Кіріспе
Лейцин (символы Leu немесе L) – ақуыздардың биосинтезінде қолданылатын маңызды аминқышқылы. Лейцин α-аминқышқылы, яғни оның құрамында α-амин тобы (биологиялық жағдайда протондалған –NH₃⁺ түрінде), α-карбоксил қышқылы тобы (биологиялық жағдайда депротондалған –COO⁻ түрінде) және бүйір тізбектегі изобутил тобы бар, бұл оны полярлы емес алифатикалық аминқышқылы етеді. Адам организмінде ол қажетті, яғни организм оны өзі синтездей алмайды: оны диета арқылы алу керек. Адамдардың диеталық көздері – ақуызға бай тағамдар, мысалы, ет, сүт өнімдері, соя өнімдері, бұршақ және басқа да бұршақ тұқымдас өсімдіктер. Ол UUA, UUG, CUU, CUC, CUA және CUG кодондарымен кодталады. Лейцин грек тіліндегі "ақ" деген мағына беретін λευκός (leukós, "ақ") сөзінен аталған, себебі ол көбінесе ақ ұнтақ түрінде кездеседі – бұл қасиетті көптеген басқа аминқышқылылармен бөліседі. Валин мен изолейцин сияқты лейцин де тармақталған тізбекті аминқышқылы. Лейцин метаболизмінің негізгі соңғы өнімдері – ацетил-КоА және ацетоацетат; осылайша, ол лизинмен қатар екі ғана кетогендік аминқышқылының бірі болып табылады. Адам организмі үшін ең маңызды кетогендік аминқышқылы – лейцин. Лейцин және β-гидрокси-β-метилмаслян қышқылы (лейциннің шағын метаболиті) адамдарда фармакологиялық белсенділік көрсетеді және рапамициннің механикалық мақсатын (mTOR) фосфорилдеу арқылы ақуыз биосинтезін ынталандырады.
Leucine (symbol Leu or L) is an essential amino acid that is used in the biosynthesis of proteins. Leucine is an α amino acid, meaning it contains an α amino group (which is in the protonated −NH3+ form under biological conditions), an α carboxylic acid group (which is in the deprotonated −COO− form under biological conditions), and a side chain isobutyl group, making it a non polar aliphatic amino acid. It is essential in humans, meaning the body cannot synthesize it: it must be obtained from the diet. Human dietary sources are foods that contain protein, such as meats, dairy products, soy products, and beans and other legumes. It is encoded by the codons UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, and CUG. Leucine is named after the Greek word for "white": λευκός (leukós, "white"), after its common appearance as a white powder, a property it shares with many other amino acids. Like valine and isoleucine, leucine is a branched chain amino acid. The primary metabolic end products of leucine metabolism are acetyl CoA and acetoacetate; consequently, it is one of the two exclusively ketogenic amino acids, with lysine being the other. It is the most important ketogenic amino acid in humans. Leucine and β hydroxy β methylbutyric acid, a minor leucine metabolite, exhibit pharmacological activity in humans and have been demonstrated to promote protein biosynthesis via the phosphorylation of the mechanistic target of rapamycin (mTOR).
Диеталық лейцин
L лейцин тағамдық қоспа ретінде Е641 нөмірімен белгіленеді және дәмді күшейткіш ретінде жіктеледі.
Талаптар
2002 жылы АҚШ Медицина институтының Тамақ және тамақтану жөніндегі кеңесі (FNB) қажетті аминқышқылдары үшін ұсынылатын тәуліктік диеталық нормаларын (RDA) белгіледі. Лейцинге қатысты, 19 жасқа және одан үлкен ересектер үшін – тәулігіне дене салмағының әр килограмына 42 мг.
Денсаулыққа әсері
Диеталық қоспа ретінде лейцин қарт тышқандарда бұлшық ет ақуыздарының синтезін арттыру арқылы бұлшық ет тінінің ыдырауын баяулататыны анықталды. Дегенмен, салыстырмалы зерттеулердің нәтижелері келіспейді. Дені сау қарт еркектерде ұзақ мерзімді лейцин қосымшасын қабылдау бұлшық ет массасын немесе күшін арттырмайды. Көбірек зерттеулер қажет, әсіресе қоғамның объективті, кездейсоқ үлгісіне негізделгендері қажет. Өмір салты таңдаулары, жас, жыныс, диета, жаттығулар және т.б. сияқты факторлар қосымша лейциннің әсерін жеке анықтау үшін немесе басқа тармақталған тізбекті аминқышқылдармен (BCAA) бірге қабылданған жағдайда талдауға енгізілуі керек. Осыған дейін диеталық қосымша лейцин бүкіл халық үшін бұлшықет өсуінің немесе оңтайлы күйін сақтаудың басты себебі деп қарастырылуы мүмкін емес. L лейцин де, D лейцин де тышқандарды эпилепсиялық ұстамалардан қорғайды. D лейцин, кемінде диазепам сияқты тиімді, ұстама белсенділігі басталғаннан кейін ұстаманы тоқтатуға көмектеседі және седативті әсері жоқ. Адамдарда, тышқандарда және кеміргіштерде қандағы лейциннің жоғары деңгейі инсулинге қарсы тұрумен байланысты. Бұл лейциннің mTOR сигнализациясын стимуляциялау әсерінен болуы мүмкін. Лейцин және басқа BCAA-ларға диеталық шектеулер энергия шығындарын арттыру арқылы жабайы типті тышқандарда диеталық семіздікті кері қайтаруға және гиперфагиялық тышқандардың май массасының өсуін шектеуге мүмкіндік береді.
Қауіпсіздік
Лейцин токсикалық әсері, мысалы, декомпенсацияланған клен сиропының зәр ауруында көрінетіндей, сананың шатасуына және неврологиялық бұзылуларға әкеледі, тіпті өмірге қауіпті болуы мүмкін. Лейциннің көп мөлшерде қабылдануы ниацин жетіспейтін адамдарда пеллагра симптомдарын тудыруы немесе оларды күшейте алуы мүмкін, себебі ол L-триптофанның ниацинге айналу процесіне кедергі келтіреді. 500 мг/кг/күн дозасынан асып кеткен лейцин гипераммонемиямен байланысты. Осыған байланысты, ресми түрде емес, сау ересек еркектер үшін лейциннің қабылдауға болатын жоғарғы шегі (ҚЖШ) 500 мг/кг/күн немесе жедел диеталық жағдайларда 35 г/күн болуы мүмкін.
Фармакодинамика
Лейцин – диеталық аминқышқылы, ол миофибриллалық бұлшық ет ақуызының синтезін тікелей күшейте алады. Лейциннің осы әсері рапамициннің механикалық мақсатының (mTOR) активаторы ретіндегі рөлінен, лейциннің лейцил-тРНК синтетазасына байланысуынан және, мүмкін, басқа да механизмдерден туындайды.
Химия
Лейцин – тармақталған тізбекті аминқышқылы (BCAA), себебі оның тікелей емес алифалық тізбегі бар. Рацемиялық лейцин биомолекулалық асимметрияның пайда болуын жақсырақ түсіну үшін дөңгелек поляризацияланған синхротрон сәулеленуіне түсірілді. 2,6% энантиомерлік арту шақырылды, бұл биомолекулалардың гомохиралдығының фотохимиялық тегінің мүмкіндігін көрсетеді.