Arginine - Arginine

Arginine
Formule squelettique de l'arginine
Formule squelettique de l'arginine
Arginine-de-xtal-3D-bs-17.png
Arginine-de-xtal-3D-sf.png
Noms
Autres noms
Acide 2-amino-5-guanidinopentanoïque
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
3DMet
1725411, 1725412 D , 1725413 L
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Banque de médicaments
Carte d'information de l'ECHA 100.000.738 Modifiez ceci sur Wikidata
Numéro CE
364938 D
KEGG
Engrener Arginine
CID PubChem
Numéro RTECS
UNII
  • InChI=1S/C6H14N4O2/c7-4(5(11)12)2-1-3-10-6(8)9/h4H,1-3,7H2,(H,11,12)(H4,8, 9,10) ChèqueOui
    Clé : ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N ChèqueOui
  • D/L : NC(CCCNC(N)=N)C(O)=O
  • D Zwitterion : [NH3+]C(CCCNC(N)=N)C([O-])=O
  • L Zwitterion protoné : [NH3+]C(CCCNC(N)=[NH2+])C([O-])=O
Propriétés
C 6 H 14 N 4 O 2
Masse molaire 174,204  g·mol -1
Apparence Cristaux blancs
Odeur Inodore
Point de fusion 260 °C ; 500 °F; 533 K
Point d'ébullition 368 °C (694 °F; 641 K)
14,87 g/100 ml (20 °C)
Solubilité légèrement soluble dans l' éthanol
insoluble dans l'éther éthylique
log P −1.652
Acidité (p K a ) 2,18 (carboxyle), 9,09 (amino), 13,2 (guanidino)
Thermochimie
232,8 JK -1 mol -1 (à 23,7 °C)
250,6 JK -1 mol -1
Std enthalpie de
formation
f H 298 )
−624.9–−622.3 kJ mol −1
Enthalpie de
combustion
standardc H 298 )
−3.7396–−3.7370 MJ mol −1
Pharmacologie
B05XB01 ( OMS ) S
Dangers
Fiche de données de sécurité Voir : page de données
www.sigmaaldrich.com
Pictogrammes SGH GHS07 : Nocif
Mention d'avertissement SGH Avertissement
H319
P305+351+338
Dose ou concentration létale (LD, LC) :
DL 50 ( dose médiane )
5110 mg/kg (rat, orale)
Composés apparentés
Acides alcanoïques apparentés
Composés apparentés
Page de données supplémentaires
Indice de réfraction ( n ),
Constante diélectriquer ), etc.

Données thermodynamiques
Comportement des phases
solide-liquide-gaz
UV , IR , RMN , MS
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
??N vérifier  ( qu'est-ce que c'est   ?) ChèqueOui??N
Références de l'infobox

L'arginine , également connue sous le nom de l- arginine (symbole Arg ou R ), est un acide -aminé utilisé dans la biosynthèse des protéines . Il contient un groupe α- amino , un groupe acide -carboxylique et une chaîne latérale constituée d'une chaîne droite aliphatique à 3 atomes de carbone se terminant par un groupe guanidino . A pH physiologique, l'acide carboxylique est déprotoné (−COO ), le groupe amino est protoné (−NH 3 + ), et le groupe guanidino est également protoné pour donner la forme guanidinium (-C-(NH 2 ) 2 + ) , faisant de l'arginine un acide aminé aliphatique chargé. C'est le précurseur de la biosynthèse de l'oxyde nitrique . Il est codé par les codons CGU, CGC, CGA, CGG, AGA et AGG.

L'arginine est classée comme un acide aminé semi- essentiel ou conditionnellement essentiel , selon le stade de développement et l'état de santé de l'individu. Les nourrissons prématurés sont incapables de synthétiser ou de créer de l'arginine en interne, ce qui rend l'acide aminé essentiel pour eux sur le plan nutritionnel. La plupart des personnes en bonne santé n'ont pas besoin de se supplémenter en arginine car elle fait partie de tous les aliments contenant des protéines et peut être synthétisée dans le corps à partir de la glutamine via la citrulline .

Histoire

L'arginine a été isolée pour la première fois en 1886 à partir de semis de lupin jaune par le chimiste allemand Ernst Schulze et son assistant Ernst Steiger. Il l'a nommé du grec árgyros (ἄργυρος) qui signifie « argent » en raison de l'aspect blanc argenté des cristaux de nitrate d'arginine. En 1897, Schulze et Ernst Winterstein (1865-1949) ont déterminé la structure de l'arginine. Schulze et Winterstein ont synthétisé l'arginine à partir d' ornithine et de cyanamide en 1899, mais certains doutes sur la structure de l'arginine ont persisté jusqu'à la synthèse de Sørensen en 1910.

Sources

Production

Elle est traditionnellement obtenue par hydrolyse de diverses sources de protéines bon marché, comme la gélatine . Il est obtenu commercialement par fermentation. De cette façon, 25-35 g/litre peuvent être produits, en utilisant le glucose comme source de carbone.

Sources alimentaires

L'arginine est un acide aminé conditionnellement essentiel chez les humains et les rongeurs, car il peut être nécessaire en fonction de l'état de santé ou du cycle de vie de l'individu. Les adultes en bonne santé produisent généralement suffisamment d'arginine pour les besoins de leur propre corps, mais les individus immatures et en croissance rapide ont besoin d'arginine supplémentaire dans leur alimentation. L'arginine alimentaire supplémentaire est nécessaire pour les personnes en bonne santé soumises à un stress physiologique, par exemple lors de la récupération de brûlures, de blessures et de septicémie, ou si les principaux sites de biosynthèse de l'arginine, l' intestin grêle et les reins , ont une fonction réduite.

L'arginine est un acide aminé essentiel pour les oiseaux, car ils n'ont pas de cycle de l'urée . Pour certains carnivores, par exemple les chats, les chiens et les furets, l'arginine est essentielle, car après un repas, leur catabolisme protéique très efficace produit de grandes quantités d' ammoniac qui doivent être traitées par le cycle de l'urée, et s'il n'y a pas assez d'arginine, le la toxicité résultante de l'ammoniac peut être mortelle. Ce n'est pas un problème en pratique, car la viande contient suffisamment d'arginine pour éviter cette situation.

Les sources animales d'arginine comprennent la viande, les produits laitiers et les œufs, et les sources végétales comprennent les graines de tous types, par exemple les céréales, les haricots et les noix.

Biosynthèse

L'arginine est synthétisée à partir de la citrulline dans le métabolisme de l' arginine et de la proline par l'action séquentielle des enzymes cytosoliques argininosuccinate synthetase et argininosuccinate lyase . C'est un processus énergétiquement coûteux, car pour chaque molécule d' argininosuccinate synthétisée, une molécule d' adénosine triphosphate (ATP) est hydrolysée en adénosine monophosphate (AMP), consommant deux équivalents ATP.

La citrulline peut être dérivée de plusieurs sources :

Les voies reliant l'arginine, la glutamine et la proline sont bidirectionnelles. Ainsi, l'utilisation ou la production nette de ces acides aminés dépend fortement du type de cellule et du stade de développement.

Biosynthèse de l'arginine.

Au niveau du corps entier, la synthèse de l'arginine s'effectue principalement via l'axe intestinal-rénal : les cellules épithéliales de l' intestin grêle produisent de la citrulline, principalement à partir de glutamine et de glutamate , qui est transportée dans la circulation sanguine jusqu'aux cellules du tubule proximal du rein , qui extraient la citrulline de la circulation et la convertissent en arginine, qui retourne dans la circulation. Cela signifie qu'une insuffisance de l'intestin grêle ou de la fonction rénale peut réduire la synthèse d'arginine, augmentant les besoins alimentaires.

La synthèse de l'arginine à partir de la citrulline se produit également à un faible niveau dans de nombreuses autres cellules, et la capacité cellulaire pour la synthèse de l'arginine peut être nettement augmentée dans des circonstances qui augmentent la production de NOS inductible . Cela permet à la citrulline, un sous-produit de la production d'oxyde nitrique catalysée par NOS, d'être recyclée en arginine dans une voie connue sous le nom de voie citrulline-NO ou arginine-citrulline. Ceci est démontré par le fait que, dans de nombreux types cellulaires, la synthèse de NO peut être soutenue dans une certaine mesure par la citrulline, et pas seulement par l'arginine. Ce recyclage n'est cependant pas quantitatif, car la citrulline s'accumule dans les cellules productrices de NO avec le nitrate et le nitrite , les produits finaux stables de la dégradation du NO.

Fonction

L'arginine joue un rôle important dans la division cellulaire , la cicatrisation des plaies , l'élimination de l'ammoniac du corps, la fonction immunitaire et la libération d'hormones. C'est un précurseur pour la synthèse de l'oxyde nitrique (NO), ce qui le rend important dans la régulation de la pression artérielle .

Protéines

La chaîne latérale de l'arginine est amphipathique , car à pH physiologique, elle contient un groupe guanidinium chargé positivement, très polaire, au bout d'une chaîne hydrocarbonée aliphatique hydrophobe . Étant donné que les protéines globulaires ont des intérieurs hydrophobes et des surfaces hydrophiles, l'arginine se trouve généralement à l'extérieur de la protéine, où le groupe de tête hydrophile peut interagir avec l'environnement polaire, par exemple en participant aux liaisons hydrogène et aux ponts salins. Pour cette raison, on le trouve fréquemment à l'interface entre deux protéines. La partie aliphatique de la chaîne latérale reste parfois sous la surface de la protéine.

Les résidus d'arginine dans les protéines peuvent être désimifiés par les enzymes PAD pour former de la citrulline, dans un processus de modification post-traductionnel appelé citrullination . Ceci est important dans le développement fœtal, fait partie du processus immunitaire normal, ainsi que du contrôle de l'expression des gènes, mais est également important dans les maladies auto-immunes . Une autre modification post-traductionnelle de l'arginine implique la méthylation par les protéines méthyltransférases .

Précurseur

L'arginine est le précurseur immédiat du NO, une molécule de signalisation importante qui peut agir comme un second messager , ainsi qu'un messager intercellulaire qui régule la vasodilatation, et a également des fonctions dans la réaction du système immunitaire à l'infection.

L'arginine est également un précurseur de l' urée , de l' ornithine et de l' agmatine ; est nécessaire à la synthèse de la créatine ; et peut également être utilisé pour la synthèse de polyamines (principalement par l'ornithine et dans une moindre mesure par l'agmatine, la citrulline et le glutamate.) La présence de diméthylarginine asymétrique (ADMA), un proche parent, inhibe la réaction de l'oxyde nitrique ; par conséquent, l'ADMA est considérée comme un marqueur des maladies vasculaires , tout comme la L- arginine est considérée comme le signe d'un endothélium sain .

Structure

Délocalisation de la charge dans le groupe guanidinium de l -Arginine

La chaîne latérale d' acides aminés de l'arginine est constituée d'une chaîne droite aliphatique à 3 carbones , dont l'extrémité distale est coiffée par un groupe guanidinium , qui a un p K a de 13,8, et est donc toujours protoné et chargé positivement au pH physiologique . En raison de la conjugaison entre la double liaison et les paires isolées d' azote , la charge positive est délocalisée, permettant la formation de multiples liaisons hydrogène .

Recherche

Hormone de croissance

L'arginine administrée par voie intraveineuse est utilisée dans les tests de stimulation de l'hormone de croissance car elle stimule la sécrétion de l'hormone de croissance . Un examen des essais cliniques a conclu que l'arginine orale augmente l'hormone de croissance, mais diminue la sécrétion d'hormone de croissance, qui est normalement associée à l'exercice. Cependant, un essai plus récent a rapporté que bien que l'arginine orale ait augmenté les taux plasmatiques de L- arginine, elle n'a pas provoqué d'augmentation de l'hormone de croissance.

Virus de l'herpès simplex (boutons de fièvre)

La recherche de 1964 sur les besoins en acides aminés du virus de l' herpès simplex dans les cellules humaines a indiqué que "... le manque d'arginine ou d' histidine , et peut-être la présence de lysine , interférerait de manière marquée avec la synthèse du virus", mais conclut qu'"aucune explication toute prête n'est disponible. disponible pour chacune de ces observations".

D'autres preuves médicales indiquent que « absorber plus d'arginine peut provoquer indirectement des boutons de fièvre en perturbant l'équilibre du corps entre l'arginine et un autre acide aminé appelé lysine ».

D'autres revues concluent que "l'efficacité de la lysine pour l' herpès labial peut résider davantage dans la prévention que dans le traitement". et que "l'utilisation de la lysine pour réduire la gravité ou la durée des épidémies" n'est pas soutenue, alors que des recherches supplémentaires sont nécessaires. Une étude de 2017 conclut que « les cliniciens pourraient envisager d'informer les patients qu'il existe un rôle théorique de la supplémentation en lysine dans la prévention des plaies d'herpès simplex, mais les preuves de la recherche sont insuffisantes pour le confirmer. Les patients atteints d'une maladie cardiovasculaire ou de la vésicule biliaire doivent être avertis et avertis des risques théoriques."

Hypertension artérielle

Une méta-analyse a montré que la L- arginine réduit la pression artérielle avec des estimations combinées de 5,4 mmHg pour la pression artérielle systolique et de 2,7 mmHg pour la pression artérielle diastolique.

La supplémentation en L- arginine réduit la pression artérielle diastolique et allonge la grossesse chez les femmes souffrant d' hypertension gestationnelle , y compris les femmes souffrant d' hypertension dans le cadre de la pré-éclampsie . Il n'a pas abaissé la tension artérielle systolique ni amélioré le poids à la naissance .

Schizophrénie

Les tests de chromatographie liquide et de chromatographie liquide/spectrométrie de masse ont tous deux montré que le tissu cérébral de schizophrènes décédés présentait une altération du métabolisme de l'arginine. Les tests ont également confirmé des niveaux significativement réduits d'acide γ-aminobutyrique (GABA), mais une augmentation de la concentration d' agmatine et du rapport glutamate/GABA dans les cas de schizophrénie. L'analyse de régression a indiqué des corrélations positives entre l'activité de l'arginase et l'âge d'apparition de la maladie et entre le niveau de L-ornithine et la durée de la maladie. De plus, des analyses groupées ont révélé que la L-arginine et ses principaux métabolites, la L-citrulline, la L-ornithine et l'agmatine, formaient des groupes distincts, qui étaient altérés dans le groupe schizophrénie. Malgré cela, les bases biologiques de la schizophrénie sont encore mal comprises, un certain nombre de facteurs, tels que l'hyperfonctionnement de la dopamine, l'hypofonction glutamatergique, les déficits GABAergiques, le dysfonctionnement du système cholinergique, la vulnérabilité au stress et les perturbations neurodéveloppementales, ont été liés à l'étiologie et/ou à la physiopathologie de la maladie.

Voir également

Sécurité

La L-arginine est reconnue comme sûre (statut GRAS) à des apports allant jusqu'à 20 grammes par jour.

Les références

Sources

  • Griffiths JR, Unwin RD (2016). Analyse des modifications post-traductionnelles des protéines par spectrométrie de masse . John Wiley & Fils. ISBN 978-1-119-25088-3.

Liens externes