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Treonina

La treonina (símbolo Thr o T ) [2] es un aminoácido que se utiliza en la biosíntesis de proteínas . Contiene un grupo α-amino (que se encuentra en el −NH protonado)+
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La treonina es un aminoácido que contiene un grupo carboxilo (que está en la forma desprotonada −COO cuando se disuelve en agua) y una cadena lateral que contiene un grupo hidroxilo , lo que lo convierte en un aminoácido polar sin carga. Es esencial en los seres humanos, lo que significa que el cuerpo no puede sintetizarlo: debe obtenerse de la dieta. La treonina se sintetiza a partir del aspartato en bacterias como E. coli . [3] Está codificada por todos los codones que comienzan con AC (ACU, ACC, ACA y ACG).

Las cadenas laterales de treonina a menudo están unidas por enlaces de hidrógeno; los pequeños motivos más comunes que se forman se basan en interacciones con serina : giros ST , motivos ST (a menudo al comienzo de las hélices alfa ) y grapas ST (generalmente en la mitad de las hélices alfa).

Modificaciones

El residuo de treonina es susceptible a numerosas modificaciones postraduccionales . La cadena lateral de hidroxilo puede sufrir glicosilación O -ligada . Además, los residuos de treonina sufren fosforilación a través de la acción de una treonina quinasa . En su forma fosforilada, se puede denominar fosfotreonina. La fosfotreonina tiene tres sitios de coordinación potenciales (grupo carboxilo, amina y fosfato) y la determinación del modo de coordinación entre los ligandos fosforilados y los iones metálicos que se producen en un organismo es importante para explicar la función de la fosfotreonina en los procesos biológicos. [4]

Historia

La treonina fue el último de los 20 aminoácidos proteinogénicos comunes que se descubrió. Fue descubierta en 1935 por William Cumming Rose , [5] en colaboración con Curtis Meyer. El aminoácido recibió el nombre de treonina porque su estructura era similar a la del ácido treónico , un monosacárido de cuatro carbonos con fórmula molecular C 4 H 8 O 5 [6].

Estereoisómeros

La treonina es uno de los dos aminoácidos proteinogénicos con dos centros estereogénicos , el otro es la isoleucina . La treonina puede existir en cuatro posibles estereoisómeros con las siguientes configuraciones: (2 S ,3 R ), (2 R ,3 S ), (2 S ,3 S ) y (2 R ,3 R ). Sin embargo, el nombre L -treonina se utiliza para un solo estereoisómero , el ácido (2 S ,3 R )-2-amino-3-hidroxibutanoico. El estereoisómero (2 S ,3 S ), que rara vez está presente en la naturaleza, se llama L - alotreonina . [7]

Biosíntesis

Como aminoácido esencial, la treonina no se sintetiza en los seres humanos y debe estar presente en las proteínas de la dieta. Los seres humanos adultos requieren unos 20 mg/kg de peso corporal/día. [8] En las plantas y los microorganismos, la treonina se sintetiza a partir del ácido aspártico a través del α-aspartil-semialdehído y la homoserina . La homoserina sufre una O -fosforilación; este éster de fosfato sufre una hidrólisis concomitante con la reubicación del grupo OH. [9] Las enzimas implicadas en una biosíntesis típica de treonina incluyen:

  1. aspartoquinasa
  2. β-aspartato semialdehído deshidrogenasa
  3. homoserina deshidrogenasa
  4. homoserina quinasa
  5. treonina sintasa
Biosíntesis de treonina

Metabolismo

La treonina se metaboliza de al menos tres maneras:

Enfermedades metabólicas

La degradación de la treonina se ve afectada en las siguientes enfermedades metabólicas :

Investigación sobre la treonina como suplemento dietético en animales

Se han investigado los efectos de la suplementación dietética con treonina en pollos de engorde. [17]

La treonina, un aminoácido esencial, interviene en el metabolismo de las grasas, la creación de proteínas, la proliferación y diferenciación de células madre embrionarias y la salud y el funcionamiento de los intestinos. La salud y la enfermedad de los animales están estrechamente relacionadas con la necesidad y el metabolismo de la treonina. La inflamación intestinal y los trastornos del metabolismo energético en los animales pueden aliviarse con cantidades adecuadas de treonina en la dieta. Sin embargo, dado que estos efectos se relacionan con el control del metabolismo nutricional, se requieren más investigaciones para confirmar los resultados en varios modelos animales. Además, se necesitan más investigaciones para comprender cómo la treonina controla el equilibrio dinámico de la función de la barrera intestinal, la respuesta inmunológica y la flora intestinal. [18]

Fuentes

Los alimentos ricos en treonina incluyen el requesón , las aves , el pescado , la carne , las lentejas , el frijol negro [19] y las semillas de sésamo . [20]

La treonina racémica se puede preparar a partir de ácido crotónico mediante funcionalización alfa utilizando acetato de mercurio (II) . [21]

Referencias

  1. ^ Dawson, RMC, et al., Datos para la investigación bioquímica , Oxford, Clarendon Press, 1959.
  2. ^ "Nomenclatura y simbolismo de aminoácidos y péptidos". Comisión Conjunta IUPAC-IUB sobre Nomenclatura Bioquímica. 1983. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2008. Consultado el 5 de marzo de 2018 .
  3. ^ Raïs, Badr; Chassagnole, Christophe; Lettelier, Thierry; Fell, David; Mazat, Jean-Pierre (2001). "Síntesis de treonina a partir de aspartato en extractos libres de células de Escherichia coli: dinámica de la vía". Biochem J . 356 (Pt 2): 425–32. doi :10.1042/bj3560425. PMC 1221853 . PMID  11368769. 
  4. ^ Jastrzab, Renata (2013). "Estudios de nuevos complejos de fosfotreonina formados en sistemas binarios y ternarios que incluyen aminas biógenas y cobre(II)". Journal of Coordination Chemistry . 66 (1): 98–113. doi :10.1080/00958972.2012.746678
  5. ^ Diccionario de científicos. Daintith, John., Gjertsen, Derek. Oxford: Oxford University Press. 1999. pág. 459. ISBN 9780192800862.OCLC 44963215  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )
  6. ^ Meyer, Curtis (20 de julio de 1936). "La configuración espacial del ácido alfa-amino-beta-hidroxi-n-butírico" (PDF) . Journal of Biological Chemistry . 115 (3): 721–729. doi : 10.1016/S0021-9258(18)74711-X .
  7. ^ "Nomenclatura y simbolismo de aminoácidos y péptidos (Recomendaciones 1983)". Química Pura y Aplicada . 56 (5): 601, 603, 608. 1 de enero de 1984. doi : 10.1351/pac198456050595 .
  8. ^ Instituto de Medicina (2002). "Proteínas y aminoácidos". Ingestas dietéticas de referencia para energía, carbohidratos, fibra, grasas, ácidos grasos, colesterol, proteínas y aminoácidos . Washington, DC: The National Academies Press. págs. 589–768. doi :10.17226/10490. ISBN. 978-0-309-08525-0.
  9. ^ Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2000). Principios de bioquímica (3.ª ed.). Nueva York: W. H. Freeman. ISBN 1-57259-153-6..
  10. ^ Stipanuk, Martha H.; Caudill, Marie A. (2013). Aspectos bioquímicos, fisiológicos y moleculares de la nutrición humana – Libro electrónico. Elsevier Health Sciences. ISBN 9780323266956.
  11. ^ Bhardwaj, Uma; Bhardwaj, Ravindra. Bioquímica para enfermeras. Pearson Education India. ISBN 9788131795286.
  12. ^ Fang, H; Kang, J; Zhang, D (30 de enero de 2017). "Producción microbiana de vitamina B12: una revisión y perspectivas futuras". Microbial Cell Factories . 16 (1): 15. doi : 10.1186/s12934-017-0631-y . PMC 5282855 . PMID  28137297. 
  13. ^ Adeva-Andany, M; Souto-Adeva, G; Ameneiros-Rodríguez, E; Fernández-Fernández, C; Donapetry-García, C; Domínguez-Montero, A (enero 2018). "Resistencia a la insulina y metabolismo de la glicina en humanos". Aminoácidos . 50 (1): 11–27. doi :10.1007/s00726-017-2508-0. PMID  29094215. S2CID  3708658.
  14. ^ Dalangin, R; Kim, A; Campbell, RE (27 de agosto de 2020). "El papel de los aminoácidos en la neurotransmisión y herramientas fluorescentes para su detección". Revista internacional de ciencias moleculares . 21 (17): 6197. doi : 10.3390/ijms21176197 . PMC 7503967 . PMID  32867295. 
  15. ^ ab Manoli, Irini; Sloan, Jennifer L.; Venditti, Charles P. (1993), Adam, Margaret P.; Feldman, Jerry; Mirzaa, Ghayda M.; Pagon, Roberta A. (eds.), "Acidemia metilmalónica aislada", GeneReviews® , Seattle (WA): Universidad de Washington, Seattle, PMID  20301409 , consultado el 9 de marzo de 2024
  16. ^ Shchelochkov, Oleg A.; Carrillo, Nuria; Venditti, Charles (1993), Adam, Margaret P.; Feldman, Jerry; Mirzaa, Ghayda M.; Pagon, Roberta A. (eds.), "Propionic Acidemia", GeneReviews® , Seattle (WA): Universidad de Washington, Seattle, PMID  22593918 , consultado el 9 de marzo de 2024
  17. ^ Qaisrani, Shafqat Nawaz; Ahmed, Ibrar; Azam, Fahim; Bibi, Fehmida; Saima; Pasha, Talat Naseer; Azam, Farooq (1 de julio de 2018). "Treonina en dietas para pollos de engorde: una revisión actualizada". Anales de ciencia animal . 18 (3): 659–674. doi : 10.2478/aoas-2018-0020 . ISSN  2300-8733.
  18. ^ Tang, Qi; Peng, Tan; Ning, Ma; Xi, Ma (28 de julio de 2021). "Funciones fisiológicas de la treonina en animales: más allá del metabolismo nutricional". Nutrients . 13 (8): 2592. doi : 10.3390/nu13082592 . PMC 8399342 . PMID  34444752. 
  19. ^ "Error". ndb.nal.usda.gov . Archivado desde el original el 16 de noviembre de 2018 . Consultado el 29 de mayo de 2013 .
  20. ^ "Datos nutricionales de SELF: datos sobre alimentos, información y calculadora de calorías". nutritiondata.self.com . Consultado el 27 de marzo de 2018 .
  21. ^ Carter, Herbert E .; West, Harold D. (1940). "dl-Treonina". Síntesis orgánicas . 20 : 101; Volúmenes recopilados , vol. 3, pág. 813..

Enlaces externos