Tryptofan

Tryptofan (zkráceně Trp nebo W) je jednou z 20 standardních aminokyselin, stejně jako esenciální aminokyselina v lidské stravě. Je zakódován v genetickém kódu jako kodon UGG. Ve strukturních nebo enzymatických proteinech se používá pouze L-stereoizomer tryptofanu, ale D-stereoizomer se příležitostně nachází v přirozeně produkovaných peptidech (například v mořském jedu peptid contryphan). Rozlišující strukturní charakteristika tryptofanu spočívá v tom, že obsahuje indolovou funkční skupinu.

Izolace tryptofanu byla poprvé popsána sirem Frederickem Hopkinsem v roce 1901 hydrolýzou kaseinu. Z 600 gramů surového kaseinu se získá 4-8 gramů tryptofanu.

Biosyntéza a průmyslová výroba

Rostliny a mikroorganismy běžně syntetizují tryptofan z kyseliny šikimové nebo anthranilátu. Ten kondenzuje s fosforibosylpyrofosfátem (PRPP) a jako vedlejší produkt vzniká pyrofosfát. Po otevření kruhu ribózové části a po redukční dekarboxylaci vzniká indol-3-glycerinefosfát, který se následně přeměňuje na indol. V posledním kroku tryptofan syntáza katalyzuje tvorbu tryptofanu z indolu a aminokyseliny serinu.

Průmyslová výroba tryptofanu je také biosyntetická a je založena na fermentaci serinu a indolu za použití divokého typu nebo geneticky modifikované E. coli. Konverze je katalyzována enzymem tryptofan syntázou.

Metabolismus L-tryptofanu na serotonin a melatonin (vlevo) a niacin (vpravo). Transformované funkční skupiny po každé chemické reakci jsou zvýrazněny červeně.

Pro mnoho organismů (včetně člověka) je tryptofan esenciální aminokyselinou. To znamená, že nemůže být organismem syntetizován, a proto musí být součástí jeho stravy. Hlavní funkcí aminokyselin včetně tryptofanu jsou stavební kameny v biosyntéze bílkovin. Kromě toho tryptofan funguje jako biochemický prekurzor pro následující sloučeniny (viz také obrázek vpravo):

Porucha Fruktóza Malabsorpce způsobuje nesprávné vstřebávání tryptofanu ve střevě, snížené hladiny tryptofanu v krvi a depresi.

U bakterií, které syntetizují tryptofan, aktivují vysoké buněčné hladiny této aminokyseliny represorový protein, který se váže na trp operon. [Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text] Vazba tohoto represoru na tryptofan operon zabraňuje transkripci navazující DNA, která kóduje enzymy podílející se na biosyntéze tryptofanu. Takže vysoké hladiny tryptofanu zabraňují syntéze tryptofanu prostřednictvím negativní zpětnovazební smyčky a při snížení hladin tryptofanu v buňce se obnoví transkripce z trp operonu. Genetická organizace trp operonu tak umožňuje přísně regulované a rychlé reakce na změny vnitřních a vnějších hladin tryptofanu v buňce.

Tryptofan je rutinní složkou většiny potravin na bázi bílkovin nebo bílkovin v potravě. Je hojný zejména v čokoládě, ovsu, banánech, mangu, sušených datlích, mléce, jogurtu, tvarohu, červeném mase, vejcích, rybách, drůbeži, sezamu, cizrně, slunečnicových semínkách, dýňových semínkách, spirulině a arašídech. Vyskytuje se také u krůt na úrovni typické pro drůbež obecně.

Použití jako doplněk stravy

Po nějakou dobu byl tryptofan dostupný v obchodech se zdravou výživou jako doplněk stravy, i když je běžný v bílkovinách stravy. Mnoho lidí zjistilo, že tryptofan je bezpečná a přiměřeně účinná pomůcka pro spánek, pravděpodobně díky své schopnosti zvyšovat hladinu serotoninu (uklidňující neurotransmiter, je-li přítomen v mírných hladinách) v mozku a/nebo melatoninu (hormon navozující spánek vylučovaný šišinkou v reakci na tmu nebo nízkou hladinu světla).

Klinický výzkum má tendenci potvrzovat účinnost tryptofanu jako uspávací pomůcky a pro rostoucí škálu dalších onemocnění typicky spojených s nízkou hladinou serotoninu nebo aktivitou v mozku, jako je premenstruační dysforická porucha a sezónní afektivní porucha. Zejména tryptofan vykazuje značné přísliby jako samotné antidepresivum a jako „augmentor“ antidepresiv. Nicméně jiní zpochybňují spolehlivost těchto klinických studií.

5-hydroxytryptofan (5-HTP), metabolit tryptofanu, byl navržen jako léčba epilepsie a deprese, i když klinické studie jsou považovány za neprůkazné a chybí.

5-HTP snadno prostupuje hematoencefalickou bariérou a navíc je rychle dekarboxylován na serotonin (5-hydroxytryptamin nebo 5-HT), a proto může být užitečný při léčbě deprese. serotonin má však relativně krátký poločas, protože je rychle metabolizován monoaminooxidázou, a proto má pravděpodobně omezenou účinnost. V Evropě je uváděn na trh pro depresi a další indikace pod značkami Cincofarm a Tript-OH.

Ve Spojených státech 5-HTP nevyžaduje předpis, protože se na něj vztahuje zákon o doplňcích stravy. Protože však kvalita doplňků stravy není regulována FDA, kvalita doplňků stravy a výživových doplňků má tendenci se lišit a neexistuje žádná záruka, že na etiketě je přesně uvedeno, co lahvička obsahuje.

Tryptofan doplňky a EMS

Ačkoli je v současnosti k dispozici ke koupi, v roce 1989 byla některými epidemiologickými studiemi vysledována rozsáhlá epidemie (1500 případů trvalé invalidity včetně nejméně 37 úmrtí) invalidizujícího autoimunitního onemocnění zvaného eozinofilie-myalgický syndrom (EMS) na L-tryptofan dodávaný japonským výrobcem, společností Showa Denko KK. Dále byla vyslovena hypotéza, že za epidemii EMS mohla být zodpovědná jedna nebo více stopových nečistot produkovaných během výroby tryptofanu. Nicméně u mnoha lidí, kteří užívali přípravek Showa Denko L-tryptofan, se EMS neobjevil a případy EMS se objevily před epidemií v roce 1989 a po ní. Kromě toho byla kritizována metodika použitá v původních epidemiologických studiích. Alternativním vysvětlením pro epidemii EMS v roce 1989 je, že velké dávky tryptofanu produkují metabolity, které inhibují normální odbourávání histaminu a naopak nadbytečný histamin byl navržen k vyvolání EMS.

Většina tryptofanu byla v USA zakázána v roce 1991 a ostatní země ji následovaly. Tryptofan od jednoho výrobce, šesti, se nadále prodával pro výrobu kojenecké výživy. Článek v Rutgers Law Journal poznamenal: „Politické tlaky hrály roli v rozhodnutí FDA zakázat L-tryptofan, stejně jako v její touze zvýšit regulační moc nad doplňky stravy.“

V době zákazu FDA nevěděla nebo neuvedla, že EMS je způsobena kontaminovanou šarží, a přesto, i když byla kontaminace odhalena a postup čištění stanoven, FDA tvrdila, že L-tryptofan není bezpečný. V únoru 2001 FDA uvolnila omezení uvádění na trh (i když ne při dovozu), ale přesto vyjádřila následující obavu:

V posledních letech v USA začaly lékárny a někteří prodejci doplňků na dobírku prodávat tryptofan široké veřejnosti. Tryptofan zůstal na trhu také jako lék na předpis (Tryptan), který někteří psychiatři nadále předepisují, zejména jako posilující prostředek pro lidi, kteří nereagují na antidepresiva.[Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text]

Krůtí maso a ospalost

Všeobecně se věří, že velká konzumace krůtího masa (jako například při svátku Díkůvzdání) má za následek ospalost, která je připisována vysokému obsahu tryptofanu obsaženého v krůtě. I když krůta obsahuje vysoký obsah tryptofanu, jeho množství je srovnatelné s množstvím obsaženým ve většině ostatních druhů masa. Navíc postprandiální sedace na Díkůvzdání může mít více společného s tím, co se konzumuje spolu s krůtou, zejména sacharidy, spíše než s krůtou samotnou.

Jak na zvířecích modelech, tak u lidí bylo prokázáno, že požití jídla bohatého na sacharidy spouští uvolňování inzulínu. Inzulín zase stimuluje vychytávání velkých neutrálních aminokyselin s rozvětveným řetězcem (LNAA), ale ne tryptofanu (trp) do svalů, čímž zvyšuje poměr trpu a LNAA v krevním řečišti. Výsledný zvýšený poměr tryptofanu k velkým neutrálním aminokyselinám v krvi snižuje soutěž s jinými aminokyselinami o velký transportní protein neutrálních aminokyselin při vychytávání tryptofanu přes hematoencefalickou bariéru do centrálního nervového systému (CNS). Jakmile se tryptofan dostane do CNS, je normální enzymatickou cestou přeměněn na serotonin v jádrech raphe. Výsledný serotonin je dále metabolizován na melatonin šišinkou. Z těchto údajů tedy vyplývá, že „ospalost vyvolaná hody“ a zejména běžná americká ospalost po večeři na Díkůvzdání může být výsledkem těžkého jídla bohatého na sacharidy, které nepřímým mechanismem zvyšuje produkci serotoninu a melatoninu podporujících spánek v mozku.

[[Kategorie: Prekurzory serotoninu]