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ácido piroglutámico

El ácido piroglutámico (también conocido como PCA , 5-oxoprolina , ácido pidólico ) es un derivado de aminoácido natural ubicuo pero poco estudiado en el que el grupo amino libre del ácido glutámico o glutamina se cicla para formar una lactama . [1] Los nombres de la base conjugada del ácido piroglutámico , el anión , las sales y los ésteres son piroglutamato , 5-oxoprolinato o pidolato.

Formación de ácido piroglutámico a partir de glutamina N -terminal.

Es un metabolito del ciclo del glutatión que la 5-oxoprolinasa convierte en glutamato . El piroglutamato se encuentra en muchas proteínas, incluida la bacteriorrodopsina . El ácido glutámico N -terminal y los residuos de glutamina pueden ciclarse espontáneamente para convertirse en piroglutamato o convertirse enzimáticamente mediante glutaminil ciclasas . [2] Esta es una de varias formas de N -terminales bloqueados que presentan un problema para la secuenciación N -terminal usando la química de Edman , que requiere un grupo amino primario libre no presente en el ácido piroglutámico. La enzima piroglutamato aminopeptidasa puede restaurar un extremo N libre escindiendo el residuo de piroglutamato. [3]

El ácido piroglutámico existe como dos enantiómeros distintos :

Metabolismo

Como se descubrió por primera vez en 1882, el ácido piroglutámico se puede formar calentando ácido glutámico a 180 °C, lo que provoca la pérdida de una molécula de agua. En las células vivas, se deriva del glutatión mediante la acción de una enzima, la γ-glutamil ciclotransferasa . [1] El ácido piroglutámico puede funcionar en el almacenamiento de glutamato y actúa para oponerse a la acción del glutamato, incluso en el cerebro. [1] También actúa sobre el sistema colinérgico del cerebro ; [4] El β-amiloide que contiene ácido piroglutámico aumenta en la enfermedad de Alzheimer ; esto puede ser parte del proceso de la enfermedad. [5] Después de una sobredosis de paracetamol , pueden producirse niveles elevados de ácido piroglutámico en la sangre, que conducen a un exceso en la orina ( 5-oxoprolinuria ) , así como en ciertos errores congénitos del metabolismo , que causan acidosis metabólica con brecha aniónica alta . [ dieciséis]

Usos

La sal de sodio del ácido piroglutámico, conocida como piroglutamato de sodio, PCA de sodio o pidolato de sodio, se usa para productos para la piel y el cabello secos , ya que es un humectante . Tiene baja toxicidad y no irrita la piel, pero su uso en productos está limitado por su alto precio. [7] [8]

El ácido L -piroglutámico se vende en línea como suplemento dietético nootrópico . [9] [10]

El pidolato de magnesio , la sal magnésica del ácido piroglutámico, se encuentra en algunos suplementos minerales . En un estudio preclínico, se revelaron propiedades farmacológicas adicionales del ácido piroglutámico, como la actividad antifosfodiesterasa tipo 5 , la enzima convertidora de angiotensina y la actividad antiureasa . [11]

Referencias

  1. ^ abcd Kumar, Akhilesh; Bachhawat, Anand K. (2012). "Ácido piroglutámico: arrojando luz sobre un metabolito poco estudiado" (PDF) . Ciencia actual . 102 (2): 288–297. JSTOR  24083854.
  2. ^ Chelín, Stephan; Wasternack, Claus; Demuth, Hans-Ulrich (1 de agosto de 2008). "Glutaminil ciclasas de animales y plantas: un caso de evolución de proteínas funcionalmente convergentes". Química Biológica . 389 (8): 983–91. doi :10.1515/BC.2008.111. PMID  18979624. S2CID  24074284.
  3. ^ Podell, David N.; Abraham, George N. (marzo de 1978). "Una técnica para la eliminación del ácido piroglutámico del extremo amino de proteínas utilizando piroglutamato amino peptidasa de hígado de ternera". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 81 (1): 176–185. doi :10.1016/0006-291X(78)91646-7. PMID  26343.
  4. ^ Pepeu, Giancarlo; Spignoli, Giacomo (enero de 1989). "Fármacos nootrópicos y mecanismos colinérgicos cerebrales". Avances en Neuropsicofarmacología y Psiquiatría Biológica . 13 : S77–S88. doi :10.1016/0278-5846(89)90112-7. PMID  2694231. S2CID  11309268.
  5. ^ Jawhar, Sadim; Wirth, Oliver; Bayer, Thomas A. (11 de noviembre de 2011). "Piroglutamato amiloide-β (Aβ): un hacha en la enfermedad de Alzheimer". Revista de Química Biológica . 286 (45): 38825–38832. doi : 10.1074/jbc.R111.288308 . PMC 3234707 . PMID  21965666. 
  6. ^ Liss, DB; Padén, MS; Schwarz, ES; Mullins, ME (11 de octubre de 2013). "¿Cuál es la importancia clínica de la 5-oxoprolina (ácido piroglutámico) en la acidosis metabólica con brecha aniónica alta después de la exposición al paracetamol (acetaminofén)?". Toxicología Clínica . 51 (9): 817–827. doi :10.3109/15563650.2013.844822. PMID  24111553. S2CID  43541851.
  7. ^ "Hydromol® (Alianza)". Formulario nacional británico . Consultado el 5 de diciembre de 2015 .
  8. ^ Jüngermann, Eric; Sonntag, Norman OV (19 de julio de 1991). "Alternativas a la glicerina". En Eric Jüngermann; Norman OV Sonnta (eds.). Glicerina: un ingrediente cosmético clave . Prensa CRC. pag. 424.ISBN​ 978-0-8247-8465-2.
  9. ^ DellaVecchia, Matthew J. (diciembre de 2013). "Estructura química de serelaxina inexacta". Farmacia y Terapéutica . 38 (12): 763. PMC 3875272 . PMID  24391398. 
  10. ^ McDougall, Graham J.; Austin-Wells, Vonnette; Zimmerman, Teena (24 de junio de 2016). "Utilidad de los productos nutracéuticos comercializados para la mejora cognitiva y de la memoria". Revista de Enfermería Holística . 23 (4): 415–433. doi :10.1177/0898010105280097. PMC 2398696 . PMID  16251490. 
  11. ^ Šudomová, Miroslava; Hassan, Sherif TS; Khan, Harún; Rasekhian, Mahsa; Nabavi, Seyed Mohammad (21 de agosto de 2019). "Un estudio multibioquímico e in silico sobre las acciones antienzimáticas del ácido piroglutámico contra PDE-5, ECA y ureasa utilizando diversas técnicas analíticas: propiedades farmacológicas inexploradas y evaluación de citotoxicidad". Biomoléculas . 9 (9): 392. doi : 10.3390/biom9090392 . PMC 6770154 . PMID  31438631.