La fenilalanina (símbolo Phe o F ) [3] es un α- aminoácido esencial con la fórmula C
9H
11NO
2. Puede verse como un grupo bencilo sustituido por el grupo metilo de la alanina , o un grupo fenilo en lugar de un hidrógeno terminal de la alanina. Este aminoácido esencial se clasifica como neutro y apolar debido a la naturaleza inerte e hidrófoba de la cadena lateral bencilo . El isómero L se utiliza para formar proteínas bioquímicamente , codificadas por el ADN . La fenilalanina es un precursor de la tirosina , los neurotransmisores monoamínicos dopamina ,norepinefrina (noradrenalina) y epinefrina (adrenalina) y el pigmento de la piel melanina . Está codificado por los codones UUU y UUC.
Fórmula esquelética de L- fenilalanina | |||
L- fenilalanina a pH fisiológico | |||
Nombres | |||
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Pronunciación | Estados Unidos : / ˌ f ɛ n əl æ l ə n i n / , UK : / ˌ f i n aɪ l - / | ||
Nombre IUPAC Ácido ( S ) -2-amino-3-fenilpropanoico | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.000.517 | ||
IUPHAR / BPS |
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KEGG |
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PubChem CID |
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UNII |
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Tablero CompTox ( EPA ) |
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InChI
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Sonrisas
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Propiedades | |||
Fórmula química | C 9 H 11 N O 2 | ||
Masa molar | 165.192 g · mol −1 | ||
Acidez (p K a ) | 1,83 (carboxilo), 9,13 (amino) [2] | ||
Peligros | |||
Ficha de datos de seguridad | Ver: página de datos | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 1 0 | ||
Página de datos complementarios | |||
Estructura y propiedades | Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. | ||
Datos termodinámicos | Comportamiento de fase sólido-líquido-gas | ||
Datos espectrales | UV , IR , RMN , MS | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
La fenilalanina se encuentra naturalmente en la leche materna de los mamíferos . Se utiliza en la fabricación de productos alimenticios y bebidas y se vende como complemento nutricional por sus reputados efectos analgésicos y antidepresivos . Es un precursor directo del neuromodulador fenetilamina , un suplemento dietético de uso común . Como aminoácido esencial, la fenilalanina no se sintetiza de novo en humanos y otros animales, quienes deben ingerir fenilalanina o proteínas que contienen fenilalanina.
Historia
La primera descripción de la fenilalanina se realizó en 1879, cuando Schulze y Barbieri identificaron un compuesto con la fórmula empírica , C 9 H 11 NO 2 , en plántulas de lupino amarillo ( Lupinus luteus ). En 1882, Erlenmeyer y Lipp sintetizaron por primera vez fenilalanina a partir de fenilacetaldehído , cianuro de hidrógeno y amoníaco . [4] [5]
El codón genético para la fenilalanina fue descubierto por primera vez por J. Heinrich Matthaei y Marshall W. Nirenberg en 1961. Demostraron que al usar ARNm para insertar múltiples repeticiones de uracilo en el genoma de la bacteria E. coli , podían hacer que la bacteria produjera una polipéptido que consiste únicamente en aminoácidos de fenilalanina repetidos. Este descubrimiento ayudó a establecer la naturaleza de la relación de codificación que vincula la información almacenada en el ácido nucleico genómico con la expresión de proteínas en la célula viva.
Fuentes dietéticas
Buenas fuentes de fenilalanina son los huevos, el pollo, el hígado, la carne de res, la leche y la soja. [6] Otra fuente común de fenilalanina es cualquier cosa endulzada con el edulcorante artificial aspartame , como bebidas dietéticas , alimentos dietéticos y medicamentos; el metabolismo del aspartamo produce fenilalanina como uno de los metabolitos del compuesto . [7]
Recomendaciones dietéticas
La Junta de Alimentos y Nutrición (FNB) del Instituto de Medicina de EE. UU. Estableció la cantidad diaria recomendada (RDA) de aminoácidos esenciales en 2002. Para fenilalanina más tirosina, para adultos de 19 años o más, 33 mg / kg de peso corporal / día. [8]
Otros roles biológicos
La L- fenilalanina se convierte biológicamente en L - tirosina , otro de los aminoácidos codificados por el ADN. La L- tirosina a su vez se convierte en L-DOPA , que luego se convierte en dopamina , norepinefrina (noradrenalina) y epinefrina (adrenalina). Los últimos tres se conocen como catecolaminas .
La fenilalanina utiliza el mismo canal de transporte activo que el triptófano para cruzar la barrera hematoencefálica . En cantidades excesivas, la suplementación puede interferir con la producción de serotonina y otros aminoácidos aromáticos [ cita requerida ] así como óxido nítrico debido al uso excesivo (eventualmente, disponibilidad limitada) de los cofactores asociados, hierro o tetrahidrobiopterina . [ cita requerida ] Las enzimas correspondientes para esos compuestos son la familia de la hidroxilasa de aminoácidos aromáticos y la sintasa de óxido nítrico .
Vías biosintéticas para catecolaminas y aminas traza en el cerebro humano [9] [10] [11] |
En plantas
La fenilalanina es el compuesto de partida utilizado en la síntesis de flavonoides . El lignano se deriva de la fenilalanina y de la tirosina . La fenilalanina se convierte en ácido cinámico mediante la enzima fenilalanina amoniaco liasa . [12]
Fenilcetonuria
El trastorno genético fenilcetonuria (PKU) es la incapacidad para metabolizar la fenilalanina debido a la falta de la enzima fenilalanina hidroxilasa . Las personas con este trastorno se conocen como "fenilcetonúricos" y deben regular su ingesta de fenilalanina. Los fenilcetonúricos suelen utilizar análisis de sangre para controlar la cantidad de fenilalanina en la sangre. Los resultados de laboratorio pueden informar los niveles de fenilalanina utilizando mg / dL y μmol / L. Un mg / dL de fenilalanina equivale aproximadamente a 60 μmol / L.
Una "forma variante" (rara) de fenilcetonuria llamada hiperfenilalaninemia es causada por la incapacidad de sintetizar un cofactor llamado tetrahidrobiopterina , que puede complementarse. Las mujeres embarazadas con hiperfenilalaninemia pueden mostrar síntomas similares del trastorno (niveles altos de fenilalanina en sangre), pero estos indicadores generalmente desaparecerán al final de la gestación. Las mujeres embarazadas con PKU deben controlar sus niveles de fenilalanina en sangre incluso si el feto es heterocigoto para el gen defectuoso porque el feto podría verse afectado negativamente debido a la inmadurez hepática. [ cita médica necesaria ]
Una fuente no alimentaria de fenilalanina es el edulcorante artificial aspartamo . El cuerpo metaboliza este compuesto en varios subproductos químicos, incluida la fenilalanina. Los problemas de degradación que tienen los fenilcetonúricos con la acumulación de fenilalanina en el cuerpo también ocurren con la ingestión de aspartamo, aunque en menor grado. En consecuencia, todos los productos en Australia, Estados Unidos y Canadá que contienen aspartamo deben estar etiquetados: "Fenilcetonúricos: Contiene fenilalanina". En el Reino Unido, los alimentos que contienen aspartamo deben llevar paneles de ingredientes que se refieran a la presencia de "aspartamo o E951" [13] y deben estar etiquetados con una advertencia "Contiene una fuente de fenilalanina". En Brasil, la etiqueta "Contém Fenilalanina" (en portugués para "Contiene fenilalanina") también es obligatoria en los productos que la contienen. Estas advertencias se colocan para ayudar a las personas a evitar dichos alimentos.
D -, L - y DL -fenilalanina
El estereoisómero D- fenilalanina (DPA) se puede producir mediante síntesis orgánica convencional , ya sea como un enantiómero único o como un componente de la mezcla racémica . No participa en la biosíntesis de proteínas, aunque se encuentra en proteínas en pequeñas cantidades, particularmente proteínas envejecidas y proteínas alimentarias que han sido procesadas . Las funciones biológicas de los D -aminoácidos siguen sin estar claras, aunque la D- fenilalanina tiene actividad farmacológica en el receptor 2 de niacina . [14]
La DL- fenilalanina (DLPA) se comercializa como un suplemento nutricional por sus supuestas actividades analgésicas y antidepresivas . DL- fenilalanina es una mezcla de D- fenilalanina y L- fenilalanina. La actividad analgésica reputado de DL -fenilalanina puede explicarse por la posible obstrucción por D -fenilalanina de encefalina degradación por la enzima carboxipeptidasa A . [15] [16] El mecanismo de la supuesta actividad antidepresiva de la DL- fenilalanina puede explicarse por el papel precursor de la L- fenilalanina en la síntesis de los neurotransmisores noradrenalina y dopamina . Se cree que los niveles cerebrales elevados de norepinefrina y dopamina tienen un efecto antidepresivo. La D- fenilalanina se absorbe en el intestino delgado y se transporta al hígado a través de la circulación portal . Una pequeña cantidad de D- fenilalanina parece convertirse en L- fenilalanina. La D- fenilalanina se distribuye a los diversos tejidos del cuerpo a través de la circulación sistémica . Parece atravesar la barrera hematoencefálica con menos eficacia que la L- fenilalanina, por lo que una pequeña cantidad de la dosis ingerida de D- fenilalanina se excreta en la orina sin penetrar en el sistema nervioso central. [17]
L -fenilalanina es un antagonista en α2δ Ca 2 + canales de calcio con una K i de 980 nM. [18]
En el cerebro, la L- fenilalanina es un antagonista competitivo en el sitio de unión de glicina del receptor de NMDA [19] y en el sitio de unión de glutamato del receptor de AMPA . [20] En el sitio de unión de glicina del receptor NMDA, la L- fenilalanina tiene una constante de disociación de equilibrio aparente (K B ) de 573 μM estimada por regresión de Schild [21], que es considerablemente más baja que la concentración de L- fenilalanina en el cerebro observada en la fenilcetonuria humana no tratada . [22] La L- fenilalanina también inhibe la liberación de neurotransmisores en las sinapsis glutamatérgicas en el hipocampo y la corteza con una CI 50 de 980 μM, una concentración cerebral que se observa en la fenilcetonuria clásica , mientras que la D- fenilalanina tiene un efecto significativamente menor. [20]
Síntesis comercial
La L- fenilalanina se produce para aplicaciones médicas, alimentarias y nutricionales, como el aspartamo , en grandes cantidades mediante la utilización de la bacteria Escherichia coli , que produce de forma natural aminoácidos aromáticos como la fenilalanina. La cantidad de L- fenilalanina producida comercialmente se ha incrementado mediante ingeniería genética de E. coli , por ejemplo, alterando los promotores reguladores o amplificando el número de genes que controlan las enzimas responsables de la síntesis del aminoácido. [23]
Derivados
La boronofenilalanina (BPA) es un derivado dihidroxiboryl de la fenilalanina, que se utiliza en la terapia de captura de neutrones .
La 4-azido-l-fenilalanina es un aminoácido no natural incorporado a una proteína que se utiliza como herramienta para la bioconjugación en el campo de la biología química .
Referencias
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enlaces externos
- Espectro de masas de fenilalanina
- Fenilalanina en ChemSynthesis