Triptófano

triptófano
nombre de la IUPAC
L-triptófano
abreviaturas
W
Trp
Nombres alternativos
ácido 2S -amino -3-(indol-3-il) propanoico;

3- (3-indolil) -L-alanina

Características generales
Fórmula molecular o crudaC 11 H 12 N 2 O 2
Masa molecular ( u )204.23
Aparienciasólido cristalino de color blanco a amarillo verdoso
número CAS73-22-3
Número EINECS200-795-6
PubChem6305
Banco de medicamentosDB00150
SONRISASC1=CC=C2C(=C1)C(=CN2)CC(C(=O)O)N
Propiedades fisicoquímicas
Constante de disociación ácida a 293 K.pK 1 : 2,46

pK2 : 9,41

Punto isoeléctrico5.89
Solubilidad en agua10 g/l a 293 K
Temperatura de fusión290°C (563 K) con descomposición
Propiedades termoquímicas
Δ f H 0 (kJ mol −1 )−415,3
S 0 m (JK −1 mol −1 )251
C 0 p, m (J K ​​​​−1 mol −1 )238.1
Información de seguridad
Frases H---
Frases S-

El triptófano es un pequeño aminoácido polar , su grupo lateral es un indolilo . Forma la base del grupo de compuestos de la triptamina . Es una molécula quiral . El enantiómero L es uno de los 20 aminoácidos ordinarios.

Dado que el cuerpo humano es incapaz de sintetizarlo, debe obtenerse de los alimentos y, por lo tanto, se clasifica entre los aminoácidos esenciales . [1] Además de participar en la constitución de las proteínas del organismo , interviene en numerosas reacciones químicas, en particular en la síntesis de la serotonina y del ácido nicotínico .

Al igual que otros aminoácidos, el triptófano se encuentra en forma zwitteriónica al pH fisiológico en el que se protona el grupo amino (–NH 3 + ; pK a = 9,41) y se desprotona el grupo carboxilo (–COO - ; pK a = 2, 46). [2] El triptófano también tiene fuertes propiedades de fluorescencia, con una absorción máxima a 280 nm y un pico de emisión solvatecrómica que puede caer desde alrededor de 300 a 350 nm dependiendo de la polaridad de su entorno. [3]

Historia

El aislamiento del triptófano se produjo por primera vez en 1901, por Frederick Hopkins, [4] mediante la hidrólisis de la caseína . A partir de 600 gramos de caseína bruta se obtuvieron 4-8 gramos de triptófano. [5]

En 1912 , Felix Ehrlich demostró que la levadura ataca los aminoácidos esenciales naturales liberando dióxido de carbono y reemplazando el grupo amino con un hidroxilo . Con esta reacción se obtiene triptófano a partir de triptófano. [6]

Biosíntesis y producción industrial

Las plantas y los microorganismos generalmente sintetizan triptófano a partir del ácido shikímico o del ácido antranílico . Este se condensa con pirofosfato de fosforribosil (PRPP), generando pirofosfato como subproducto. Tras la apertura del anillo de la fracción ribosa y tras la descarboxilación reductora , se genera indol -gliceraldehído-3-fosfato , que a su vez se transforma en indol . En el último paso, la enzima triptófano sintasa cataliza la formación de triptófano a partir de los aminoácidos serina e indol. [7]

La producción industrial de triptófano también es biosintética y se basa en la fermentación de serina e indol utilizando bacterias como Bacillus subtilis , Corynebacterium glutamicum , E. Coli y B acillus amyloliquefaciens . Estas cepas tienen mutaciones que impiden la recapitación de aminoácidos aromáticos. La conversión es catalizada por la enzima triptófano sintasa . [8] [9] [10]

Metabolismo

El triptófano es un precursor bioquímico de los siguientes compuestos:

El metabolito intermedio entre el triptófano y la serotonina es el 5-hidroxitriptófano (5-HTP).

Su metabolismo se integra en procesos de gran importancia bioquímica y fisiológica. En algunos tejidos se descarboxila a triptamina o se hidroxila y luego se descarboxila con la formación de 5-hidroxitriptamina o serotonina . En el organismo , el triptófano también se metaboliza abriendo el anillo de indol con la formación de formilquinurenina y quinurenina . Este proceso representa la etapa inicial en la biosíntesis del ácido nicotínico y la nicotinamida, vitaminas del complejo B.

El triptófano afecta la síntesis de serotonina en el cerebro cuando se toma en forma purificada y luego se usa para cambiar los niveles de serotonina para la investigación. [16] Los niveles bajos de serotonina en el cerebro son inducidos por la administración de proteínas bajas en triptófano. [17] Los estudios realizados con esta metodología evaluaron el efecto de la serotonina en el estado de ánimo y el comportamiento social, encontrando que la serotonina redujo los comportamientos agresivos en los sujetos estudiados. [18]

En nutrición

El triptófano se encuentra en abundancia en el chocolate , la avena , los plátanos , los dátiles , los cacahuetes , la leche , los productos lácteos y el hinojo . [19]

Triptófano contenido en varios alimentos [19]
Alimento Triptófano [g/100 g de alimento] Proteína
[g/100 g de alimento] 		Triptófano / Proteína [%]
clara de huevo, deshidratada 1.00 81.10 1.23
Espirulina, deshidratada 0,93 57.47 1.62
Bacalao del atlántico, seco 0.70 62.82 1.11
habas de soja 0.59 36.49 1.62
parmesano 0.56 37.90 1.47
caribú 0.46 29.77 1.55
semillas de sésamo 0.37 17.00 2.17
Queso cheddar 0.32 24.90 1.29
Semillas de girasol 0.30 17.20 1.74
Chuleta de cerdo) 0.25 19.27 1.27
Pavo 0.24 21.89 1.11
Pollo 0.24 20.85 1.14
Carne de res 0.23 20.13 1.12
Salmón 0.22 19.84 1.12
Cordero 0.21 18.33 1.17
Perca 0.21 18.62 1.12
Huevo entero 0.17 12.58 1.33
harina de trigo 0.13 10.33 1.23
Chocolate negro 0.13 12.9 1.23
Leche 0.08 3.22 2.34
Arroz 0.08 7.13 1.16
Avena (cocida) 0.04 2.54 1.16
Papa 0.02 2.14 0.84
Banana 0.01 1.03 0.87

Usos

Durante algún tiempo, el triptófano se distribuyó inicialmente en el mercado como un simple suplemento dietético . Entonces, para muchas personas ha demostrado ser un remedio eficaz y seguro para promover el sueño , dada su capacidad inherente para elevar el nivel de serotonina en el cerebro humano , una sustancia con acción calmante si se presenta en dosis moderadas, y de melatonina , un pseudohormona producida por la glándula pineal en respuesta a la oscuridad o poca luz , que le permite modular los ritmos de sueño y vigilia. Numerosas investigaciones clínicas han confirmado científicamente la utilidad del triptófano como somnífero natural y como fármaco contra todas las dolencias relacionadas con las personas con niveles bajos de serotonina. En particular, el triptófano se ha mostrado como un antidepresivo prometedor , tanto solo como en sinergia con otros fármacos antidepresivos. Sin embargo, existe evidencia de que el nivel de triptófano en la sangre no se altera fácilmente por un cambio en la dieta, [20] [21] y el consumo de triptófano puro aumenta los niveles de serotonina en el cerebro a diferencia del triptófano que se ingiere con los alimentos. [16] Otras posibles indicaciones parecen ser el alivio del dolor crónico y el tratamiento de conductas violentas, maníacas, compulsivas y obsesivas relacionadas con las neurosis . [22]

En 1989 , un misterioso brote en EE . UU . de casos incapacitantes (ya veces fatales) de una enfermedad autoinmune llamada síndrome eosinofílico-miálgico se atribuyó a un lote de triptófano sintetizado incorrectamente. El cultivo bacteriano utilizado por la empresa farmacéutica japonesa Showa Denko fue modificado genéticamente para aumentar la producción de triptófano; Desafortunadamente, un subproducto de la transformación resultó ser, según un estudio de Science , un aminoácido tóxico, un derivado no natural del L-triptófano, que contaminó el producto terminado. [23]

Independientemente de las causas de la toxicidad, el triptófano, como suplemento dietético, se retiró del mercado en los Estados Unidos y otros países poco después.

El triptófano permanece en el mercado como un medicamento que algunos psiquiatras continúan recetando, especialmente a pacientes que no responden a otros medicamentos antidepresivos, y aún es objeto de varios ensayos clínicos.

En Europa todavía está en el mercado en dosis bajas también como complemento alimenticio.

Según investigadores de los Institutos Nacionales de Salud de Baltimore , en un modelo animal, después de altas dosis de MDMA , se agota alrededor del 80% de las terminaciones nerviosas involucradas en la transmisión serotoninérgica . El pretratamiento con L-triptófano puede ser útil para reducir el grado de depleción de serotonina inducida por MDMA, lo que sugiere la utilidad clínica de este enfoque en personas abstinentes de MDMA. [24] .

Efectos secundarios

Los posibles efectos secundarios de tomar triptófano como medicamento o suplemento dietético incluyen náuseas , diarrea , fatiga, dolor de cabeza , xerostomía y euforia . [25] [26]

Interacciones

El triptófano, cuando se toma como suplemento dietético en combinación con antidepresivos de la clase IMAO o ISRS , puede causar el síndrome serotoninérgico . [26] La ingesta de triptófano no se ha estudiado a fondo en el entorno clínico y, en consecuencia, las posibles interacciones con otros medicamentos no se conocen bien. [27]

Notas

  1. ^ Copia archivada , en healthnews.com . Consultado el 21 de abril de 2010 (archivado desde el original el 17 de diciembre de 2009) .
  2. ^ Pubchem , triptófano , en pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 14 de noviembre de 2018 .
  3. ^ Intrinsic Fluorescence of Proteins and Peptides , en web.archive.org , 16 de mayo de 2010. Consultado el 11 de diciembre de 2018 (archivado desde el original el 16 de mayo de 2010 ) .
  4. ^ F. Gowland Hopkins y Sydney W. Cole, Una contribución a la química de los proteidos , en The Journal of Physiology , vol. 27, núm. 4-5, 23 de diciembre de 1901, págs. 418-428, DOI : 10.1113/jfisiol.1901.sp000880 . Consultado el 16 de noviembre de 2018 (Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2018) .
  5. ^ Http://orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV2P0612 , en orgsyn.org . _ _ Consultado el 16 de noviembre de 2018 (Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2018) .
  6. ^ Richard W. Jackson, Una síntesis de triptophol , en Journal of Biological Chemistry , vol. 88, 1930, pág. 659-662.
  7. ^ triptófano - Sapere.it
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  9. ^ Producción biológica de productos químicos, materiales y combustibles : Corynebacterium glutamicum como fábrica de células versátiles , en Current Opinion in Biotechnology , vol. 23, núm. 4, 1 de agosto de 2012, págs. 631–640, DOI : 10.1016/j.copbio.2011.11.012 . Consultado el 16 de noviembre de 2018 .
  10. ^ Ingeniería de la organización espacial de las enzimas metabólicas: imitación de la sinergia de la naturaleza , en Current Opinion in Biotechnology , vol. 19, núm. 5, 1 de octubre de 2008, págs. 492–499, DOI : 10.1016/j.copbio.2008.07.006 . Consultado el 16 de noviembre de 2018 .
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