Arginina - Arginine

Arginina
Fórmula esquelética de arginina
Arginina-from-xtal-3D-bs-17.png
Arginine-from-xtal-3D-sf.png
Nomes
Outros nomes
Ácido 2-amino-5-guanidinopentanoico
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
3DMet
1725411, 1725412 D , 1725413 L
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.738 Edite isso no Wikidata
Número EC
364938 D
KEGG
Malha Arginina
Número RTECS
UNII
  • InChI = 1S / C6H14N4O2 / c7-4 (5 (11) 12) 2-1-3-10-6 (8) 9 / h4H, 1-3,7H2, (H, 11,12) (H4,8, 9,10) VerificaY
    Chave: ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • D / L: NC (CCCNC (N) = N) C (O) = O
  • D Zwitterion : [NH3 +] C (CCCNC (N) = N) C ([O -]) = O
  • L Zwitterion protonado: [NH3 +] C (CCCNC (N) = [NH2 +]) C ([O -]) = O
Propriedades
C 6 H 14 N 4 O 2
Massa molar 174,204  g · mol −1
Aparência Cristais brancos
Odor Inodoro
Ponto de fusão 260 ° C; 500 ° F; 533 K
Ponto de ebulição 368 ° C (694 ° F; 641 K)
14,87 g / 100 mL (20 ° C)
Solubilidade ligeiramente solúvel em etanol
insolúvel em éter etílico
log P -1,652
Acidez (p K a ) 2,18 (carboxil), 9,09 (amino), 13,2 (guanidino)
Termoquímica
232,8 JK −1 mol −1 (a 23,7 ° C)
250,6 JK −1 mol −1
Entalpia de
formação
padrãof H 298 )
−624,9–−622,3 kJ mol −1
Entalpia
padrão de combustão c H 298 )
−3,7396–−3,7370 MJ mol −1
Farmacologia
B05XB01 ( WHO ) S
Perigos
Ficha de dados de segurança Veja: página de dados
www.sigmaaldrich.com
Pictogramas GHS GHS07: Nocivo
Palavra-sinal GHS Aviso
H319
P305 + 351 + 338
Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD 50 ( dose mediana )
5110 mg / kg (rato, oral)
Compostos relacionados
Ácidos alcanóicos relacionados
Compostos relacionados
Página de dados suplementares
Índice de refração ( n ),
constante dielétricar ), etc.

Dados termodinâmicos
Comportamento da fase
sólido-líquido-gás
UV , IR , NMR , MS
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

A arginina , também conhecida como l- arginina (símbolo Arg ou R ), é um α- aminoácido usado na biossíntese de proteínas . Ele contém um grupo α- amino , um grupo α- ácido carboxílico e uma cadeia lateral que consiste em uma cadeia linear alifática de 3 carbonos terminando em um grupo guanidino . Em pH fisiológico, o ácido carboxílico é desprotonado (−COO - ), o grupo amino é protonado (−NH 3 + ) e o grupo guanidino também é protonado para dar a forma de guanidínio (-C- (NH 2 ) 2 + ) , tornando a arginina um aminoácido alifático carregado. É o precursor da biossíntese do óxido nítrico . É codificado pelos códons CGU, CGC, CGA, CGG, AGA e AGG.

A arginina é classificada como um aminoácido semi- essencial ou condicionalmente essencial , dependendo do estágio de desenvolvimento e do estado de saúde do indivíduo. Bebês prematuros são incapazes de sintetizar ou criar arginina internamente, tornando o aminoácido nutricionalmente essencial para eles. A maioria das pessoas saudáveis ​​não precisa de suplementação com arginina porque ela é um componente de todos os alimentos que contêm proteínas e pode ser sintetizada no corpo a partir da glutamina por meio da citrulina .

História

A arginina foi isolada pela primeira vez em 1886 a partir de mudas de tremoço amarelo pelo químico alemão Ernst Schulze e seu assistente Ernst Steiger. Ele o nomeou do grego árgyros ( ἄργυρος ) que significa "prata" devido à aparência branco-prateada dos cristais de nitrato de arginina. Em 1897, Schulze e Ernst Winterstein (1865–1949) determinaram a estrutura da arginina. Schulze e Winterstein sintetizaram arginina a partir de ornitina e cianamida em 1899, mas algumas dúvidas sobre a estrutura da arginina permaneceram até a síntese de Sørensen em 1910.

Fontes

Produção

É tradicionalmente obtido por hidrólise de várias fontes baratas de proteína, como a gelatina . É obtido comercialmente por fermentação. Desta forma, podem ser produzidos 25-35 g / litro, usando a glicose como fonte de carbono.

Fontes dietéticas

A arginina é um aminoácido condicionalmente essencial em humanos e roedores, pois pode ser necessário dependendo do estado de saúde ou do ciclo de vida do indivíduo. Adultos saudáveis ​​geralmente produzem arginina suficiente para as necessidades de seu próprio corpo, mas indivíduos imaturos e de crescimento rápido requerem arginina adicional em sua dieta. A arginina dietética adicional é necessária para indivíduos saudáveis ​​sob estresse fisiológico, por exemplo, durante a recuperação de queimaduras, lesões e sepse, ou se os principais locais de biossíntese da arginina, o intestino delgado e os rins , tiverem função reduzida.

A arginina é um aminoácido essencial para as aves, pois elas não têm ciclo da uréia . Para alguns carnívoros, por exemplo, gatos, cães e furões, a arginina é essencial, porque após uma refeição, seu catabolismo de proteína altamente eficiente produz grandes quantidades de amônia que precisam ser processadas através do ciclo da ureia, e se não houver arginina suficiente, o a toxicidade da amônia resultante pode ser letal. Isso não é um problema na prática, porque a carne contém arginina suficiente para evitar essa situação.

Fontes animais de arginina incluem carne, laticínios e ovos, e fontes vegetais incluem sementes de todos os tipos, por exemplo, grãos, feijão e nozes.

Biossíntese

A arginina é sintetizada a partir da citrulina no metabolismo da arginina e da prolina pela ação sequencial das enzimas citosólicas argininossuccinato sintetase e argininossuccinato liase . Este é um processo energeticamente caro, porque para cada molécula de argininosuccinato que é sintetizada, uma molécula de trifosfato de adenosina (ATP) é hidrolisada em monofosfato de adenosina (AMP), consumindo dois equivalentes de ATP.

A citrulina pode ser derivada de várias fontes:

As vias que ligam arginina, glutamina e prolina são bidirecionais. Assim, o uso líquido ou produção desses aminoácidos é altamente dependente do tipo de célula e do estágio de desenvolvimento.

Biossíntese de arginina.

Em uma base de corpo inteiro, a síntese de arginina ocorre principalmente por meio do eixo intestinal-renal: as células epiteliais do intestino delgado produzem citrulina, principalmente de glutamina e glutamato , que é transportada na corrente sanguínea para as células do túbulo proximal do rim , que extraem a citrulina da circulação e a convertem em arginina, que retorna à circulação. Isso significa que o intestino delgado prejudicado ou a função renal podem reduzir a síntese de arginina, aumentando as necessidades dietéticas.

A síntese de arginina a partir da citrulina também ocorre em um nível baixo em muitas outras células, e a capacidade celular para a síntese de arginina pode ser acentuadamente aumentada em circunstâncias que aumentam a produção de NOS induzível . Isso permite que a citrulina, um subproduto da produção de óxido nítrico catalisada por NOS, seja reciclada em arginina em uma via conhecida como citrulina-NO ou arginina-citrulina. Isso é demonstrado pelo fato de que, em muitos tipos de células, a síntese de NO pode ser apoiada até certo ponto pela citrulina, e não apenas pela arginina. Essa reciclagem não é quantitativa, entretanto, porque a citrulina se acumula nas células produtoras de NO junto com nitrato e nitrito , os produtos finais estáveis ​​da degradação de NO.

Função

A arginina desempenha um papel importante na divisão celular , cicatrização de feridas , remoção de amônia do corpo, função imunológica e liberação de hormônios. É um precursor da síntese de óxido nítrico (NO), sendo importante na regulação da pressão arterial .

Proteínas

A cadeia lateral da arginina é anfipática , porque em pH fisiológico ela contém um grupo guanidínio carregado positivamente, que é altamente polar, no final de uma cadeia de hidrocarboneto alifático hidrofóbico . Como as proteínas globulares têm interiores hidrofóbicos e superfícies hidrofílicas, a arginina é normalmente encontrada do lado de fora da proteína, onde o grupo de cabeça hidrofílica pode interagir com o ambiente polar, por exemplo, participando de ligações de hidrogênio e pontes de sal. Por esse motivo, é freqüentemente encontrado na interface entre duas proteínas. A parte alifática da cadeia lateral às vezes permanece abaixo da superfície da proteína.

Resíduos de arginina em proteínas podem ser deiminados por enzimas PAD para formar citrulina, em um processo de modificação pós-tradução denominado citrulinação . Isso é importante no desenvolvimento fetal, faz parte do processo imunológico normal, bem como do controle da expressão gênica, mas é também significativo em doenças auto-imunes . Outra modificação pós-tradução da arginina envolve metilação por proteínas metiltransferases .

Precursor

A arginina é o precursor imediato do NO, importante molécula sinalizadora que pode atuar como segundo mensageiro , além de mensageiro intercelular que regula a vasodilatação, além de ter funções na reação do sistema imunológico à infecção.

A arginina também é um precursor da ureia , ornitina e agmatina ; é necessário para a síntese da creatina ; e também pode ser usado para a síntese de poliaminas (principalmente por ornitina e em menor grau por agmatina, citrulina e glutamato). A presença de dimetilarginina assimétrica (ADMA), um parente próximo, inibe a reação de óxido nítrico; portanto, o ADMA é considerado um marcador de doença vascular , assim como a L- arginina é considerada um sinal de endotélio saudável .

Estrutura

Deslocalização de carga no grupo guanidínio de l- arginina

A cadeia lateral do aminoácido da arginina consiste em uma cadeia linear alifática de 3 carbonos , cuja extremidade distal é coberta por um grupo guanidínio , que tem um p K a de 13,8 e, portanto, está sempre protonado e carregado positivamente em pH fisiológico . Por causa da conjugação entre a ligação dupla e os pares isolados de nitrogênio , a carga positiva é deslocalizada, permitindo a formação de múltiplas ligações de hidrogênio .

Pesquisar

Hormônio do crescimento

A arginina administrada por via intravenosa é usada em testes de estimulação do hormônio do crescimento porque estimula a secreção do hormônio do crescimento . Uma revisão de ensaios clínicos concluiu que a arginina oral aumenta o hormônio do crescimento, mas diminui a secreção do hormônio do crescimento, que normalmente está associada ao exercício. No entanto, um estudo mais recente relatou que, embora a arginina oral tenha aumentado os níveis plasmáticos de L- arginina, ela não causou um aumento no hormônio do crescimento.

Vírus Herpes-Simplex (herpes labial)

A pesquisa de 1964 sobre os requisitos de aminoácidos do vírus herpes simplex em células humanas indicou que "... a falta de arginina ou histidina , e possivelmente a presença de lisina , interferiria marcadamente na síntese do vírus", mas conclui que "nenhuma explicação pronta é disponível para qualquer uma dessas observações ".

Evidências médicas adicionais indicam que "absorver mais arginina pode causar feridas indiretas ao interromper o equilíbrio do corpo de arginina e outro aminoácido chamado lisina".

Outras revisões concluem que "a eficácia da lisina para herpes labial pode estar mais na prevenção do que no tratamento." e que "o uso de lisina para diminuir a gravidade ou duração dos surtos" não é suportado, enquanto mais pesquisas são necessárias. Um estudo de 2017 conclui que "os médicos podem considerar aconselhar os pacientes que há um papel teórico da suplementação de lisina na prevenção de feridas de herpes simples, mas as evidências da pesquisa são insuficientes para apoiar isso. Pacientes com doença cardiovascular ou da vesícula biliar devem ser advertidos e alertados sobre o riscos teóricos. "

Pressão alta

Uma meta-análise mostrou que a L- arginina reduz a pressão arterial com estimativas combinadas de 5,4 mmHg para a pressão arterial sistólica e 2,7 mmHg para a pressão arterial diastólica.

A suplementação com L- arginina reduz a pressão arterial diastólica e prolonga a gravidez para mulheres com hipertensão gestacional , incluindo mulheres com pressão alta como parte da pré-eclâmpsia . Não reduziu a pressão arterial sistólica nem melhorou o peso ao nascer .

Esquizofrenia

Tanto a cromatografia líquida quanto a cromatografia líquida / ensaios de espectrometria de massa descobriram que o tecido cerebral de esquizofrênicos falecidos mostra alteração no metabolismo da arginina. Os ensaios também confirmaram níveis significativamente reduzidos de ácido γ-aminobutírico (GABA), mas aumentaram a concentração de agmatina e a razão glutamato / GABA nos casos de esquizofrenia. A análise de regressão indicou correlações positivas entre a atividade da arginase e a idade de início da doença e entre o nível de L-ornitina e a duração da doença. Além disso, as análises de agrupamento revelaram que a L-arginina e seus principais metabólitos L-citrulina, L-ornitina e agmatina formaram grupos distintos, os quais foram alterados no grupo esquizofrenia. Apesar disso, a base biológica da esquizofrenia ainda é pouco compreendida, uma série de fatores, como hiperfunção da dopamina, hipofunção glutamatérgica, déficits GABAérgicos, disfunção do sistema colinérgico, vulnerabilidade ao estresse e perturbação do neurodesenvolvimento, têm sido associados à etiologia e / ou fisiopatologia de a doença.

Veja também

Segurança

A L-arginina é reconhecida como segura (status GRAS) em doses de até 20 gramas por dia.

Referências

Fontes

  • Griffiths JR, Unwin RD (2016). Análise de modificações pós-translacionais de proteínas por espectrometria de massa . John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-25088-3.

links externos