Кіріспе
α аминқышқылының түрі. 3-бөлім = Фенилаланин (символы Phe немесе F) – формуласы бар қажетті α аминқышқылы. Оны аланиннің метил тобының орнына бензил тобы қойылған немесе аланиннің терминалды сутегінің орнына фенил тобы қойылған түрі деп қарастыруға болады. Бұл қажетті аминқышқылы бензилдік тізбекшесінің инертті және сусырғыш қасиеттеріне байланысты бейтарап және поляр емес деп жіктеледі. L изомері ДНК-мен кодталған ақуыздарды биохимиялық жолмен құру үшін қолданылады. Фенилаланин – тирозин, моноамин нейротрансмиттерлері дофамин, норадреналин (норадреналин) және адреналин (эпинефрин), сондай-ақ биологиялық пигмент меланиннің алғашқы заттары болып табылады. Ол UUU және UUC жаршы РНҚ кодондарымен кодталады. Фенилаланин сүтқоректілердің сүтінде табиғи түрде кездеседі. Ол тағамдық және сусындық өнімдерді өндіруде қолданылады және нейромодулятор фенетиламиннің тікелей алғашқы заты болғандықтан қосымша тағам ретінде сатылады. Фенилаланин – қажетті аминқышқылы, ол адамдар мен басқа жануарларда өздігінен синтезделмейді, сондықтан олар фенилаланин немесе фенилаланин құрамындағы ақуыздарды қабылдауы керек. Фенилаланинге фонетикалық ұқсастығы үшін F символы тағайындалған.
| Section3 =
Phenylalanine (symbol Phe or F) is an essential α amino acid with the formula It can be viewed as a benzyl group substituted for the methyl group of alanine, or a phenyl group in place of a terminal hydrogen of alanine. This essential amino acid is classified as neutral, and nonpolar because of the inert and hydrophobic nature of the benzyl side chain. The L isomer is used to biochemically form proteins coded for by DNA. Phenylalanine is a precursor for tyrosine, the monoamine neurotransmitters dopamine, norepinephrine (noradrenaline), and epinephrine (adrenaline), and the biological pigment melanin. It is encoded by the messenger RNA codons UUU and UUC. Phenylalanine is found naturally in the milk of mammals. It is used in the manufacture of food and drink products and sold as a nutritional supplement as it is a direct precursor to the neuromodulator phenethylamine. As an essential amino acid, phenylalanine is not synthesized de novo in humans and other animals, who must ingest phenylalanine or phenylalanine containing proteins. The one letter symbol F was assigned to phenylalanine for its phonetic similarity.
Тарих
Фенилаланиннің алғашқы сипаттамасы 1879 жылы Шульце мен Барбиери сары люпин (Lupinus luteus) көшеттерінде C9H11NO2 эмпирикалық формуласы бар затты анықтағанда жасалды. 1882 жылы Эрленмайер мен Липп фенилаланинді фенилацетальдегид, сутек цианиді және аммиактан синтездеді. Фенилаланиннің генетикалық кодоны алғаш рет 1961 жылы Дж. Генрих Маттай мен Маршалл В. Ниренберг ашты. Олар мРНК-ны қолданып, E. coli бактериясының геномына көп рет қайталанатын урацилді енгізгенде, бактерия тек қайталанған фенилаланин аминқышқылдарынан тұратын полипептид өндіре алатынын көрсетті. Бұл жаңалық геномдық нуклеин қышқылында сақталған ақпаратты тірі жасушадағы белок өндірісімен байланыстыратын кодтау қатынасының мәнін анықтауға көмектесті.
Тамақ көзі
Фенилаланиннің жақсы көздері – жұмыртқа, тауық, бауыр, сиыр еті, сүт және соя. Фенилаланиннің тағы бір көп кездесетін көзі – аспартаммен тәттіленген кез келген өнім, мысалы, диеталық сусындар, диеталық тағамдар мен дәрілер. Аспартамның метаболизмі осы қосылыстың метаболиттерінің бірі ретінде фенилаланин шығарады.
Тамақ ұсыныстары
2002 жылы АҚШ Медицина институтының Тамақ және тамақтану жөніндегі кеңесі (FNB) қажетті аминқышқылдарының ұсынылатын тәуліктік мөлшерін (RDA) белгіледі. Фенилаланин және тирозин үшін, 19 жастан асқан ересектерге тәулігіне 33 мг/кг дене салмағынан. 2005 жылы ДРИ тәулігіне 27 мг/кг (тирозинсіз) деп белгіленді, ал 2007 жылғы ФАО/ДДСҰ/БҰҰ ұсынымы тәулігіне 25 мг/кг (тирозинсіз) құрайды.
Басқа биологиялық рөлдері
L-фенилаланин биологиялық түрде L-тирозинге, ДНК кодтаған басқа бір аминқышқылына айналады. L-тирозин өз кезегінде L-DOPA-ға, ал ол допаминге, норадреналинге (норадреналин) және эпинефринге (адреналин) айналады. Соңғы үш қосылыс катехоламиндер деп аталады. Фенилаланин триптофан сияқты, қан-ми тосқаулынан өту үшін белсенді тасымалдау арнасын қолданады. Шамадан көп мөлшерде қолданғанда, қосымшалар серотониннің және басқа да ароматты аминқышқылының, сондай-ақ азот оксидінің өндірісіне бөгет жасайды, себебі байланысты кофакторлар – темір немесе тетрагидробиоптерин тым көп пайдаланылады (соңында олардың жетіспеуіне әкеледі). Бұл қосылыстарға сәйкес ферменттер ароматты аминқышқылы гидроксилазалар отбасы және азот оксиді синтазасы болып табылады.
Өсімдіктерде
Фенилаланин флавоноидтарды синтездеуге қолданылатын бастапқы зат. Лигнан фенилаланин мен тирозиннен туындайды. Фенилаланин аммиак лиаза ферменті фенилаланинды қышқыл қышқылына айналдырады.
Биосинтез
Фенилаланин шикимат жолы арқылы биосинтезделеді.
Фенилкетонурия
Генетикалық ауру – фенилкетонурия (ФКУ) – фенилаланин гидроксилаза ферментінің жетіспеушілігіне байланысты фенилаланинді метаболизмдей алмау қабілеті. Бұл аурумен ауыратын адамдар «фенилкетонуриктер» деп аталады және олар фенилаланин қабылдауын қатаң түрде реттеуі керек. Фенилкетонуриктер қандағы фенилаланин мөлшерін бақылау үшін жиі қан талдауын жасайды. Зертханалық нәтижелерде фенилаланин деңгейі мг/дл немесе мкмоль/л бірліктерінде көрсетілуі мүмкін. Фенилаланиннің 1 мг/дл шамамен 60 мкмоль/л-ге тең. Фенилкетонурияның сирек кездесетін «вариантты түрі» гиперфенилаланинемия деп аталады, ол тетрагидробиоптерин деп аталатын кофакторды синтездеуге қабілетсіздік салдарынан туындайды, оны қосымша түрде қабылдауға болады. Гиперфенилаланинемиясы бар жүкті әйелдерде аурудың ұқсас белгілері (қандағы фенилаланиннің жоғары деңгейі) байқалуы мүмкін, бірақ бұл көрсеткіштер жүктіліктің соңында әдетте жоғалады. ФКУ-мен ауыратын жүкті әйелдер, тіпті егер ұрық ақаулы генге гетерозигота болса да, қандағы фенилаланин деңгейін бақылауы керек, себебі ұрық бауырдың жетілмегендігіне байланысты кері әсерге ұшырауы мүмкін. Фенилаланиннің тағамдық емес көзі – аспартам. Бұл қосылыс организмде бірнеше химиялық қосалқы өнімдерге, соның ішінде фенилаланинге айналады. Фенилкетонуриктерде фенилаланиннің организмде жиналуынан туындайтын ыдырау мәселелері аспартамды қабылдаған кезде де, бірақ азырақ дәрежеде орын алады. Осыған байланысты, Австралия, АҚШ және Канадада аспартам қосқан барлық өнімдерде: «Фенилкетонуриктер: Фенилаланин қамтылған» деген белгі болуы тиіс. Ұлыбританияда аспартам қосқан тағамдарда «аспартам немесе E951» деп көрсетілген ингредиенттер тізімі болуы керек және олар «фенилаланиннің көзі бар» деген ескертумен таңбалануы керек. Бразилияда «Contém Fenilalanina» (португал тілінде «Фенилаланин бар») деген белгі де оны қамтитын өнімдерде міндетті түрде болуы керек. Бұл ескертулер адамдарға осындай тағамдардан аулақ болуға көмектесу үшін қойылған.
D-, L- және DL-фенилаланин
D фенилаланин (DPA) стереоизомерін дәстүрлі органикалық синтез арқылы жеке энантиомер ретінде немесе рацемиялық қоспаның құрамдас бөлігі ретінде өндіруге болады. Ол ақуыз биосинтезіне қатыспайды, бірақ ақуыздарда шағын мөлшерде кездеседі, әсіресе ескірген ақуыздарда және өңделген тағамдық ақуыздарда. D аминокислоталарының биологиялық функциялары әлі толық анықталған жоқ, бірақ D фенилаланиннің ниацин рецепторы 2-ге фармакологиялық активтілігі бар. DL фенилаланин (DLPA) клиникалық сынақтармен расталған, оның күйзеліс басатын және депрессияға қарсы әсерлері үшін тағамдық қоспа ретінде сатылады. DL фенилаланин – D фенилаланин мен L фенилаланиннің қоспасы. DL фенилаланиннің күйзеліс басатын активтілігі D фенилаланиннің карбоксипептидаза А ферменті арқылы энкефалиннің ыдырауын тоқтатуымен түсіндірілуі мүмкін. DL фенилаланиннің депрессияға қарсы әсер ету механизмі L фенилаланиннің норадреналин және допамин нейротрансмиттерлерінің синтезіндегі алдағы рольімен де байланысты, алайда клиникалық сынақтар L фенилаланиннің жеке өзінде депрессияға қарсы әсерін көрсеткен жоқ. L фенилаланин α2δ Ca2+ кальций каналдарының антагонисті болып табылады, Ki мәні 980 нМ құрайды. Мида L фенилаланин NMDA рецепторының глицинмен байланысатын жерінде және AMPA рецепторының глутаматпен байланысатын жерінде бәсекелестік антагонист ретінде әрекет етеді. NMDA рецепторының глицинмен байланысатын жерінде L фенилаланиннің 573 мкм-ға тең көрінетін тепе-теңдік диссоциация тұрақтысы (KB) бар, ол Шильд регрессиясы арқылы есептелді және емделмеген адамның фенилкетонуриясында байқалатын мидағы L фенилаланин концентрациясынан айтарлықтай төмен. L фенилаланин сонымен қатар гиппокамп пен қыртыстағы глутаматергиялық синапстарда нейротрансмиттерлердің босатылуын тежейді, IC50 980 мкм құрайды, бұл классикалық фенилкетонурияда байқалатын ми концентрациясына сәйкес келеді, ал D фенилаланиннің әсері айтарлықтай аз.
Деривативтер
Боронофенилаланин (BPA) – нейтронды тұтқындау терапиясында қолданылатын фенилаланиннің дигидроксиборил туындысы. 4-Азидо-L-фенилаланин – химиялық биология саласында биоконъюгация құралы ретінде қолданылатын, белокқа енгізілетін табиғи емес аминқышқылы.