Биоорганическая химия / Сыровая А.О. и др Аминокислоты глазами химиков, фармацевтов, биологов. Т. 1

29.Неклюдов А. Д. Биологические свойства ароматических, гетероциклических и алифатических омега-аминокислот: [Обзор] / Неклюдов А. Д. // Антибиотики. –1987. – №4. – С. 302–312.

30.Петрович В. П., Верещинский В.А. // Тез.докл. 8 науч.конф. – Куйбышев,

1974. – С. 177–178.

31.Режим доступа: BAD / Nernaya Sistema/Preparaty dlya lechenija vrednyh privychek // 880699 biotredin tabletki sublingvaln.

32.Режим доступа: http://www.pharprice.kz/annotation php d=6761.

33.Режим доступа: http://Chelfarm.ru/shop/group 3102/group 3198/item//4930.

34.Режимдоступа: http://wwww.recipe.ru/dos/les/index.descrrugid-5879.

35.Режим доступа: http://www.piluli.kharkov.ua/drugs/infesol.

36.Компендиум 2013 – лекарственные препараты / Под ред. В. Н. Коваленко – К.: Морион. ISBN: 978-966-2066-51-7.

101

ГЛАВА 4

АСПАРАГИН И АСПАРАГИНОВАЯ КИСЛОТА

МАКАРОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ кандидат химических наук

доцент кафедры медицинской и биоорганической химии ХНМУ

102

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АДФ+Ф – аденозиндифосфат + фосфорная кислота ГАМК – Гамма-аминомасляная кислота

НАД+ – окисленная форма никотинамидадениндинуклеотида НАДФ+– окисленная форма никотинамидадениндинуклеотидфосфата

НАДФН2 – восстановленная форма никотинамидадениндинуклеотидфосфата ЦНС – центральная нервная система ЩУК – щавелевоуксусная кислота

103

Аспарагиновая кислота Аспарагиновая кислота, выделенная в 1868 Г.Г. Риттхуазеном из белкового гидролизата конглутина [1, 2, 3].

H2N CH COOH

CH2

COOH

Рис. 1. Аспарагиновая кислота[1]

Аспарагиновая кислота ( -аминоянтарная) НООС-СН2-СН(NН2)-СООН,

участвует в синтезе ряда незаменимых аминокислот (метионина, треонина).

Встречается во всех организмах в свободном виде и в составе белков.

Аспарагиновая кислота обеспечивает превращение углеводов в мышечную энергию, широко используется в качестве добавок для спортсменов, в период повышенных нагрузок, повышает активность иммунной системы, увеличивает сопротивляемость к утомлению, сохраняет способность к работе, на выносливость, действует как гепатопротектор,

участвует в реакциях цикла мочевины и переаминирования, образует метионин, треонин и лезин [4].

Аспарагиновая кислота и аспарагин могут встречаться во фруктовых соках и овощах: так в яблочном соке ее около 1г/л в соках тропических фруктов-до 1,6 г/л. Суточная потребность нашего организма в аспарагиновой кислоте - 6 грамм: хорошие источники аспарагина и аспарагиновой кислоты:

-картофель;

-кокос;

-люцерна;

-арахис;

-яйца;

-мясо.

Они находятся в значительных количествах в животных источниках:

молоко, мясо, домашняя птица, яйца, рыба, морепродукты [4, 5, 6].

104

Предварительные данные по кристаллической структуре аспарагиновой кислоты получены в 1931г. [7], затем в 1951 г были установлены пространственные группы и размеры элементарных ячеек рацемата и полугидрата гидрохлорида аспаргиновой кислоты [8].

Проекции структуры представлены на рис. 2 а, б [2].

Рис. 2. Схематическое изображение структуры DL-аспарагиновой кислоты: а) – вид вдоль оси b, б) – вид вдоль оси а [2]

Как видно из рисунка, кристаллы аспарагиновой кислоты составлены из молекул вытянутых вдоль оси С и связаны друг с другом насыщенной системой N-Н О и О-Н О водородных связей. Связи N-Н О образуются между атомами азота аминогрупп и атомами кислорода карбоксильных групп.

На каждый атом азота приходится по три связи, две из которых-

межмолекулярные, а одна – внутримолекулярная. Связи О-Н О действуют между атомами кислорода карбоксильных групп двух соседних молекул.

Более точнее данные о строении молекулы аспаргиновой кислоты получены из структур изомерных солей L-аспаргеновой кислоты с двух валентными ионами Zn2 , Ni2 , Со2 [3].

105

По своей химической формуле аспаргин очень близок к глутамину,

отличаясь от последнего лишь одной группой –СН2, по химическим свойствам он проявляет ряд особенностей (коричневая окраска продукта реакции с нингидридом, существование в кристаллах только в виде гидратов и т.д. [4-6].

Для объяснения аномального поведения аспаргина было выдвинуто несколько теорий о циклическом строении его молекул. Так Стевард и Томпсон допускали возможность существования аспаргина в виде гидрата циклического амида [9], а Хьюгенс особенности аспаргина приписывал возможным внутримолекулярным взаимодействием между карбоксильной и амидной группами [10].

Аспаргин В 1806г. Луи Никола Воклен и Пьер Жан Робине впервые выделили из

спаржи – аспаргин, однако присутствие его в белках было доказано позже

(1932 г.). Аспаргин – (С4Н8О3N2)- это моноамид аспаргиновой кислоты. В нем гидроксильная группа заменена аминогруппой. (рис 3) [1]

H2N CH COOH

CH2

C

O NH2

Рис. 3 Аспарагин[1]

В зависимости от положения NH2-группы по отношению к амидной группе различают -аспаргин HOOCCH2CH(NH2)CONH2 и -аспарагин НООССН(NH2)CH2CONH2.

Аспарагин не является незаминимой аминокислотой и способен синтезироваться основными метаболическими путями в организме человека.

Аспарагин играет в организме важную роль, он служит сырьем для производства аспарагиновой кислоты

106

Хьюгенса о циклическом строении молекулы. Однако все это еще не дает основания отвергать возможность разного рода циклизаций молекул аспарагина в растворе.

Применение аспарагина и аспарагиновой кислоты в медицинской практике [12]. В медицинской практике используются аминокислоты различного происхождения.

Аспарагиновая аминокислота относится к моно-аминокарбоновым кислотам (рис.1 [1], рис. 5) в составе белков, в свободном состоянии, в виде аспарагина и других производных содержится в органах и тканях различных организмов. Аспарагиновая кислота является важнейшей составной частью большинства белков. Аспарагиновая кислота важна в работе иммунной системы и синтезе ДНК и РНК. [13].

Рис. 5. Аспарагиновая кислота важна для деятельности ДНК и РНК [13]

Она плохо растворима в воде, практически не растворима в спирте и эфире. Аспарагиновая кислота относится к незаменимым аминокислотам и синтезируется в организме в процессе трансаминирования из других веществ.

Она подвергается окислительному дезаминированию в тканях печени, почек,

слизистой оболочке клеток.

Как промежуточный продукт обмена азотистых веществ аспарагиновая кислота играет важную роль в обмене веществ в организме (рис. 6), особенно в реакциях переаминирования. Перенося аминогруппы на кетокислоты,

образуя ряд других аминокислот, превращаясь в щавелевоуксусную кислоту,

108

Источником синтеза заменимых аминокислот из метаболитов цикла Кребса служит оксалоацетат. Из оксалоацетата образуется аспарагиновая кислота и аспарагин. Первая путем трансаминирования с участием аспартатаминотрансферазы, а втораяаминированием с участием аспарагинсинтетазы:

Оксалоацетат + Глутама Аспарагиновая кислота + 2-оксоглутарат.

Аспарагиновая кислота + NН3 + АТФ Аспарагин + АДФ + Ф [15]

Специфическое свойство аспарагеновой кислоты – ее способность переносить ионы К+ и Mg2+ во внутриклеточное пространство [16].

Аспарагиновая кислота оказывает выраженное антигипотоксическое действие. Так, у кроликов введение аминокислоты при кровопотере,

осложненной гипотензией, способствовало активации окислительных процессов и снижению уровня аммиака в крови.

Аспарагиновая кислота повышает потребление кислорода пораженным миокардом, улучшает коллатеральное кровообращение сердце. [17] У

кроликов с экспериментальным инфарктом миокарда введение этой аминокислоты способствовало нормализации спектра и активности изоферментов переаминирования, увеличивало соотношение содержания ионов К+ и Nа+ в сердечной мышце. [17] Аспарагиновая кислота оказывает выраженное детоксицирующие действие при отравлении животных эндотоксинами сальмонелл и кишечных палочек. Введение ее в течение 3 дней до отравления снижало гибель мышей в 3 раза.

При поражениях печени различной этиологии синтез белка в гепатоцитах нарушается. В связи с этим проблема изыскания препаратов,

стимулирующих синтез белка, является важной и актуальной. Этим свойством обладает глутаминовые и аспарагиновые кислоты. Сочетанное введение этих аминокислот активирует биосинтез белка нуклеиновых кислот в печени интактных животных и пораженных четырѐххлористым углеродом.

110