Введение
Валин (символ Val или V) — α-аминокислота, используемая в биосинтезе белков. Она содержит α-аминогруппу (находящуюся в протонированной форме −NH3+ в биологических условиях), α-карбоксильную группу (находящуюся в депротонированной форме −COO− в биологических условиях) и изопропильный радикал боковой цепи, что делает её неполярной алифатической аминокислотой. Валин является незаменимой аминокислотой для человека, то есть организм не способен синтезировать её самостоятельно; её необходимо получать из пищевых источников, таких как продукты, содержащие белок, например мясо, молочные продукты, соевые продукты, бобы и бобовые. Она кодируется всеми кодонами, начинающимися с GU (GUU, GUC, GUA и GUG).
История и этимология
Валин был впервые выделен из казеина в 1901 году Германом Эмилем Фишером. Название «валин» происходит от его структурного сходства с валериановой кислотой, которая, в свою очередь, получила своё название в честь растения валерианы из-за содержания этой кислоты в его корнях.
Номенклатура
Согласно IUPAC, атомы углерода, входящие в состав валина, нумеруются последовательно, начиная с 1, который соответствует карбоксильному углероду, при этом 4 и 4' обозначают два терминальных метильных углерода.
Деградация
Как и другие аминокислоты с разветвленной цепью, катаболизм валина начинается с удаления аминогруппы посредством трансаминирования, в результате чего образуется альфа-кетоизовалерат – альфа-кетокислота, которая превращается в изобутирил-КоА посредством окислительного декарбоксилирования комплексом α-кетокислотного дегидрогеназы с разветвленной цепью. Далее он окисляется и преобразуется в сукцинил-КоА, который может войти в цикл Кребса.
Инсулинорезистентность
Низкие уровни валина в сыворотке крови, как и других аминокислот с разветвленной цепью, связаны с потерей веса и снижением инсулинорезистентности: более высокие уровни валина наблюдаются в крови у диабетических мышей, крыс и людей. У мышей, которых в течение одного дня кормили диетой с низким содержанием BCAA, улучшилась чувствительность к инсулину, а недельное кормление диетой с низким содержанием валина значительно снижает уровень глюкозы в крови. У мышей с диета-индуцированным ожирением и инсулинорезистентностью диета с пониженным содержанием валина и других аминокислот с разветвленной цепью привела к быстрому обратному развитию ожирения и улучшению контроля уровня глюкозы. Валиновый метаболит 3-гидроксиизобутират способствует развитию инсулинорезистентности у мышей, стимулируя поглощение жирных кислот мышцами и накопление липидов. У мышей диета с ограниченным содержанием BCAA снижала уровень глюкозы в крови натощак и улучшала композицию тела.
Гематопоэтические стволовые клетки
Диетический валин необходим для самообновления гематопоэтических стволовых клеток (ГСК), что было продемонстрировано в экспериментах на мышах. Ограничение валина в рационе избирательно истощает долгосрочно репопулирующие ГСК в костном мозге мышей. Успешная трансплантация стволовых клеток была достигнута у мышей без предварительного облучения после 3 недель диеты с низким содержанием валина. Долгосрочная выживаемость трансплантированных мышей была достигнута при постепенном возвращении валина в рацион в течение 2 недель, чтобы избежать синдрома реалиментации.