Triptofano
| L-Triptofano Alerta sobre risco à saúde[1] | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | (S)-2-Amino-3-(1H-indol-3-yl)-propionic acid |
| Identificadores | |
| Abreviação | Trp ou W |
| Número CAS | , 153-94-6 (D-Triptofano) |
| PubChem | |
| DrugBank | NUTR00058 |
| Código ATC | N06 |
| SMILES |
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| Propriedades | |
| Fórmula química | C11H12N2O2 |
| Massa molar | 204.21 g mol-1 |
| Ponto de fusão |
290−295 °C (decomp.)[1] |
| Ponto de ebulição |
281−282 °C (Sublima a 0,4 hPa)[1] |
| Solubilidade em água | 10 g·l−1 a 20 °C, 13,4 g·l−1 a 25 °C [2] |
| Pressão de vapor | 28 µPa a 25 °C [2] |
| Acidez (pKa) | pKCOOH: 2,38[3] pKNH2: 9,44[4] |
| Termoquímica | |
| Entalpia padrão de formação ΔfH |
-415,3 kJ·mol−1 |
| Entropia molar padrão S |
251 J·K−1mol−1 |
| Capacidade calorífica molar Cp 298 |
238,1 J·K−1mol−1 |
| Riscos associados | |
| Frases R | - |
| Frases S | - |
| LD50 | > 16000 mg·kg−1 (Rato, via oral) [2] |
| Compostos relacionados | |
| Aminoácidos relacionados | 5-hidroxitriptofano (próximo passo na biossíntese da serotonina) |
| Compostos relacionados | Triptamina (decarboxilado) Melatonina (N-[2-(5-metoxi-1H-indolo-3-ilo)etilo] etanamida) Cloridrato de triptófano Ácido 2-(1H-indol-3-il)-propanóico N-formil-quinurenina (próximo passo na biossíntese da niacina)[5] |
| Página de dados suplementares | |
| Estrutura e propriedades | n, εr, etc. |
| Dados termodinâmicos | Phase behaviour Solid, liquid, gas |
| Dados espectrais | UV, IV, RMN, EM |
| Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde. | |
O triptofano é um aminoácido utilizado na biossíntese de proteínas, sendo codificado pelo codão UGG. Ele contém, como todo aminoácido, um grupo amino (básico) e um grupo carboxilo (ácido); sua cadeia lateral consiste num indol, o que faz dele um aminoácido aromático e apolar. No pH fisiológico, o triptofano é um zwitterion: o grupo amino (pKa = 9.39) encontra-se protonado (–NH3+) e o grupo carboxila (pKa = 2.38) encontra-se deprotonado ( –COO−). Absorve luz ultravioleta.
Em seres humanos, este aminoácido é essencial, o que significa que não pode ser sintetizado: precisa compor a dieta. Além disso, ele é o precursor da serotonina e da melatonina.
Isolamento
editarO triptofano foi isolado pela primeira vez por Frederick Gowland Hopkins em 1901, através da hidrólise da caseína. De 600g de caseína pura, obtém-se 4-8g de triptofano.
Funções
editarPara muitos seres vivos (incluindo humanos), o triptofano é indispensável para evitar doenças e morte mas não pode ser sintetizado pelo organismo, de modo que precisa ser ingerido; em suma, é um aminoácido essencial. Aminoácidos constituem as peças a partir das quais se montam proteínas e o triptofano, ainda que pouco frequente, desempenha importantes papéis estruturais e funcionais quando presente. Por exemplo, ele compõe as α-hélices que ancoram proteínas transmembranares à membrana plasmática. Além disso, o triptofano é um precursor bioquímico dos seguintes compostos:
- Serotonina (neurotransmissor): no Sistema Nervoso Central, o triptofano sofre hidroxilação (pela atuação da enzima triptofano hidroxilase), originando o 5-hidroxitriptofano, que, por sua vez, sofre descarboxilação (pela atuação da enzima L-aminoácido aromático descarboxílase), dando origem à serotonina. Esta pode ser convertida em melatonina (hormônio) através das enzimas N-Acetiltransferase e acetilserotonina O-metiltransferase.
- Niacina, também conhecida como vitamina B3, vitamina PP ou ácido nicotínico: ela é sintetizada a partir do triptofano via quinurenina e ácidos quinolínicos. Sua presença nos alimentos é monitorada, inclusive, pela concentração de ácido nicotínico - formado pela conversão do triptofano - nos mesmos.
- Auxina (fitormônios)
Por seu papel na biossíntese de serotonina e melatonina, o triptofano desempenha papel importante nos processos bioquímicos do sono e do humor; de modo que é utilizado como suplemento para o tratamento de depressão.
Biossíntese e Produção Industrial
editarPor ser um aminoácido essencial, o triptofano não é sintetizado a partir de substâncias mais básicas em seres humanos e outros animais, precisando, assim, ser ingerido. Plantas,bactérias e fungos geralmente sintetizam triptofano a partir do ácido xiquímico ou do ácido antranílico,[6] pelo seguinte processo: o ácido antranílico condensa-se com o fosforribosil pirofosfato (PRPP), gerando pirofosfato como subproduto. O anel da fracção da ribose é aberto e é submetido a descarboxilação redutiva, formando indol 3-glicerol fosfato; esse, por sua vez, é transformado em indol. A enzima triptofano sintase catalisa a formação de triptofano a partir do indol (indol - 3 - glicerol fosfato) e do aminoácido serina..svg)
A produção industrial de triptofano é biossintética e é baseada na fermentação da serina e do indol, usando bactérias como a Bacillus amyloliquefaciens, a Bacillus subtilis, a Corynebacterium glutamicum ou a Escherichia coli. Essas cepas carregam mutações que impedem a recaptação de aminoácidos ou mutações que expressam multiplamente/excessivamente o operão do triptofano.[7][8][9]
Nutrição
editarO triptofano é um aminoácido essencial utilizado pelo cérebro, juntamente com a vitamina B3 (a niacina ou niacinamida) e o magnésio, para produzir a serotonina, um neurotransmissor importante nos processos bioquímicos do sono e do humor.
É importante destacar que, embora o triptofano aumente a disponibilidade de serotonina, o consumo na forma de lactíneos, peixes, carnes, etc. não causa efeitos significativos sobre a produção de serotonina pelo Sistema Nervoso Central. Isso ocorre pois o triptofano não é o único aminoácido presente nesses alimentos, de modo que ocorre "competição" com os outros aminoácidos na absorção pelo organismo. Desse modo a maior parte do triptofano presente nos alimentos não é utilizada.
Alimentos como a banana possuem serotonina, mas esta não tem a capacidade de atravessar a Barreira hematoencefálica, portanto não tem ação sobre o humor e a depressão.[10]
Fontes naturais
editarUso como suplemento dietético
editarO Triptofano é vendido sem receita médica nos Estados Unidos (depois de ter sido banido entre 1989 e 2005) e no Reino Unido como um suplemento dietético, sendo usado como antidepressivo, ansiolítico e remédio contra a insônia. Em alguns países da Europa, o triptofano é comercializado sob prescrição médica para tratamento da depressão.
Como o triptofano é convertido em 5-hidroxitriptofano (5-HTP), que é em seguida convertido no neurotransmissor serotonina, foi proposto que o consumo de 5-HTP pode combater os sintomas da depressão ao aumentar os níveis de serotonina no cérebro. Em 2001, um artigo sobre os efeitos do 5-HTP e do triptofano foi publicado na Cochrane. Os autores do artigo incluíram na pesquisa apenas estudos de alto rigor sobre o 5-HTP e o triptofano. Dos 108 estudos analisados pelos autores publicados entre 1966 e 2000 apenas dois alcançaram os padrões de qualidade estabelecidos, totalizando 64 participantes dos estudos. O 5-HTP e o triptofano foram mais efetivos do que o placebo nos dois estudos incluídos, porém os estudos foram analisados como inconclusivos pelo fato de não apresentarem evidências suficientes. O uso do 5-HTP e do triptofano é limitado no presente.[11] O uso de triptofano como terapia adjuvante em conjunto com os tratamentos usuais contra a depressão e contra a ansiedade não é suportado por evidências científicas.[12] Pela falta de estudos que mostrem a efetividade e pela falta de estudos que mostrem a segurança na ingestão, o uso de triptofano e de 5-HTP não é recomendado, e não é provado que essas substâncias sejam clinicamente úteis.[11][12]
Há evidências de que os níveis de sangue de triptofano provavelmente não serão alterados ao alterar a dieta,[13] porém o triptofano está disponível nas lojas como um suplemento dietético.[14] O consumo de triptofano purificado aumenta o nível de serotonina cerebral, enquanto que comer alimentos que contenham triptofano não.[15] Isso ocorre porque o sistema de transporte, que traz triptofano através da barreira hematoencefálica, também é seletivo para os outros aminoácidos, que estão contidos em fontes de proteína de alimentos.[16] Os níveis elevados de outros aminoácidos neutros grandes no plasma sanguíneo impedem o aumento da concentração plasmática de triptofano no cérebro.[17]
Triptofano, depressão e distúrbios serotoninérgicos
editarO triptofano é um dos responsáveis pela produção de serotonina pelo Sistema Nervoso Central (SNC). Níveis baixos de serotonina são diretamente associados à depressão, o triptofano atua como um antidepressivo pois aumenta a quantidade de serotonina (5HT) no SNC,[18][19]
Apesar da relação entre a serotonina e a depressão pela ação dos inibidores seletivos de recaptação da serotonina (ISRS) e dos inibidores de recaptação da serotonina e noradrenalina (IRSN), a relação entre a ingestão de triptófano e a depressão tem sido questionada devido a sua dificuldade em atravessar a barreira hematoencefálica, especialmente devido a "competição" com outros aminoácidos que a transpassam mais facilmente e assim bloqueiam a entrada. Em um estudo - não específicos sobre depressão e sim sobre o TOC - transtorno obsessivo-compulsivo - também associado à presença da serotonina - observou-se que com uma dieta modificada, usando oito vezes mais açúcar (os açúcares provocam uma liberação de insulina, que faz com que os músculos absorvam os outros aminoácidos eliminando a referida competição) e quatro vezes mais triptofano, os pesquisadores observaram a duplicação da atividade da serotonina no cérebro sem que os ratos melhorassem, e sim piorassem quanto aos sintomas de puxar pelos, comportamento equivalente à tricotilomania e TOCs.[20][21] Sabe-se que ISRS são utilizados com boa eficácia no tratamento dos TOCs.
Casos ocorridos na história
editarEm 1989, uma empresa nos EUA, a Showa Denko K.K, que produzia L-triptofano, modificou uma bactéria que começou a ser usada para aumentar a produção industrial de L-triptofano.[22] A partir do momento em que este novo triptofano começou a ser utilizado, começaram a ocorrer diversas mortes causadas por uma doença auto-imune onde as próprias células de defesa do organismo começam a atacar o corpo e causava aumento das células sanguíneas chamadas eosinófilos e mialgia (dores musculares).[23] Devido a empresa não ter fornecido informações sobre a bactéria utilizada, os cientistas não conseguiram determinar exatamente a causa e nem a cura da doença. Sabe-se que mais de 40 pessoas morreram em decorrência do uso do L-triptofano e muitas outras ficaram permanentemente inválidas. A empresa Showa Denko K.K afirmou que logo após evidências desta doença, destruiu toda e qualquer forma desta bactéria. Nunca houve relatos de problemas relacionados a este aminoácido quando produzido de fermentação, que era o modo empregado antes das bactérias.
Ver também
editarReferências
- ↑ a b c d Datenblatt bei Merck.
- ↑ a b c (en) « Triptofano » em ChemIDplus
- ↑ Thieme Chemistry, ed. (2009). RÖMPP Online - Version 3.5. Stuttgart: Georg Thieme Verlag KG
- ↑ Hans Beyer und Wolfgang Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1991, ISBN 3-7776-0485-2, S. 823.
- ↑ «Catabolismo de Proteínas e do Azoto dos AA».
- ↑ Radwanski, E. R.; Last, R. L. (julho de 1995). «Tryptophan biosynthesis and metabolism: biochemical and molecular genetics». The Plant Cell. 7 (7): 921–934. ISSN 1040-4651. PMID 7640526. doi:10.1105/tpc.7.7.921
- ↑ Ikeda, Masato (2003). «Amino acid production processes». Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 79: 1–35. ISSN 0724-6145. PMID 12523387
- ↑ Becker, Judith; Wittmann, Christoph (agosto de 2012). «Bio-based production of chemicals, materials and fuels -Corynebacterium glutamicum as versatile cell factory». Current Opinion in Biotechnology. 23 (4): 631–640. ISSN 1879-0429. PMID 22138494. doi:10.1016/j.copbio.2011.11.012
- ↑ Conrado, Robert J.; Varner, Jeffrey D.; DeLisa, Matthew P. (outubro de 2008). «Engineering the spatial organization of metabolic enzymes: mimicking nature's synergy». Current Opinion in Biotechnology. 19 (5): 492–499. ISSN 0958-1669. PMID 18725290. doi:10.1016/j.copbio.2008.07.006
- ↑ Young, Simon N. (novembro 2007). «How to increase serotonin in the human brain without drugs». Journal of Psychiatry and Neuroscience, 32(6),. PMCID: PMC2077351. pp. 394–399. Consultado em 2 de janeiro de 2014
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- ↑ Soh, Nerissa L.; Walter, Garry (fevereiro de 2011). «Tryptophan and depression: can diet alone be the answer?». Acta Neuropsychiatrica. 23 (1): 3–11. ISSN 1601-5215. doi:10.1111/j.1601-5215.2010.00508.x
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- ↑ Young, Simon N. (novembro de 2007). «How to increase serotonin in the human brain without drugs». Journal of Psychiatry & Neuroscience : JPN. 32 (6): 394–399. ISSN 1180-4882. PMID 18043762
- ↑ Henderson, H. E.; Devlin, R.; Peterson, J.; Brunzell, J. D.; Hayden, M. R. (dezembro de 1990). «Frameshift mutation in exon 3 of the lipoprotein lipase gene causes a premature stop codon and lipoprotein lipase deficiency». Molecular Biology & Medicine. 7 (6): 511–517. ISSN 0735-1313. PMID 2077351
- ↑ Bahls, Saint-Clair. DEPRESSÃO: UMA BREVE REVISÃO DOS FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS E COGNITIVOS. InterAÇÃO, Curitiba, v. 3, p. 49 a 60, jan./dez. 1999 em pdf Jan 2010.
- ↑ A Nutrição e a mente, alimentos para o cérebro. The Ecologist.org Jan. 2011.
- ↑ Romanzoti, Natasha. O que as pessoas comem pode interferir no risco de doenças mentais. Hypescience.com 21.12.2010.
- ↑ «Scientist shows link between diet and onset of mental illness». www.purdue.edu. Consultado em 23 de julho de 2019
- ↑ «FDA Information Paper on L-tryptophan and 5-hydroxy-L-tryptophan». Consultado em 2 de fevereiro de 2010. Arquivado do original em 4 de agosto de 2009.
- ↑ Mayeno AN, Lin F, Foote CS, Loegering DA, Ames MM, Hedberg CW, Gleich GJ (1990). "Characterization of "peak E," a novel amino acid associated with eosinophilia-myalgia syndrome". Science 250 (4988): 1707–8. doi:10.1126/science.2270484.
