酪氨酸

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酪氨酸
IUPAC名
(S)-Tyrosine
別名 L-2-Amino-3-(4-hydroxyphenyl)propanoic acid
識別
CAS號 60-18-4((L))
PubChem 1153
ChemSpider 5833
SMILES
ChEBI 58315
DrugBank DB03839
性質
化學式 C9H11NO3
摩爾質量 181.19 g·mol−1
危險性
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
1
0
 
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

酪氨酸 (縮寫為 Tyr or Y)[1]4 - 羥基苯丙氨酸, 亦是22種用來合成蛋白質的蛋白胺基酸之一,被使用於細胞(生物)和蛋白質合成(合成)中,在細胞中可用於合成蛋白質,其密碼子為UAC和UAU,屬於含有極性側基的非必需胺基酸。19世紀初被德國的化學家尤斯圖斯·馮·李比希首先在起司的酪蛋白中發現,[2][3] 「Tyro」在希臘文中的意思是起司,當用作於官能基或側基時則稱做酪氨醯。

功能[編輯]

除了是一個蛋白質胺基酸,在蛋白質中的訊號傳導過程中,酪氨酸憑藉著官能基具有特殊作用,其功能為被蛋白激酶(所謂的酪氨酸激酶受體信號轉移的磷酸基的受器,而羥基的磷酸化改變的目標蛋白質的活性。

酪氨酸在光合作用中也扮演重要角色,在葉綠體光系統II)中,在氧化葉綠素還原反應中被當作電子提供者,使其進行酚醛OH-基團的去質子化,最後在光系統II中被四個核心錳簇還原。

飲食來源[編輯]

酪氨酸也可在體內由苯丙氨酸合成,可在許多高蛋白質食品如如火雞牛奶酸奶乳酪乾酪花生杏仁南瓜子芝麻大豆利馬豆鱷梨香蕉中被發現。[4]

生物合成[編輯]

Plant biosynthesis of tyrosine from shikimic acid.

在微生物或植物中,酪氨酸透過預苯酸(一種莽草酸反應途徑產生的中間產物)產生,預苯酸被保留的羥基氧化脫羧得到對-羥基苯基丙酮酸,酪氨酸和α-酮戊二酸利用谷氨酸作為氮源進行氨基轉移反應產生對-羥基苯基丙酮酸。

哺乳動物利用來自食物的必需胺基酸苯丙氨酸(PHE)來合成酪氨酸,苯丙胺酸轉換成酪氨酸的反應由丙氨酸羥化酶(一種單氧化酶)催化而成,這種酶催化反應造成羥基和苯丙氨酸的6-碳環的芳香環端部的加成反應,使之變成酪氨酸。

代謝反應[編輯]

Conversion of phenylalanine and tyrosine to its biologically important derivatives.

磷酸化和硫酸鹽化[編輯]

某些酪氨酸可以用蛋白激酶的磷酸基標註,酪氨酸在磷酸化形式時被稱作磷酸酪氨酸,酪氨酸磷酸化被認為是信號轉導和酶活性調控中的關鍵步驟之一,磷酸酪氨酸可以被特定抗體所偵測,酪氨酸也可以被添加的硫酸基修飾,這個反應過程稱為酪氨酸硫酸鹽化[5] 酪氨酸硫酸鹽化是由酪氨醯蛋白質中的磺基轉移酶(TPST)所催化而成,如同上面所提到的磷酸酪氨酸抗體,此抗體具有特異性可偵測到磺基酪氨酸。

神經傳遞物質和激素的前驅物[編輯]

大腦中的多巴胺細胞中,酪氨酸被酪氨酸羥化酶(TH)轉化成左旋多巴胺,酶酪氨酸羥化酶是一種具有速率限制酶,被使用於神經傳遞物質多巴胺的合成過程中,多巴胺可以被轉化成兒茶酚胺去甲腎上腺素(去甲腎上腺素)和腎上腺素(腎上腺素)。

甲狀腺激素三碘甲狀腺氨酸 (T3)和在甲狀腺膠體中的甲狀腺素 (T4)也來自於酪氨酸。 Template:Phenylalanine biosynthesis

生物鹼的前驅物[編輯]

罌粟科催眠物質中的膠乳又稱為罌粟,已被證實能將酪氨酸轉換成生物鹼嗎啡,在其生物合成反應途徑中,酪氨酸利用碳-14放射性標記的酪氨酸追蹤體內合成路徑。[來源請求]

三甲氧苯乙胺生產仙人掌生物合成酪氨酸。 [6]

天然酚類的前驅物[編輯]

酪氨酸解氨酶(TAL)是一種在天然酚生物合成反應途徑中的酶,此酶將左旋酪氨酸轉換成對香豆酸

色素的前驅物[編輯]

酪氨酸也是色素中的黑色素的前驅物。

降解作用[編輯]

[[Image:Tyrosinedegradation2.png|thumb|center|750px|酪氨酸分解成乙醯乙酸富馬酸。在分解過程中兩個雙加氧酶是必要物質,最終產物都會進入檸檬酸循環

左旋酪氨酸(對-羥基苯丙氨酸)的分解作用,為酪氨酸轉氨酶變成對-羥基苯基丙酮酸的α-酮戊二酸的依賴性轉移反應而成,其結合位置為對位,縮寫為p,表示苯環上的羥基和側鏈是對面方位(見下圖)。

下一步的氧化步驟中,由對-羥基苯基丙酮酸-雙加氧酶和二氧化碳尿黑酸(2,5-二羥基苯基-1-乙酸乙酯)裂斷催化而成,為了拆開尿黑酸的芳香環,通過氧分子進一步的結合以得到尿黑酸加氧酶是必須。

富馬醯乙酸經由氧化的羥基所造成的羧基旋轉,而產生maleylacetoacetate -順式-反式異構酶。含有穀胱甘肽的順-反異構酶作為輔酶,經由添加水分子,延胡索醯乙醯乙酸最終被延胡索醯乙醯乙酸水解酶給裂斷。

富馬酸鹽(也是檸檬酸循環的代謝產物)和乙醯乙酸酯(3-丁酮酸)為游離狀態,乙醯乙酸酯是一種酮,其被琥珀醯-CoA活化後可以被轉化成乙醯-CoA,反過來又可被檸檬酸循環氧化或用於脂肪酸合成

Phloretic酸也是大鼠中泌尿代謝物的酪氨酸。[7]

甜菜鹼[編輯]

(S)-Tyrosine (left) and (R)-tyrosine (right) in zwitterionic form at neutral pH

鄰位和間位酪氨酸[編輯]

[[Image:Phe Tyr.png|thumb|right|500px|Enzymatic oxidation of tyrosine by phenylalanine hydroxylase (top) and non-enyzmatic oxidation by hydroxyl free radicals (middle and bottom).]]

已知左旋酪氨酸的三種結構異構物,除了常見的對位異構物左旋酪氨酸(對-酪氨酸或4-羥基苯丙氨酸)之外,有兩個附加的區域異構物稱為間位酪氨酸(間-酪氨酸,3-羥基苯丙氨酸或LM-酪氨酸)和鄰位酪氨酸(鄰-酪氨酸或2-羥基苯丙氨酸),兩者皆自然存在,間-酪氨酸和鄰-酪氨酸皆為罕見的,須經由苯丙氨酸的氧化壓力條件下進行的非酶自由基羥化增加數量。[8][9]

間-酪氨酸及其類似物(在自然中罕見但可以人工合成)在帕金森氏症阿茲海默症關節炎皆有所應用。[10]

藥物用途[編輯]

酪氨酸為神經傳遞物質和增加血漿神經傳遞物質程度(尤其是多巴胺和去甲腎上腺素)的前驅物,[11]副作用為易對情緒造成影響,[12][13][14]使在壓力狀況下對情緒的影響更為明顯。

許多研究發現在壓力,寒冷,疲勞,[15]失去至親如死亡或離婚,長時間工作和睡眠剝奪的狀況下酪氨酸可以發揮作用,[16][17]可以減少壓力激素的程度,[18]在動物試驗中可以看出經由壓力誘導的體重下降反應來減少這些情況,[15]改善認知與物理性功能,[13][19][20]在人類試驗中,因為酪氨酸水解酶為速度限制酶,影響較左旋多巴胺不明顯。

酪氨酸在正常情況下對情緒,認知或物理性功能並無明顯影響,[21][22][23] 酪氨酸在正常情況下對情緒,認知或物理性功能並無明顯影響,在臨床試驗中每日成人劑量大約是100 毫克/公斤,相當於約6.8 克,[24]通常劑量約為每天500-1500 毫克(大多數製造商建議劑量通常是相當於1-3粒純酪氨酸),不建議超過每天12000 毫克(12克)。

See also[編輯]

References[編輯]

  1. ^ IUPAC-IUBMB Joint Commission on Biochemical Nomenclature. Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides. Recommendations on Organic & Biochemical Nomenclature, Symbols & Terminology. 1983 [2007-05-17]. 
  2. ^ Tyrosine. The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th ed. Infoplease.com — Columbia University Press. 2007 [2008-04-20]. 
  3. ^ Douglas Harper. Tyrosine. Online Etymology Dictionary. 2001 [2008-04-20]. 
  4. ^ Tyrosine. University of Maryland Medical Center. [2011-03-17]. 
  5. ^ Hoffhines AJ, Damoc E, Bridges KG, Leary JA, Moore KL. Detection and purification of tyrosine-sulfated proteins using a novel anti-sulfotyrosine monoclonal antibody. J. Biol. Chem. 2006, 281 (49): 37877–87. doi:10.1074/jbc.M609398200. PMC 1764208. PMID 17046811. 
  6. ^ Erowid Cacti Vault : Cactus Growers Guide. Erowid.org. 2008-03-08 [2013-04-16]. 
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  8. ^ Molnár GA, Wagner Z, Markó L, Kó Szegi T, Mohás M, Kocsis B, Matus Z, Wagner L, Tamaskó M, Mazák I, Laczy B, Nagy J, Wittmann I. Urinary ortho-tyrosine excretion in diabetes mellitus and renal failure: evidence for hydroxyl radical production. Kidney Int. 2005, 68 (5): 2281–7. doi:10.1111/j.1523-1755.2005.00687.x. PMID 16221230. 
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External links[編輯]


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