Tirosina
Aminoácido

Tirosina
Fórmula esquelética del isómero L
Fórmula esquelética de la L -tirosina

L -tirosina a pH fisiológico
Nombres
Nombre IUPAC
( S )-Tirosina
Otros nombres
Ácido L -2-amino-3-(4-hidroxifenil)propanoico
Identificadores
  • 60-18-4 ( Izquierda ) controlarY
Modelo 3D ( JSmol )
EBICh
  • CHEBI:17895 controlarY
Química biológica
  • ChEMBL925 controlarY
Araña química
  • 5833 controlarY
Banco de medicamentos
  • DB00135 controlarY
Tarjeta informativa de la ECHA100.000.419
  • 4791
BARRIL
  • C00082
Identificador de centro de PubChem
  • 6057
UNIVERSIDAD
  • 42HK56048U controlarY
  • DTXSID1023730
  • InChI=1S/C9H11NO3/c10-8(9(12)13)5-6-1-3-7(11)4-2-6/h1-4,8,11H,5,10H2,(H,12,13)/t8-/m0/s1 controlarY
    Clave: OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N controlarY
  • Clave: OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N
  • Clave: OUYCCCASQSFEME-MRVPVSSYSA-N
  • N[C@@H](Cc1ccc(O)cc1)C(O)=O
  • Zwitterión : [NH3+][C@@H](Cc1ccc(O)cc1)C([O-])=O
Propiedades
C9H11NO3​​​​​​
Masa molar181,191  g·mol −1
Aparienciasólido blanco
.0453 g/100 ml
-105,3·10 −6 cm3 / mol
Peligros
NFPA 704 (rombo cortafuegos)
NFPA 704 diamante de cuatro coloresHealth 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineFlammability 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oilInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
1
1
0
Página de datos complementarios
Tirosina (página de datos)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Compuesto químico

La L -tirosina o tirosina (símbolo Tyr o Y ) [2] o 4-hidroxifenilalanina es uno de los 20 aminoácidos estándar que utilizan las células para sintetizar proteínas . Es un aminoácido condicionalmente esencial con un grupo lateral polar . La palabra "tirosina" proviene del griego tyrós , que significa queso , ya que fue descubierta por primera vez en 1846 por el químico alemán Justus von Liebig en la proteína caseína del queso. [3] [4] Se llama tirosilo cuando se hace referencia a un grupo funcional o cadena lateral. Si bien la tirosina generalmente se clasifica como unaminoácido hidrófobo , es más hidrófilo que la fenilalanina . [5] Está codificada por los codones UAC y UAU en el ARN mensajero .

El símbolo de una letra Y se asignó a la tirosina por ser la letra más cercana alfabéticamente de las disponibles. Nótese que T se asignó a la treonina estructuralmente más simple, U se evitó por su similitud con V para valina, W se asignó al triptófano, mientras que X se reservó para aminoácidos indeterminados o atípicos. [6] También se propuso el símbolo mnemotécnico t Y rosina. [7]

Funciones

Además de ser un aminoácido proteinogénico , la tirosina tiene un papel especial en virtud de la funcionalidad fenólica . Su grupo hidroxilo es capaz de formar el enlace éster , en particular con el fosfato. Los grupos fosfato se transfieren a los residuos de tirosina por medio de las proteincinasas . Esta es una de las modificaciones postraduccionales . La tirosina fosforilada se produce en proteínas que forman parte de los procesos de transducción de señales .

Una funcionalidad similar se presenta también en la serina y la treonina , cuyas cadenas laterales tienen un grupo hidroxi, pero son alcoholes . La fosforilación de las fracciones de estos tres aminoácidos (incluida la tirosina) crea una carga negativa en sus extremos, que es mayor que la carga negativa de los únicos ácidos aspártico y glutámico con carga negativa . Las proteínas fosforiladas mantienen estas mismas propiedades, que son útiles para interacciones proteína-proteína más fiables, por medio de la fosfotirosina, la fosfoserina y la fosfotreonina. [8]

Los sitios de unión de una fosfoproteína de señalización pueden ser diversos en su estructura química. [9]

La fosforilación del grupo hidroxilo puede cambiar la actividad de la proteína objetivo o puede formar parte de una cascada de señalización a través de la unión del dominio SH2 . [10]

Un residuo de tirosina también juega un papel importante en la fotosíntesis . En los cloroplastos ( fotosistema II ), actúa como donador de electrones en la reducción de la clorofila oxidada . En este proceso, pierde el átomo de hidrógeno de su grupo OH fenólico. Este radical es posteriormente reducido en el fotosistema II por los cuatro grupos centrales de manganeso . [11]

Requerimientos dietéticos y fuentes

La ingesta dietética de referencia para la tirosina se estima generalmente junto con la fenilalanina . Varía según el método de estimación, sin embargo, se considera que la proporción ideal de estos dos aminoácidos es 60:40 (fenilalanina:tirosina) ya que el cuerpo humano tiene dicha composición. [12] La tirosina, que también se puede sintetizar en el cuerpo a partir de la fenilalanina, se encuentra en muchos productos alimenticios ricos en proteínas , como la carne , el pescado , el queso , el requesón , la leche , el yogur , los cacahuetes , las almendras , las semillas de calabaza , las semillas de sésamo , la proteína de soja y las habas . [13] [14] Por ejemplo, la clara de un huevo tiene unos 250 mg por huevo, [15] mientras que la carne de ternera, cordero, cerdo, atún, salmón, pollo y pavo contienen unos 500-1000 mg por porción de 3 onzas (85 g). [15] [16]

Biosíntesis

Biosíntesis vegetal de tirosina a partir de prefenato .

En las plantas y la mayoría de los microorganismos, la tirosina se produce a través del prefenato , un intermediario en la vía del shikimato . El prefenato se descarboxila oxidativamente con retención del grupo hidroxilo para dar p -hidroxifenilpiruvato, que se transamina utilizando glutamato como fuente de nitrógeno para dar tirosina y α-cetoglutarato .

Los mamíferos sintetizan tirosina a partir del aminoácido esencial fenilalanina (Phe), que se obtiene de los alimentos. La conversión de Phe en Tyr es catalizada por la enzima fenilalanina hidroxilasa , una monooxigenasa. Esta enzima cataliza la reacción provocando la adición de un grupo hidroxilo al extremo del anillo aromático de 6 carbonos de la fenilalanina , de modo que se convierte en tirosina.

Metabolismo

Conversión de fenilalanina y tirosina en sus derivados biológicamente importantes.

Fosforilación y sulfatación

Algunos de los residuos de tirosina pueden ser marcados (en el grupo hidroxilo) con un grupo fosfato ( fosforilados ) por las proteínas quinasas . En su forma fosforilada, la tirosina se llama fosfotirosina . La fosforilación de la tirosina se considera uno de los pasos clave en la transducción de señales y la regulación de la actividad enzimática. La fosfotirosina se puede detectar a través de anticuerpos específicos . Los residuos de tirosina también pueden modificarse mediante la adición de un grupo sulfato, un proceso conocido como sulfatación de tirosina . [17] La ​​sulfatación de tirosina es catalizada por la tirosilproteína sulfotransferasa (TPST). Al igual que los anticuerpos de fosfotirosina mencionados anteriormente, recientemente se han descrito anticuerpos que detectan específicamente la sulfotirosina. [18]

Precursor de neurotransmisores y hormonas.

En las células dopaminérgicas del cerebro , la tirosina se convierte en L-DOPA por acción de la enzima tirosina hidroxilasa (TH). La TH es la enzima limitante de la velocidad de síntesis del neurotransmisor dopamina . La dopamina puede convertirse luego en otras catecolaminas , como la noradrenalina y la epinefrina .

Las hormonas tiroideas triyodotironina (T 3 ) y tiroxina (T 4 ) en el coloide de la tiroides también se derivan de la tirosina.

Vías biosintéticas de catecolaminas y aminas traza en el cerebro humano [19] [20] [21]
La imagen de arriba contiene enlaces en los que se puede hacer clic.
La tirosina es un precursor de los compuestos de aminas traza y las catecolaminas.


Precursor de otros compuestos

Se ha demostrado que el látex de Papaver somniferum , la adormidera, convierte la tirosina en el alcaloide morfina y se ha establecido la vía biosintética de tirosina a morfina utilizando tirosina marcada con radiocarbono 14 para rastrear la ruta sintética in vivo. [22] La tirosina amoniaco liasa (TAL) es una enzima en la vía de biosíntesis de fenoles naturales. Transforma la L-tirosina en ácido p-cumárico . La tirosina también es el precursor del pigmento melanina . La tirosina (o su precursora fenilalanina) es necesaria para sintetizar la estructura de benzoquinona que forma parte de la coenzima Q10 . [23] [24]

Degradación

La descomposición de la tirosina en acetoacetato y fumarato . Para la descomposición son necesarias dos dioxigenasas. Los productos finales pueden entonces entrar en el ciclo del ácido cítrico .

[ cita requerida ]

La descomposición de la L-tirosina (sin. para -hidroxifenilalanina) comienza con una transaminación dependiente de α-cetoglutarato a través de la tirosina transaminasa hasta para -hidroxifenilpiruvato . La descripción posicional para , abreviada p , significa que el grupo hidroxilo y la cadena lateral en el anillo de fenilo están uno frente al otro (ver la ilustración a continuación).

El siguiente paso de oxidación es catalizado por la p -hidroxifenilpiruvato dioxigenasa y la separación del CO2 homogentisato ( 2,5-dihidroxifenil-1-acetato). [25] Para separar el anillo aromático del homogentisato, se requiere otra dioxigenasa, la homogentisato 1,2-dioxigenasa . De este modo, mediante la incorporación de otra molécula de O2 , se crea maleilacetoacetato .

El fumarilacetoacetato es creado por la maleilacetoacetato cis - trans -isomerasa a través de la rotación del grupo carboxilo creado a partir del grupo hidroxilo por oxidación. Esta cis-trans -isomerasa contiene glutatión como coenzima . El fumarilacetoacetato es finalmente dividido por la enzima fumarilacetoacetato hidrolasa a través de la adición de una molécula de agua.

De esta manera se liberan fumarato (también un metabolito del ciclo del ácido cítrico) y acetoacetato (3-cetobutiroato). El acetoacetato es un cuerpo cetónico , que se activa con succinil-CoA, y luego se puede convertir en acetil-CoA , que a su vez puede oxidarse mediante el ciclo del ácido cítrico o usarse para la síntesis de ácidos grasos .

El ácido florético también es un metabolito urinario de la tirosina en ratas. [26]

Orto- y meta-tirosina

Oxidación enzimática de tirosina por fenilalanina hidroxilasa (arriba) y oxidación no enzimática por radicales libres hidroxilo (medio y abajo).

Se conocen tres isómeros estructurales de la L-tirosina. Además del aminoácido común L-tirosina, que es el isómero para ( para -tyr, p -tyr o 4-hidroxifenilalanina), hay dos regioisómeros adicionales, a saber, meta -tirosina (también conocida como 3-hidroxifenilalanina , L- m -tirosina y m -tyr) y orto -tirosina ( o -tyr o 2-hidroxifenilalanina), que se encuentran en la naturaleza. Los isómeros m -tyr y o -tyr, que son raros, surgen a través de la hidroxilación no enzimática de radicales libres de fenilalanina en condiciones de estrés oxidativo . [27] [28]

Uso médico

La tirosina es un precursor de los neurotransmisores y aumenta los niveles plasmáticos de neurotransmisores (en particular la dopamina y la noradrenalina), [29] pero tiene poco o ningún efecto sobre el estado de ánimo en sujetos normales. [30] [31] [32]

Una revisión sistemática de 2015 encontró que "la carga de tirosina contrarresta agudamente las disminuciones en la memoria de trabajo y el procesamiento de la información que son inducidas por condiciones situacionales exigentes, como el clima extremo o la carga cognitiva " y, por lo tanto, "la tirosina puede beneficiar a individuos sanos expuestos a condiciones situacionales exigentes". [33]

Síntesis industrial

La L-tirosina se utiliza en productos farmacéuticos , suplementos dietéticos y aditivos alimentarios . Anteriormente se utilizaban dos métodos para fabricar L-tirosina. El primero implica la extracción del aminoácido deseado de hidrolizados de proteínas mediante un enfoque químico. El segundo utiliza la síntesis enzimática a partir de fenólicos, piruvato y amoníaco mediante el uso de tirosina fenol-liasa . [34] Los avances en ingeniería genética y el advenimiento de la fermentación industrial han cambiado la síntesis de L-tirosina al uso de cepas modificadas de E. coli . [35] [34]

Véase también

Referencias

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