Triptófano


El triptófano (símbolo Trp o W ) [3] es un α -aminoácido que se utiliza en la biosíntesis de proteínas . El triptófano contiene un grupo α-amino, un grupo de ácido α-carboxílico y un indol de cadena lateral , lo que lo convierte en un aminoácido aromático no polar . Es esencial en el ser humano, lo que significa que el cuerpo no puede sintetizarlo y debe obtenerse de la dieta. El triptófano también es un precursor del neurotransmisor serotonina , la hormona melatonina y la vitamina B3 . [4]Está codificado por el codón UGG.

Como otros aminoácidos, el triptófano es un ion híbrido a pH fisiológico donde el grupo amino está protonado (- NH+
3
; pK a = 9,39) y el ácido carboxílico se desprotona (–COO - ; pK a = 2,38). [5]

Los aminoácidos, incluido el triptófano, se utilizan como componentes básicos en la biosíntesis de proteínas , y las proteínas son necesarias para mantener la vida. Muchos animales (incluidos los humanos) no pueden sintetizar triptófano: necesitan obtenerlo a través de su dieta, lo que lo convierte en un aminoácido esencial . El triptófano se encuentra entre los aminoácidos menos comunes que se encuentran en las proteínas, pero juega un papel estructural o funcional importante siempre que ocurre. Por ejemplo, los residuos de triptófano y tirosina juegan un papel especial en el "anclaje" de las proteínas de la membrana dentro de la membrana celular . El triptófano, junto con otros aminoácidos aromáticos , también es importante en las interacciones glucano-proteína.. Además, el triptófano funciona como precursor bioquímico de los siguientes compuestos :

El trastorno de mala absorción de fructosa provoca una absorción inadecuada de triptófano en el intestino, niveles reducidos de triptófano en la sangre [13] y depresión. [14]

En las bacterias que sintetizan triptófano, niveles celulares elevados de este aminoácido activan una proteína represora , que se une al operón trp . [15] La unión de este represor al operón triptófano previene la transcripción del ADN corriente abajo que codifica las enzimas involucradas en la biosíntesis del triptófano. Por lo tanto, los niveles altos de triptófano previenen la síntesis de triptófano a través de un circuito de retroalimentación negativa , y cuando los niveles de triptófano de la célula vuelven a bajar, se reanuda la transcripción del operón trp. Esto permite respuestas rápidas y estrictamente reguladas a los cambios en los niveles de triptófano internos y externos de la célula.

En 2002, el Instituto de Medicina de EE. UU. Estableció una cantidad diaria recomendada (RDA) de 5 mg / kg de peso corporal / día de triptófano para adultos de 19 años o más. [20]


Metabolismo de l- triptófano en serotonina y melatonina (izquierda) y niacina (derecha). Los grupos funcionales transformados después de cada reacción química se resaltan en rojo.
El metabolismo del triptófano por la microbiota gastrointestinal humana ()
Diagrama del metabolismo del triptófano
Triptofanasa : bacterias que
expresan
IPA
I3A
Indol
Hígado
Cerebro
IPA
I3A
Indol
Indoxil sulfato
AST-120
AhR
Células inmunes intestinales
Epitelio intestinal
PXR
Homeostasis de la mucosa:
↓ TNF-α
↑ ARNm que codifican la proteína de unión
Celda L
GLP-1
TJ
Neuroprotector :
↓ Activación de células gliales y astrocitos
↓ Niveles de 4-hidroxi-2-nonenal
↓ Daño al ADN
- Antioxidante -
Inhibe la formación de fibrillas de β-amiloide
Mantiene la reactividad de la mucosa:
↑ producción de IL-22
Asociado con enfermedad vascular :
↑ Estrés oxidativo
↑ Proliferación de células de músculo liso ↑ Grosor y calcificación de la pared aórtica
Asociado con enfermedad renal crónica :
↑ disfunción renal
- toxina urémica
Riñones
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Este diagrama muestra la biosíntesis de compuestos bioactivos ( indol y ciertos otros derivados) del triptófano por bacterias en el intestino. [16] El indol es producido a partir del triptófano por bacterias que expresan triptofanasa . [16] Clostridium sporogenes metaboliza el triptófano en indol y posteriormente en ácido 3-indolpropiónico (IPA), [17] un antioxidante neuroprotector muy potente que elimina los radicales hidroxilo . [16] [18] [19] El IPA se une al receptor X de pregnano(PXR) en las células intestinales, lo que facilita la homeostasis de la mucosa y la función de barrera . [16] Tras la absorción desde el intestino y la distribución al cerebro, el IPA confiere un efecto neuroprotector contra la isquemia cerebral y la enfermedad de Alzheimer . [16] Las especies de Lactobacillus metabolizan el triptófano en indol-3-aldehído (I3A) que actúa sobre el receptor de aril hidrocarburo (AhR) en las células inmunes intestinales, aumentando a su vez la producción de interleucina-22 (IL-22). [16] El propio indol desencadena la secreción depéptido-1 similar al glucagón (GLP-1) en las células L intestinales y actúa como ligando para AhR. [16] El hígado también puede metabolizar el indol en sulfato de indoxilo , un compuesto que es tóxico en altas concentraciones y que se asocia con enfermedades vasculares y disfunción renal . [16] AST-120 ( carbón activado ), un sorbente intestinal que se toma por vía oral , adsorbe indol, lo que a su vez disminuye la concentración de indoxil sulfato en el plasma sanguíneo. [dieciséis]