Tirosina
| Tirosina | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| acido 2(S)-ammino-3-(4-idrossifenil)propanoico | |
| Abbreviazioni | |
| Y TYR | |
| Nomi alternativi | |
| L-tirosina
3-(4-idrossifenil)-L-alanina | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C9H11NO3 |
| Massa molecolare (u) | 181,19 |
| Aspetto | solido cristallino incolore |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 200-460-4 |
| PubChem | 6057 |
| DrugBank | DB00135 |
| SMILES | C1=CC(=CC=C1CC(C(=O)O)N)O |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Costante di dissociazione acida a 293 K | pK1: 2,20 pK2: 9,21 |
| Punto isoelettrico | 5,64 |
| Solubilità in acqua | 0,38 g/l a 293 K |
| Temperatura di fusione | 342 °C (615 K) con decomposizione |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | -685,1 |
| S0m(J·K−1mol−1) | 214,0 |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 216,4 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
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| attenzione | |
| Frasi H | 315 - 319 - 335 |
| Consigli P | 261 - 305+351+338 [1] |
La tirosina è un amminoacido polare, la sua molecola è chirale.
L'enantiomero L è uno dei 20 amminoacidi ordinari, il suo gruppo laterale è un p-idrossibenzile. Negli esseri umani non è essenziale, l'organismo umano è in grado di sintetizzarla.
La tirosina è biologicamente importante in quanto precursore di vari ormoni, quali la tiroxina (un ormone tiroideo) e le catecolammine (dopamina, noradrenalina e adrenalina), e della melanina.
La tirosina deve il suo nome al vocabolo greco tyros, formaggio[2].
Biosintesi
Nelle piante e nella maggior parte dei microrganismi, la tirosina è prodotta tramite il prefenato, intermedio della via dell'acido scichimico. Il prefenato è sottoposto a decarbossilazione ossidativa NAD-dipendente con ritensione dell'idrossile, dando luogo al p-idrossifenilpiruvato, successivamente sottoposto ad una reazione di transaminazione dove il glutammato è il donatore del gruppo amminico.
I mammiferi sintetizzano la tirosina dall'aminoacido essenziale fenilalanina (phe), introdotto tramite l'alimentazione. La conversione della fenilalanina in tirosina è catalizzata dall'enzima fenilalanina idrossilasi, un'ossigenasi a funzione mista che utilizza un cofattore pterinico, la tetraidrobiopterina. Questo enzima catalizza la reazione di conversione aggiungendo un gruppo ossidrile sull'atomo di carbonio in posizione 6 dell'anello aromatico della fenilalanina.
Metabolismo
Fosforilazione e solfatazione
Alcuni residui di tirosina possono essere marcati con un gruppo fosforico (fosforilato) da proteine chinasi. La fosforilazione della tirosina può essere considerata come un passaggio chiave nella trasduzione del segnale e nella regolazione dell'attività enzimatica. La fosfotirosina può essere rilevata tramite specifici anticorpi. I residui di tirosina possono essere inoltre modificati tramite l'aggiunta di un gruppo solfato in una reazione nota come solfatazione della tirosina.[3] Come nel caso della fosfotirosina, anche la solfotirosina può essere individuata tramite specifici anticorpi.
Tirosina come precursore di ormoni
Nella ghiandola surrenale, la tirosina è convertita in levodopa dall'enzima tirosina idrossilasi (TH). La TH è implicata anche nella sintesi della dopamina, della norepinefrina (noradrenalina) e dell'epinefrina.
Gli ormoni tiroidei triiodotironina (T3) e tiroxina (T4) nella tiroide derivano dalla tirosina grazie all'azione dell'enzima tiroglobulina. Due residui di tirosina iodinata della stessa catena polipeptidica reagiscono a dare un residuo di T3 o T4, che viene rilasciato mediante proteolisi. La iodurazione dell'anello della tirosina può essere ostacolata da una carenza di iodio causando un patologico ingrossamento della ghiandola tiroide detto gozzo.
Tirosina come precursori di alcaloidi
Nel Papaver somniferum, il papavero officinale, la tirosina è usata per produrre l'alcaloide morfina.
Tirosina come precursore di pigmenti
La sintesi delle melanine dalla tirosina ha luogo nelle cellule che producono pigmenti, i melanociti. Nel primo passaggio della reazione, che converte l'aminoacido nel 2,3-diidrossifenilalanina o dopa, è coinvolta una perossidasi. L'enzima tirosinasi è coinvolto nel passaggio successivo della via biosintetica che produce dopachinone. In una prima ramificazione della via, il dopachinone viene convertito in melanine nere polimeriche, mentre la reazione con la cisteina forma una serie di polimeri simili tra loro detti melanine rosse polimeriche.
La mancanza dell'enzima tirosinasi non permette la sintesi di melanina, dando così l'albinismo. Gli albini sono caratterizzati una deficienza di pigmentazione della pelle, della coroide, dei peli e dei capelli e da una maggior sensibilità alla luce solare.
Catabolismo
La via degradativa della tirosina comporta in prima istanza la sua transaminazione ad opera di una tirosina aminotransferasi. Sul prodotto, il p-idrossifenilpiruvato, agisce la p-idrossifenilpiruvato diossigenasi, un enzima che catalizza la decarbossilazione e il seguente spostamento della catena laterale utilizzando come cofattore l'ascorbato. Il prodotto di questa prima serie di reazioni è un composto detto omogentisato o acido omogentisico. Quest'ultimo viene ossidato da un enzima contenente ferro, l'acido omogentisico diossigenasi. Il maleilacetato isomerizza a fumarilacetoacetato che a sua volta si scinde in fumarato e acetoacetato.
Orto- e meta-tirosina
Sono noti tre isomeri della tirosina. Oltre al comune aminoacido L-tirosina che corrisponde all'isomero para (para-tyr, p-tyr o 4-idrossifenilalanina) vi sono altri due isomeri definiti meta-tirosina (m-tyr o 3-idrossifenilalanina o L-m-tirosina) e orto-tirosina (o-tyr o 2-idrossifenilalanina). Gli isomeri rari m-tyr e o-tyr hanno origine da una idrossilazione non enzimatica della fenilalanina ad opera del radicale ossidrilico in condizioni di stress ossidativo.[4][5]
m-Tirosina e i suoi analoghi (rari in natura) presentano una possibile applicazione nel Parkinson, Alzheimer e artrite.[6]
Uso medico
La tirosina rappresenta un fondamentale substrato per la sintesi di neurotrasmettitori e aumenta i livelli ematici degli stessi (in particolar modo dopamina e norepinefrina [7] con piccoli effetti sull'umore. [8][9][10] L'effetto sull'umore è maggiormente osservabili in pazienti con condizioni di stress.
Una grande quantità di studi indicano l'utilità dell'assunzione di tirosina in condizioni di stress, freddo, affaticamento, [11] lavoro prolungato e insonnia, [12][13] con riduzione dei livelli ormonali in condizione di stress, [14] di stress indotto in seguito a perdita di peso, [11] aumento delle performance intellettuali e fisiche. [9][15][16]
La tirosina non mostra effetti significativi in condizioni normali.[17][18][19] Il dosaggio giornaliero di tirosina si aggira attorno ai 500-1500 mg al giorno. Non è consigliabile eccedere i 12000 mg (12 g) al giorno. Alte dosi possono abbassare i livelli di dopamina[17] e l'assorbimento di altri aminoacidi e di L-dopa.
Note
- ^ Sigma Aldrich; rev. del 23.12.2010
- ^ Douglas Harper, Tyrosine, in Online Etymology Dictionary, 2001. URL consultato il 31 gennaio 2011.
- ^ (EN) Hoffhines AJ, Damoc E, Bridges KG, Leary JA, Moore KL, Detection and purification of tyrosine-sulfated proteins using a novel anti-sulfotyrosine monoclonal antibody, in J. Biol. Chem., vol. 281, n. 49, 2006, pp. 37877–87, DOI:10.1074/jbc.M609398200, PMID 17046811.
- ^ (EN) 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, in Kidney Int., vol. 68, n. 5, 2005, pp. 2281–7, DOI:10.1111/j.1523-1755.2005.00687.x, PMID 16221230.
- ^ (EN) Molnár GA, Nemes V, Biró Z, Ludány A, Wagner Z, Wittmann I, Accumulation of the hydroxyl free radical markers meta-, ortho-tyrosine and DOPA in cataractous lenses is accompanied by a lower protein and phenylalanine content of the water-soluble phase, in Free Radic. Res., vol. 39, n. 12, 2005, pp. 1359–66, DOI:10.1080/10715760500307107, PMID 16298866.
- ^ (EN) Optimized Synthesis of L-m-Tyrosine Suitable for Chemical Scale-Up Cara E. Humphrey, Markus Furegati, Kurt Laumen, Luigi La Vecchia, Thomas Leutert, J. Constanze D. Müller-Hartwieg, and Markus Vögtle Organic Process Research & Development 2007, 11, 1069–1075 DOI: 10.1021/op700093y
- ^ (EN) Rasmussen DD, Ishizuka B, Quigley ME, Yen SS, Effects of tyrosine and tryptophan ingestion on plasma catecholamine and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid concentrations, in J. Clin. Endocrinol. Metab., vol. 57, n. 4, 1983, pp. 760–3, PMID 6885965.
- ^ (EN) Leathwood PD, Pollet P, Diet-induced mood changes in normal populations, in Journal of psychiatric research, vol. 17, n. 2, 1982, pp. 147–54, PMID 6764931.
- ^ a b (EN) Deijen JB, Orlebeke JF, Effect of tyrosine on cognitive function and blood pressure under stress, in Brain Res. Bull., vol. 33, n. 3, 1994, pp. 319–23, DOI:10.1016/0361-9230(94)90200-3, PMID 8293316.
- ^ (EN) Lieberman HR, Corkin S, Spring BJ, Wurtman RJ, Growdon JH, The effects of dietary neurotransmitter precursors on human behavior., in Am J Clin Nutr., vol. 42, n. 2, 1985, pp. 366–370, PMID 4025206.
- ^ a b (EN) Hao S, Avraham Y, Bonne O, Berry EM, Separation-induced body weight loss, impairment in alternation behavior, and autonomic tone: effects of tyrosine, in Pharmacol. Biochem. Behav., vol. 68, n. 2, 2001, pp. 273–81, DOI:10.1016/S0091-3057(00)00448-2, PMID 11267632. Errore nelle note: Tag
<ref>non valido; il nome "pmid11267632" è stato definito più volte con contenuti diversi - ^ (EN) Magill RA, Waters WF, Bray GA, Volaufova J, Smith SR, Lieberman HR, McNevin N, Ryan DH, Effects of tyrosine, phentermine, caffeine D-amphetamine, and placebo on cognitive and motor performance deficits during sleep deprivation, in Nutritional Neuroscience, vol. 6, n. 4, 2003, pp. 237–46, PMID 12887140.
- ^ (EN) Neri DF, Wiegmann D, Stanny RR, Shappell SA, McCardie A, McKay DL, The effects of tyrosine on cognitive performance during extended wakefulness, in Aviation, space, and environmental medicine, vol. 66, n. 4, 1995, pp. 313–9, PMID 7794222.
- ^ Reinstein DK, Lehnert H, Wurtman RJ, Dietary tyrosine suppresses the rise in plasma corticosterone following acute stress in rats, in Life Sci., vol. 37, n. 23, 1985, pp. 2157–63, DOI:10.1016/0024-3205(85)90566-1, PMID 4068899.
- ^ (EN) Deijen JB, Wientjes CJ, Vullinghs HF, Cloin PA, Langefeld JJ, Tyrosine improves cognitive performance and reduces blood pressure in cadets after one week of a combat training course, in Brain Res. Bull., vol. 48, n. 2, 1999, pp. 203–9, DOI:10.1016/S0361-9230(98)00163-4, PMID 10230711.
- ^ (EN) Mahoney CR, Castellani J, Kramer FM, Young A, Lieberman HR, Tyrosine supplementation mitigates working memory decrements during cold exposure, in Physiology and Behavior, IN PRESS, 2007, p. 575, DOI:10.1016/j.physbeh.2007.05.003, PMID 17585971.
- ^ a b (EN) Chinevere TD, Sawyer RD, Creer AR, Conlee RK, Parcell AC, Effects of L-tyrosine and carbohydrate ingestion on endurance exercise performance, in J. Appl. Physiol., vol. 93, n. 5, 2002, pp. 1590–7, DOI:10.1152/japplphysiol.00625.2001 (inattivo 2008-06-25), PMID 12381742.
- ^ (EN) Strüder HK, Hollmann W, Platen P, Donike M, Gotzmann A, Weber K, Influence of paroxetine, branched-chain amino acids and tyrosine on neuroendocrine system responses and fatigue in humans, in Horm. Metab. Res., vol. 30, n. 4, 1998, pp. 188–94, PMID 9623632.
- ^ (EN) Thomas JR, Lockwood PA, Singh A, Deuster PA, Tyrosine improves working memory in a multitasking environment, in Pharmacol. Biochem. Behav., vol. 64, n. 3, 1999, pp. 495–500, DOI:10.1016/S0091-3057(99)00094-5, PMID 10548261.
