글루탐산은 모든 생명체의 단백질을 구성하는 자연에서 가장 풍부한 중 하나 (22 개) 아미노산 중 하나입니다. 인체는 생합성을위한 고유 경로를 가지고 있기 때문에 필수적인 것으로 간주되지 않습니다.
아스파르트 산과 함께 글루탐산은 음으로 하전 된 극성 아미노산 그룹에 속하며, 기존의 두 가지 명명 체계 (3 자 또는 1 자)에 따르면 " Glu "또는 " E " 로 표시됩니다 .
아미노산 글루타민산의 구조 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Hbf878)
이 아미노산은 1866 년 독일의 화학자 Rittershausen이 가수 분해 된 밀 글루텐을 연구하던 중에 발견 되었기 때문에 이름은 "glutamic"입니다. 발견 후 생명체의 많은 부분에서 그 존재가 결정 되었기 때문에 생명에 필수적인 기능을 가지고 있다고 생각됩니다.
L- 글루타민산은 척추 동물의 중추 신경계에서 흥분성 신호를 전달하는 데 가장 중요한 매개체 중 하나로 간주되며 정상적인 뇌 기능뿐만 아니라인지 발달, 기억력 및 학습.
그 파생물 중 일부는 식품의 풍미를 향상시키는 데 도움이되므로 특히 요리 준비와 관련하여 산업 수준에서 중요한 기능을합니다.
형질
인간에게 필수 아미노산은 아니지만, 글루타메이트 (이온화 된 형태의 글루탐산)는 동물 성장에 중요한 영양 학적 영향을 미치며 다른 비 필수 아미노산보다 훨씬 더 높은 영양가를 갖는 것으로 제안되었습니다.
이 아미노산은 특히 뇌, 특히 세포 내 공간 (사이토 졸)에 풍부하여 세포질과 신경 세포의 원형질막으로 구분되는 세포 외 공간 사이에 구배가 존재합니다.
그것은 흥분성 시냅스에서 많은 기능을 가지고 있고 특정 수용체에 작용하여 그 기능을 발휘하기 때문에, 이들 수용체는 일반적으로 세포 밖으로 "보이기"때문에 그 농도는 통제 된 수준으로 유지됩니다. 특히 세포 외 환경에서는 더욱 그렇습니다.
글루타메이트 농도가 가장 높은 부위는 신경 말단이지만 그 분포는 신체 전체의 세포에 필요한 에너지에 의해 조절됩니다.
세포의 유형에 따라 글루탐산이 세포에 들어갈 때 에너지 목적으로 미토콘드리아로 향하거나 시냅스 소포로 재분배 될 수 있으며 두 과정 모두 특정 세포 내 수송 시스템을 사용합니다.
구조
나머지 아미노산과 마찬가지로 글루타민산은 중심 탄소 원자 (키랄), α 탄소를 갖는 α- 아미노산으로, 4 개의 다른 그룹이 부착되어 있습니다. 카르복실기, 아미노기, 수소 원자 및 치환기 (측쇄 또는 R 기).
글루탐산의 R 그룹은 분자에 두 번째 카르 복실 그룹 (-COOH)을 제공하고 그 구조는 -CH2-CH2-COOH (이온화 된 형태의 -CH2-CH2-COO-)이므로 원자의 합계 분자의 총 탄소는 5입니다.
이 아미노산은 상대 질량이 147g / mol이고 R 그룹의 해리 상수 (pKa)는 4.25입니다. 등전점은 3.22이고 평균 단백질 존재 지수는 약 7 %입니다.
중성 pH (약 7)에서 글루탐산은 이온화되고 음전하를 갖기 때문에 아스파르트 산도 포함 된 그룹 (이온화 된 형태의 아스 파르 테이트) 인 음으로 하전 된 극성 아미노산 그룹으로 분류됩니다. ).
풍모
글루타민산 또는 그 이온화 된 형태 인 글루타메이트는 생리 학적 관점뿐만 아니라 산업적, 임상 적, 미식 적 관점에서도 여러 기능을 가지고 있습니다.
글루탐산의 생리적 기능
대부분의 척추 동물의 신체에서 글루탐산의 가장 인기있는 생리적 기능 중 하나는 뇌에서 흥분성 신경 전달 물질로서의 역할입니다. 흥분성 시냅스의 80 % 이상이 글루타메이트 또는 그 유도체 중 하나를 사용하여 통신하는 것으로 확인되었습니다.
신호 전달 중에이 아미노산을 사용하는 시냅스의 기능 중에는 인식, 학습, 기억 등이 있습니다.
글루타메이트는 또한 신경계의 발달, 시냅스의 시작 및 제거, 세포 이동, 분화 및 사멸과 관련이 있습니다. 소화관, 췌장 및 뼈와 같은 말초 기관 간의 의사 소통에 중요합니다.
또한 글루타메이트는 단백질 및 펩타이드 합성 과정은 물론 지방산 합성, 세포 질소 수준 조절, 음이온 성 및 삼투 성 균형 조절 기능을 모두 가지고 있습니다.
트리 카르 복실 산주기 (Krebs주기)의 다른 중간체 및 GABA (감마 아미노 부티르산)와 같은 다른 신경 전달 물질의 전구체 역할을합니다. 차례로 L- 프롤린, L- 아르기닌 및 L- 알라닌과 같은 다른 아미노산 합성의 전구체입니다.
임상 응용
다양한 제약 접근법은 주로 정신 질환 및 기타 기억 관련 병리의 치료를위한 치료 표적으로서 글루탐산 수용체에 의존합니다.
글루타메이트는 또한 심근 경색 및 기능성 소화 불량 (위 문제 또는 소화 불량)을 치료하기 위해 고안된 다양한 약리학 적 제형에서 활성제로 사용되었습니다.
글루탐산의 산업적 응용
글루타민산과 그 유도체는 다양한 산업 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 글루타메이트의 일 나트륨 염은 식품 산업에서 조미료로 사용됩니다.
이 아미노산은 또한 다른 화학 물질의 합성을위한 출발 물질이며 글루탐산은 생분해 성, 식용 및 인체 또는 환경에 무독성 인 천연 음이온 성 고분자입니다.
식품 산업에서 그것은 또한 증점제와 다른 식품의 쓴맛을 완화시키는 물질로도 사용됩니다.
그것은 또한 많은 양의 물을 흡수 할 수있는 생분해 성 섬유 및 하이드로 겔의 설계를위한 약물 운반체로서 "경화 가능한"생물학적 접착제로서, 동결 방지제로 사용된다.
생합성
모든 아미노산은 해당 과정 중간체, 크렙스 회로 또는 오탄당 인산 경로에서 파생됩니다. 특히 글루타민산 염은 글루타민, α- 케 토글 루타 레이트 및 5- 옥소 프롤린에서 얻어지며, 모두 크렙스 회로에서 파생됩니다.
이 아미노산의 생합성 경로는 매우 간단하며 그 단계는 거의 모든 살아있는 유기체에서 발견됩니다.
글루타메이트와 질소 대사
질소 대사에서 암모늄은 신체의 다른 생체 분자에 통합되는 것은 글루타민산과 글루타민을 통해 이루어지며, 트랜스 아미 노화 반응을 통해 글루타민산은 대부분의 아미노산의 아미노 그룹을 제공합니다.
따라서이 경로는 암모늄 이온을 글루타메이트 분자로 동화시키는 것을 포함하며, 이는 두 가지 반응으로 발생합니다.
경로의 첫 번째 단계는 사실상 모든 유기체에 존재하고 글루타민을 생산하기위한 글루타민산 염과 암모니아의 환원에 관여하는 글루타민 합성 효소로 알려진 효소에 의해 촉매됩니다.
대신 박테리아와 식물에서 글루타민산은 글루타민산 합성 효소로 알려진 효소에 의해 글루타민에서 생성됩니다.
동물에서 이것은 아미노산의 이화 작용 동안 발생하는 α- 케 토글 루타 레이트의 트랜스 아미 노화로부터 생성됩니다. 포유류의 주요 기능은 독성이없는 암모니아를 혈액으로 운반되는 글루타민으로 전환하는 것입니다.
효소 글루타메이트 신타 제에 의해 촉매되는 반응에서 α- 케 토글 루타 레이트는 환원성 아 민화 과정을 거치며, 여기서 글루타민은 질소 그룹의 공여체로 참여합니다.
훨씬 적은 비율로 발생하지만 글루타메이트는 α- 케 토글 루타 레이트와 암모늄 (NH4) 사이의 1 단계 반응에 의해 동물에서도 생성되며, 이는 사실상 모든 분야에서 흔히 볼 수있는 효소 L- 글루타메이트 탈수소 효소에 의해 촉매됩니다. 살아있는 유기체.
상기 효소는 미토콘드리아 기질과 결합하고 그것이 촉매하는 반응은 대략 다음과 같이 쓸 수 있는데, 여기서 NADPH는 환원력을 공급하는데 작용한다.
α- 케 토글 루타 레이트 + NH4 + NADPH → L- 글루타메이트 + NADP (+) + 물
신진 대사 및 분해
글루타민산은 단백질 합성, 에너지 대사, 암모늄 고정 또는 신경 전달과 같은 다양한 목적을 위해 신체 세포에서 사용됩니다.
일부 유형의 신경 세포에서 세포 외 배지에서 채취 한 글루타민산 염은 글루타민으로 전환하여 "재활용"할 수 있습니다. 글루타민은 세포 외액으로 방출되고 뉴런에 의해 흡수되어 글루타민 주기로 알려진 글루타민산 염으로 다시 전환됩니다. -글루타메이트 .
일단 음식물과 함께 섭취되면 글루탐산의 장내 흡수는 일반적으로 장 점막 세포에 의해 매개되는 과정 인 알라닌과 같은 다른 아미노산으로의 변형으로 끝나며, 이는 또한 에너지 원으로 사용합니다.
반면 간은 포도당과 젖산으로 전환하는 역할을하며, 여기서 화학 에너지는 주로 ATP 형태로 추출됩니다.
다양한 글루타메이트 대사 효소의 존재는 글루타메이트 탈수소 효소, 글루타메이트-암모늄 분해 효소 및 글 루타 미나 제의 경우와 같이 다른 유기체에서보고되었으며, 이들 중 많은 것들이 알츠하이머 병과 관련되어 있습니다.
글루타민산이 풍부한 식품
글루타민산은 사람이 섭취하는 대부분의 음식에 존재하며 일부 저자는 체중이 70kg 인 사람의 경우 식단에서 파생 된 글루타민산의 일일 섭취량이 약 28g이라고 주장합니다.
이 아미노산이 가장 풍부한 식품 중에는 육류 (소, 돼지, 양 등), 계란, 유제품 및 생선이 두드러지는 동물성 식품이 있습니다. 글루타메이트가 풍부한 식물성 식품에는 씨앗, 곡물, 아스파라거스 등이 있습니다.
이 아미노산이 자연적으로 풍부한 다양한 식품, 그 유도체 외에도 글루타메이트의 일 나트륨 염은 많은 요리 및 산업 가공 식품의 풍미를 높이거나 높이기위한 첨가제로 사용됩니다.
섭취의 이점
다른 요리에 첨가 된 글루타메이트는 미각을 "유도"하고 구강 내 미각을 개선하는 데 도움이되며, 이는 분명히 중요한 생리 학적 및 영양 학적 중요성을 가지고 있습니다.
임상 시험에 따르면 글루탐산 섭취는 미각 및 "저 분화"(타액 생성 감소)와 관련된 "장애"또는 구강 병리의 치료에 잠재적 인 응용 프로그램이 있음을 보여줍니다.
마찬가지로, 글루탐산 (글루타메이트)은 장 점막에서 세포의 정상적인 활동을 유지하는 데 매우 중요한 영양소입니다.
화학 요법을받은 쥐에게이 아미노산을 공급하면 장 점막의 활성과 기능을 유지하고 향상시키는 것 외에도 장의 면역 학적 특성이 증가하는 것으로 나타났습니다.
반면 일본에서는 글루탐산이 풍부한 식품을 기반으로 한 의료용 다이어트가 "경피 내시경 요리법"을 겪고있는 환자를 위해 고안되었습니다. 즉, 벽을 통해 연결된 위관을 통해 공급되어야합니다. 복부.
이 아미노산은 일반적으로 식욕이없는 만성 위염이있는 노인 환자의 식욕을 유도하는 데에도 사용됩니다.
마지막으로, 글루탐산과 아르기닌의 경구 공급과 관련된 연구는 이들이 근육 조직의 지방 생성 및 지방 조직의 지방 분해와 관련된 유전자의 양성 조절에 관여한다는 것을 시사합니다.
결핍 장애
글루탐산은 아미노산 및 기타 신경 전달 물질과 같은 다양한 유형의 분자 합성에서 전구체 역할을하기 때문에 생합성 및 재활용과 관련된 효소의 발현과 관련된 유전 적 결함은 모든 동물의 신체 건강에 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어, 효소 글루탐산 탈 탄산 효소는 글루타메이트를 억제 신경 반응에 필수적인 신경 전달 물질 인 감마 아미노 부티르산 (GABA)으로 전환시키는 역할을합니다.
따라서 글루타민산과 GABA 사이의 균형은 글루타민산이 주로 흥분성 신경 시냅스에서 기능하기 때문에 피질 흥분성 조절을 유지하는 데 가장 중요합니다.
차례로, 글루타메이트는 학습 및 기억과 같은 일련의 뇌 기능에 관여하기 때문에, 글루타메이트의 결핍은 신경 전달 물질로 필요한 이러한 종류의인지 과정에 결함을 일으킬 수 있습니다.
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