Введение
Аминокислота
Аспартиковая кислота (символ Asp или D; ионная форма известна как аспартат) — это α-аминокислота, используемая в биосинтезе белков. L-изомер аспарагиновой кислоты является одной из 22 протеиногенных аминокислот, то есть строительных блоков белков. D-аспарагиновая кислота — одна из двух D-аминокислот, обычно встречающихся у млекопитающих. За исключением нескольких редких случаев, D-аспарагиновая кислота не используется для синтеза белков, но включается в состав некоторых пептидов и играет роль нейротрансмиттера/нейромодулятора, с предложенным мнемоническим названием "аспардиновая кислота".
Aspartic acid (symbol Asp or D; the ionic form is known as aspartate), is an α amino acid that is used in the biosynthesis of proteins. The L isomer of aspartic acid is one of the 22 proteinogenic amino acids, i. e., the building blocks of proteins. D aspartic acid is one of two D amino acids commonly found in mammals. Apart from a few rare exceptions, D aspartic acid is not used for protein synthesis but is incorporated into some peptides and plays a role as a neurotransmitter/neuromodulator. with the proposed memnonic asparDic acid.
Открытие
Аспарагиновая кислота была впервые открыта в 1827 году Огюстом Артуром Плиссоном и Этьеном Оссианом Генри в результате гидролиза аспарагина, который был выделен из сока спаржи в 1806 году. Изначально они использовали гидроксид свинца, но в настоящее время для этого чаще применяют различные другие кислоты или основания.
Формы и номенклатура
Существует две формы или энантиомера аспарагиновой кислоты. Название "аспарагиновая кислота" может относиться к любому из энантиомеров или к их смеси. Из этих двух форм только одна, "L-аспарагиновая кислота", непосредственно включается в состав белков. Биологические функции её зеркального отражения, "D-аспарагиновой кислоты", более ограничены. В то время как ферментативный синтез производит один конкретный энантиомер, большинство химических синтезов дают обе формы, "DL-аспарагиновую кислоту", которая представляет собой рацемическую смесь.
Другие биохимические функции
Аспартат выполняет множество других биохимических функций. Он является метаболитом цикла мочевины и участвует в глюконеогенезе. Он переносит восстановительные эквиваленты в малатоаспартатном шаттле, который использует легкую взаимопревращаемость аспартата и оксалоацетата, являющегося окисленной (дегидрированной) формой яблочной кислоты. Аспартат предоставляет один атом азота в биосинтезе инозина, предшественника пуриновых оснований. Кроме того, аспарагиновая кислота выступает в роли акцептора водорода в цепи АТФ-синтазы. Показано, что диетическая L-аспарагиновая кислота является ингибитором бета-глюкуронидазы, которая регулирует энтерогепатическую циркуляцию билирубина и желчных кислот.
Нейротрансмиттер
Аспартат (конъюгированное основание аспарта́товой кислоты) стимулирует NMDA-рецепторы, хотя и не так сильно, как аминокислотный нейромедиатор L-глутамат.
Применение и рынок
В 2014 году мировой рынок аспарагиновой кислоты составлял около 117 миллионов долларов США в год, при этом потенциальные области роста оценивались в 8,78 миллиарда долларов США (млрд). Три крупнейших сегмента рынка включают США, Западную Европу и Китай. Текущие области применения включают биоразлагаемые полимеры (полиаспартиновая кислота), низкокалорийные подсластители (аспартам), ингибиторы накипи и коррозии, а также смолы.
Суперабсорбирующие полимеры
Одной из областей роста рынка аспарагиновой кислоты являются биоразлагаемые суперабсорбирующие полимеры (SAP) и гидрогели. Прогнозируется, что рынок суперабсорбирующих полимеров будет расти в среднем на 5,5% в год с 2014 по 2019 год, достигнув объема 8,78 млрд долларов США по всему миру. Рынок полиаспартата составляет небольшую долю (около < 1%) от общего рынка SAP.
Дополнительные виды использования
Помимо SAP, аспаргиновая кислота находит применение в индустрии удобрений объемом 19 миллиардов долларов, где полиаспартат улучшает удержание влаги и усвоение азота; на рынке покрытий для бетонных полов объемом 1,1 миллиарда долларов (2020), где полиаспартическая кислота является альтернативой традиционным эпоксидным смолам с низким содержанием летучих органических соединений и низким энергопотреблением; и, наконец, на рынке ингибиторов накипи и коррозии объемом более 5 миллиардов долларов.