jämföras med fenylalanin, leucin och isoleucin.

Aminosyror som har kolvätekedjor i sina R-grupper eller sidokedjor är vanligtvis kända i litteraturen som grenade eller grenade aminosyror. Valin, fenylalanin, leucin och isoleucin finns i denna grupp.

Generellt används aminosyrorna i denna grupp som inre strukturella element i proteinsyntesen, eftersom de kan associeras med varandra genom hydrofoba interaktioner, "flyd" från vatten och etablera de strukturella veck som är karakteristiska för många proteiner.

Dess molekylvikt är cirka 117 g / mol, och eftersom dess R-grupp eller sidokedja är ett grenat kolväte, har det ingen laddning och dess relativa mängd proteinkonstruktioner är lite mer än 6%.

Strukturera

Valine delar den allmänna strukturen och de tre typiska kemiska grupperna av alla aminosyror: karboxylgruppen (COOH), aminogruppen (NH2) och en väteatom (-H). I sin R-grupp eller sidokedja har den tre kolatomer som ger den mycket hydrofoba egenskaper.

Som gäller för alla kemiska föreningar klassificerade som ”aminosyror”, har valin en central kolatom som är chiral och är känd som α-kol, till vilken de fyra nämnda kemiska grupperna är bundna.

IUPAC-namnet för valin är 2-3-amino-3-butansyra, men vissa kemister kallar det också α-amino valeriansyra och dess kemiska formel är C5H11NO2.

Alla aminosyror finns i D- eller L-formen och valin är inget undantag. Emellertid är L-valinformen mycket rikare än D-valinformen och dessutom är den mer spektroskopiskt aktiv än D-formen.

L-valin är den form som används för bildning av cellproteiner och är därför av de två den biologiskt aktiva formen. Det uppfyller funktioner som en nutraceutical, ett mikronäringsämne för växter, en metabolit för människor, alger, jäst och bakterier, bland många andra funktioner.

Funktioner

Trots att valin är en av de nio essentiella aminosyrorna, spelar ingen viktig roll utöver dess deltagande i proteinsyntes och som en metabolit i sin egen nedbrytningsväg.

Emellertid är skrymmande aminosyror såsom valin och tyrosin ansvariga för flexibiliteten hos fibroin, den huvudsakliga proteinkomponenten i silketråden som produceras av maskar av Bombyx mori-arten, vanligen känd som silkesmaskar eller silkesmaskar. mullbärsträd.

Vävnader såsom ligament och arteriella blodkärl består av ett fibröst protein känt som elastin. Detta består av polypeptidkedjor med upprepade sekvenser av aminosyrorna glycin, alanin och valin, varvid valin är den viktigaste återstoden med avseende på proteinets förlängning och flexibilitet.

Valine deltar i de viktigaste syntesvägarna för de föreningar som är ansvariga för den karakteristiska lukten av frukt. Valmolekyler omvandlas till grenade och metylerade derivat av estrar och alkoholer.

Inom livsmedelsindustrin

Det finns många kemiska tillsatser som använder valin i kombination med glukos för att få smakliga lukt i vissa kulinariska preparat.

Vid en temperatur på 100 ° C har dessa tillsatser en karakteristisk råglukt och vid över 170 ° C luktar de som varm choklad, vilket gör dem populära inom livsmedelsproduktion i baknings- och konditorbranschen.

Dessa kemiska tillsatser använder artificiellt syntetiserad L-valin, eftersom deras rening från biologiska källor är besvärlig och den erforderliga renhetsgraden vanligtvis inte erhålles.

Biosyntes

Alla grenade aminosyror med grenad kedja, såsom valin, leucin och isoleucin, syntetiseras huvudsakligen i växter och bakterier. Vilket innebär att djur som människor och andra däggdjur måste äta livsmedel rika på dessa aminosyror för att uppfylla deras näringsbehov.

Valinbiosyntes börjar vanligtvis med överföringen av två kolatomer från hydroxietyltiamin-pyrofosfat till pyruvat med enzymet acetohydroxyisomersyra-reduktas.

De två kolatomerna härrör från en andra pyruvatmolekyl genom en TPP-beroende reaktion som är mycket lik den som katalyseras av enzymet pyruvat dekarboxylas, men som katalyseras av dihydroxisyradehydratas.

Enzymet valinaminotransferas inkorporerar slutligen en aminogrupp i ketosyraföreningen som är resultatet av den tidigare dekarboxyleringen och bildar därigenom L-valin Aminosyrorna leucin, isoleucin och valin har stark strukturell likhet, och det beror på att de delar många mellanprodukter och enzymer i sina biosyntetiska vägar.

Den ketosyra som produceras under biosyntesen av L-valin reglerar vissa enzymatiska steg genom negativ återkoppling eller allosterisk reglering i den biosyntetiska vägen för leucin och de andra relaterade aminosyrorna.

Detta innebär att biosyntetiska vägar hämmas av en metabolit som genereras i dem som, när de ackumuleras, ger celler en specifik signal som indikerar att en viss aminosyra är i överflöd och därför kan dess syntes stoppas.

Degradering

De första tre nedbrytningsstegen av valin delas i nedbrytningsvägen för alla grenade aminosyror.

Valin kan gå in i citronsyrecykeln eller Krebs-cykeln för att omvandlas till succinyl-CoA. Nedbrytningsvägen består av en initial transaminering, katalyserad av ett enzym känt som grenad aminosyraaminotransferas (BCAT).

Detta enzym katalyserar reversibel transaminering som omvandlar grenade aminosyror till deras motsvarande grenade a-ketosyror.

I denna reaktion är deltagandet av glutamat / 2-ketoglutaratparet väsentligt, eftersom 2-ketoglutaratet tar emot aminogruppen som avlägsnas från aminosyran som metaboliseras och blir glutamat.

Detta första reaktionssteg av valinkatabolism producerar 2-ketoisovalerat och åtföljs av omvandlingen av pyridoxal 5'-fosfat (PLP) till pyridoxamin 5'-fosfat (PMP).

Därefter används 2-ketoisovalerat som ett substrat för ett mitokondriellt enzymkomplex, känt som grenad kedjesyra-dehydrogenas, som tillför en CoASH-del och bildar isobutyryl-CoA, som därefter dehydreras och omvandlas till metakrylyl-CoA.

Metakrylyl-CoA bearbetas nedströms i 5 ytterligare enzymatiska steg som involverar hydrering, avlägsnande av CoASH-delen, oxidation, tillsats av en annan CoASH-del och molekylär omarrangemang, som slutar med produktionen av succinyl-CoA, som omedelbart kommer in i cykeln av Krebs.

Valinrika livsmedel

Proteinerna i sesam- eller sesamfrön är rika på valin, med nästan 60 mg av aminosyran för varje gram protein. Av denna anledning rekommenderas sesamkakor, kakor och barer eller nougat för barn med dieter som är bristfälliga i denna aminosyra.

Sojabönor är i allmänhet rika på alla essentiella aminosyror, inklusive valin. Men de är dåliga i metionin och cystein. Sojaprotein eller struktur har mycket komplexa kvartära strukturer, men de är lätta att lösa upp och separeras i mindre underenheter i närvaro av magsafter.

Kasein, som vanligtvis finns i mjölk och dess derivat, är rikt på upprepade valinesekvenser. Liksom sojaprotein bryts detta protein lätt ner och absorberas i däggdjurens tarmsystem.

Det har uppskattats att för varje 100 gram sojaprotein intas cirka 4,9 gram valin; medan för varje 100 ml mjölk intas cirka 4,6 ml valin.

Andra livsmedel som är rika på denna aminosyra är nötkött, fisk och olika typer av grönsaker och greener.

Fördelarna med dess intag

Valin är, som en stor del av aminosyror, en glukogen aminosyra, det vill säga att den kan införlivas i glukoneogenvägen, och många neurologer hävdar att dess intag hjälper till att upprätthålla mental hälsa, muskelkoordination och minska stress.

Många idrottare konsumerar tabletter rika på valin, eftersom de hjälper till att regenerera vävnader, särskilt muskelvävnader. Eftersom det är en aminosyra som kan integreras i glukoneogenes, hjälper den till att producera energi, vilket inte bara är viktigt för fysisk aktivitet utan också för nervfunktion.

Livsmedel rika på valin hjälper till att upprätthålla balansen mellan kväveföreningar i kroppen. Denna balans är avgörande för att generera energi från de intagna proteinerna, för kroppens tillväxt och läkning.

Konsumtionen förhindrar skador på levern och gallblåsan, samt bidrar till att optimera många kroppsfunktioner.

Ett av de mest populära kosttillskotten bland idrottare för att öka muskelvolym och återhämtning av muskler är BCAA.

Denna typ av tablett består av tabletter med blandningar av olika aminosyror, som vanligtvis inkluderar grenade aminosyror såsom L-valin, L-isoleucin och L-leucin; de är också rika på vitamin B12 och andra vitaminer.

Vissa experiment som utförts med grisar har visat att kraven på valin är mycket högre och begränsande för mödrar under ammningsstadiet, eftersom denna aminosyra hjälper till att utsöndra mjölk och ger förbättringar i tillväxthastigheten hos ammande nyfödda.

Briststörningar

Det rekommenderade dagliga intaget av valin för spädbarn är cirka 35 mg för varje gram protein som konsumeras, medan för vuxna är mängden något lägre (cirka 13 mg).

Den vanligaste sjukdomen relaterad till valin och andra grenade aminosyror är känd som ”lönn sirap urinsjukdom” eller ”Ketoaciduria”.

Detta är ett ärftligt tillstånd orsakat av en defekt i generna som kodar för dehydrogenas-enzymerna i a-ketoaciderna härledda från leucin, isoleucin och valin, som är nödvändiga för deras metabolism.

Vid denna sjukdom kan kroppen inte ansluta sig till någon av dessa tre aminosyror när de erhålls från kosten. Därför ackumuleras de härledda ketosyrorna och utvisas i urinen (de kan också detekteras i blodserum och i cerebrospinalvätskan).

Å andra sidan har en diet som saknar valin kopplats till neurologiska patologier såsom epilepsi. Det kan också orsaka viktminskning, Huntingtons sjukdom, och kan till och med leda till utveckling av vissa typer av cancer, eftersom vävnadsreparationssystemet och syntesen av biomolekyler äventyras.

referenser

1. Abu-Baker, S. (2015). Granskning av biokemi: begrepp och anslutningar
2. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Lehninger-principerna för biokemi. Macmillan.
3. Plimmer, RHA, & Phillips, H. (1924). Analysen av proteiner. III. Uppskattning av histidin och tyrosin genom bromering. Biochemical Journal, 18 (2), 312
4. Plimmer, RHA (1912). Proteinernas kemiska sammansättning (vol. 1). Longmans, Green.
5. Torii, KAZUO, & Iitaka, Y. (1970). Kristallstrukturen i L-valin. Acta Crystallographica Avsnitt B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry, 26 (9), 1317-1326.
6. Tosti, V., Bertozzi, B., & Fontana, L. (2017). Hälsofördelar med Medelhavsdieten: metaboliska och molekylära mekanismer. The Journals of Gerontology: Series A, 73 (3), 318-326.