Lysine (viết tắt là Lys hoặc K)[2] là một α-amino acid với công thức hóa học HOOCCH(NH2)(CH2)4NH2. Nó là một amino acid thiết yếu, nghĩa là cơ thể không thể tự tổng hợp được. Codon a lysine là AAA và
Lysine là một base giống như arginine và histidine. Nhóm ε-amino đóng vai trò liên kiết với H +. ( Nhóm ε-amino là nhóm amino gắn với nguyên tử cacbon thứ 5 tính từ nguyên tử cacbon gắn với nhóm carboxyl C = OOH là α-cacbon ). [ 3 ] )
Sự sửa đổi sau dịch mã liên quan đến lysine gồm sự methyl hóa nhóm ε-amino, tạo nên methyl-, dimethyl-, và trimethyllysine, trong đó chất thứ ba được tạo nên ở calmodulin, ngoài ra còn có sự acetyl hóa và ubiquitin hóa. Collagen chứa hydroxylysine, chất được tạo nên từ lysine nhờ enzym lysyl hydroxylase. Sự O-glycosyl hóa hydroxylysine xảy ra tại lưới nội chất hoặc bộ golgi được dùng để đánh dấu các protein được bài xuất ra khỏi tế bào.
Sinh tổng hợp[sửa|sửa mã nguồn]
Do là một amino acid thiết yếu, lysine không được tổng hợp trong cơ thể động vật mà phải lấy từ thức ăn chứa lysine. Ở thực vật và vi sinh vật nó được tổng hợp từ axit aspartic (aspartate):[4]
- L-aspartate được biến đổi thành L-aspartyl-4-phosphate nhờ aspartokinase (hay aspartate kinase). Phản ứng này cần ATP.
- β-Aspartate semialdehyde dehydrogenase biến đổi tiếp thành β-aspartyl-4-semialdehyde (hay β-aspartate-4-semialdehyde). Phản ứng này cần NADPH.
- Dihydrodipicolinate synthase thêm một nhóm pyruvate vào β-aspartyl-4-semialdehyde và loại bỏ hai phân tử nước, tạo nên 2,3-dihydrodipicolinate (phản ứng đóng vòng)
- Sản phẩm trên bị khử thành 2,3,4,5-tetrahydrodipicolinate (hay Δ1-piperidine-2,6-dicarboxylate) nhờ dihydrodipicolinate reductase. Phản ứng này tiêu thụ một phân tử NADPH.
- Tetrahydrodipicolinate N-acetyltransferase mở vòng và tạo nên N-succinyl-L-2-amino-6-oxoheptanedionate (hay N-acyl-2-amino-6-oxopimelate). Phản ứng này sử dụng hai phân tử nước và một phân tử acyl-CoA (succinyl-CoA).
- N-succinyl-L-2-amino-6-oxoheptanedionate được biến đổi thành N-succinyl-LL-2,6-diaminoheptanedionate (N-acyl-2,6-diaminopimelate) nhờ sự xúc tác của enzym succinyl diaminopimelate aminotransferase. Phản ứng này cần một phân tử axit glutaric và sản phẩm phụ gồm một oxoacid.
- N-succinyl-LL-2,6-diaminoheptanedionate (N-acyl-2,6-diaminopimelate) được biến đổi thành LL-2,6-diaminoheptanedionate (L,L-2,6-diaminopimelate) nhờ diaminopimelate desuccinylase (acyldiaminopimelate deacylase). Phản ứng này dùng một phân tử nước và sản phẩm phụ là một phân tử succinate.
- LL-2,6-diaminoheptanedionate được biến đổi thành meso-2,6-diamino-heptanedionate (meso-2,6-diaminopimelate) nhờ diaminopimelate epimerase.
- Cuối cùng meso-2,6-diamino-heptanedionate được biến đổi thành L-lysine nhờ diaminopimelate decarboxylase.
Các enzym tham gia vào quy trình sinh tổng hợp trên gồm : [ 5 ]
- Aspartokinase
- β-Aspartate semialdehyde dehydrogenase
- Dihydropicolinate synthase
- Δ1-Piperidine-2,6-dicarboxylate dehydrogenase
- N-succinyl-2-amino-6ketopimelate synthase
- Succinyl diaminopimelate aminotransferase
- Succinyl diaminopimelate desuccinylase
- Diaminopimelate epimerase
- Diaminopimelate decarboxylase.
Lysine được chuyển hóa ở động vật hoang dã có vú để tạo nên acetyl-CoA, tiên phong phải trải qua phản ứng chuyển amin với α-cetoglutarate. Sự phân hủy lysine do vi trùng tạo nên cadaverine bằng phản ứng decarboxyl hóa .Allysine là một đồng phân của lysine, được dùng trong phản ứng tổng hợp elastin và collagen. Nó được tổng hợp từ lysine nhờ enzyme lysyl oxidase ở chất nền ngoại bào và quan trọng trong việc tạo những cầu nối để làm vững chắc collagen và elastin .
Sự tổng hợp hỗn hợp racemic của lysine đã được biết từ lâu. [ 6 ] Trong thực tiễn người ta hoàn toàn có thể tổng hợp lysine từ caprolactam. [ 7 ] Trong công nghiệp, L-lysine được sản xuất bởi sự lên men của Corynebacterium glutamicum, sản lượng hơn 600.000 tấn một năm. [ 8 ]
Nguồn phân phối[sửa|sửa mã nguồn]
Nhu cầu dinh dưỡng hằng ngày ( miligam lysine trên 1 kilogam khối lượng khung hình ) là : trẻ sơ sinh ( 3 – 4 tháng ) 103, trẻ nhỏ ( 2 tuổi ) 64, trẻ nhỏ ( 10 – 12 tuổi ) 60 đến 44, người lớn 12. [ 9 ]. Các nguốn thức ăn giàu lysine gồm có trứng, thịt ( nhất là thịt đỏ như thịt cừu, thịt gia cầm ), đậu nành, pho mát, một vài loại cá. [ 10 ]Lysine là loại amino acid thiết yếu hiện hữu với một lượng rất ít trong những loại thức ăn. Lysine có nhiều trong ngũ cốc, những loại đậu hạt. [ 11 ]
L-Lysine là một thành phần quan trọng của tất cả các protein trong cơ thể. L-Lysine đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu calci; tạo cơ bắp; phục hồi sau chấn thương hay sau phẫu thuật; sự tổng hợp các hormone, enzym, và các kháng thể.
Sự sửa đổi[sửa|sửa mã nguồn]
Lysine hoàn toàn có thể được trải qua những phản ứng acetyl hóa, methyl hóa, ubiquitin hóa, sumoyl hóa, neddyl hóa, biotinyl hóa, pupyl hóa, và carboxyl hóa, cho tương thích với tính năng của những protein có lysine là một thành phần cấu trúc. [ 12 ]
Ý nghĩa lâm sàng[sửa|sửa mã nguồn]
Người ta cho rằng lysine hoàn toàn có thể giúp ích cho những người bị nhiễm herpes simplex. [ 13 ] Tuy nhiên còn cần nhiều những nghiên cứu và điều tra để chứng tỏ đánh giá và nhận định này. Lysine có công dụng giải lo âu do tác động ảnh hưởng lên thụ thể serotonin ở ống tiêu hóa. Một điều tra và nghiên cứu trên chuột thí nghiệm [ 14 ] cho thấy sự kích thích quá mức những thụ thể 5 – HT4 ở ruột có tương quan đến chính sách sinh bệnh gây lo ngại. Lysine, là một chất đối vận của serotonin và do đó làm giảm tính năng của những thụ thể trên, và làm giảm những triệu chứng lo ngại và lo ngại do tiêu chảy trên dân số thí nghiệm. Một điều tra và nghiên cứu khác cho thấy sự thiếu vắng lysine dẫn tới sự tăng serotonin bệnh lý ở hạch hạnh nhân, một cấu trúc trong não tham gia vào sự điều hòa cảm hứng và cung ứng so với stress. [ 15 ]Các điều tra và nghiên cứu trên người cũng cho thấy có sự tương quan giữa sự lo ngại và thiếu vắng lysine. Một điều tra và nghiên cứu trên 93 mái ấm gia đình ở Syria gần như chỉ ăn gạo và do đó bị thiếu vắng lysine cho thấy rằng, khi tăng cường những loại thức ăn giàu lysine thì những triệu chứng lo ngại giảm đi, lượng cortisol trong máu tăng lên, và tính cung ứng của thụ thể benzodiazepine tăng lên ( đích đến của những thuốc giải lo âu như Xanax và Ativan ). [ 16 ]Lysine cũng cho nhiều hứa hẹn trong việc chữa trị ung thư, bằng cách phối hợp việc sử dụng thuốc với liệu pháp ánh sáng để tàn phá những tế bào ung thư mà không làm tổn lại đến những tế bào lành. [ 17 ]Điều đáng chú ý quan tâm là lysine khi phối hợp với dextroamphetamine sẽ tạo ra tiền thuốc lisdexamfetamine ( Vyvanse ). Trong ruột, lysine bị phân cắt ra từ dextroamphetamine, do đó mà thuốc hoàn toàn có thể dùng được qua đường uống. Các điều tra và nghiên cứu trên động vật hoang dã cho thấy sự thiếu vắng lysine dẫn đến suy giảm miễn dịch. [ 18 ] Cystine niệu là một nguyên do dẫn đến sự thiếu vắng lysine, trong đó nguyên do tiên phát là do sự suy giảm tính năng tái hấp thu những base hay những amino acid tích điện dương của gan, trong đó có lysine. Điều này cũng dẫn đến sự tạo sỏi cystine trong thận do sự giảm tái hấp thu những amino acid ở thận .Một vài điều tra và nghiên cứu cho thấy chính sách ăn giàu lysine hay được bổ trợ L-lysine monoclorua có ảnh hưởng tác động vừa phải đến huyến áp và tỉ lệ bị đột quỵ. [ 19 ]
Sử dụng trong thức ăn chăn nuôi[sửa|sửa mã nguồn]
Sản xuất thức ăn chăn nuôi chứa lysine là một ngành công nghiệp lớn của thế giới, sản lượng năm 2009 là 700.000 tấn với giá trị 1,22 tỉ euro.[20] Lysine là một thành phần bổ sung quan trọng trong thức ăn chăn nuôi do nó là một amino acid có rất ít và rất quan trọng đến sự phát triển của nhiều loại vật nuôi cho thịt như heo, gà. Sự bổ sung lysine vào thức ăn cho phép sản xuất ra các loại thức ăn chăn nuôi rẻ tiền có nguồn gốc từ thực vật (bắp thay cho đậu nành) mà vẫn bảo đảm tỉ lệ tăng trưởng cao của vật nuôi, và hạn chế sự thải các sản phẩm chứa nitơ ra môi trường.[21] Tuy nhiên sự thải các sản phẩm phosphat từ việc dùng ngô làm thức ăn cho heo và gia cầm lại làm tăng chi phí bảo vệ môi trường và việc hấp thụ không triệt để lượng lysine trong ngô làm lảng phí, năng cao chi phí.[22]
Trong công nghiệp lysine được sản xuất từ sự lên men đường nhờ vi trùng. Các điều tra và nghiên cứu di truyền lúc bấy giờ đang tìm kiếm những dòng vi trùng cho hiệu suất cao hơn và được cho phép sản xuất lysine từ những nguồn khác nhau. [ 20 ]
