色氨酸代谢研究进展
2021-11-29苟小军杨晓露高珊珊
苟小军 杨 艳 杨晓露 曹 姗 高珊珊
Trp也称为α-氨基-β-吲哚丙酸,自从1910年阐明其作用以来,受到了越来越多的关注。近几十年来,人们对Trp进行了大量研究,国外不仅在Trp的合成、营养、代谢及其生理生化特性方面进行了大量研究,而且在生产、医药、健康等方面也被广泛应用[1]。Trp作为一种营养物质,是唯一通过非共价键与血清蛋白结合的氨基酸,这种结合与其分子结构有关[2]。Trp是细胞激活和增殖所必需的氨基酸。Trp沿犬尿氨酸(kynurenine,KYN)途径分解的代谢产物有3-羟基犬尿氨酸、邻氨基苯甲酸、3-HAA、哇琳酸(quinolinic acid,QA)、KYN等。在这种特殊的微环境下,导致必需氨基酸的功能减弱,其分解可抑制T细胞的增殖[3]。Trp是一种必需的氨基酸,在蛋白质合成中起着重要作用,但其比例非常低(<1%)。此外,Trp及其代谢产物在其他生物功能中也有重要作用,包括产生5-羟色胺(5-HT)、褪黑激素等生物活性分子。研究证明含有5-HT、褪黑激素、酪氨酸(tyrosine,KYNA)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADP)等的Trp代谢物对正常代谢和器官功能至关重要[4]。
一、Trp的生理作用
Trp是一种芳香族氨基酸代谢物,在调节生长和摄食、情绪和行为以及免疫反应等方面具有广泛的生理功能,它是人体必需的氨基酸之一,人体不能合成,必须从日常饮食(植物和细菌)中获取[5]。Trp代谢的KYNA途径激活导致潜在的抑制性Trp分解代谢产物的增加和Trp合成5-HT的可用性降低[6]。另有研究发现,与氨基酸生物合成相关的基因中至少有5%是Trp基因,这也证明了Trp在人体生理功能中的作用[7]。KYN途径中的第1步和限速步骤是Trp吲哚环的氧化裂解,形成了正甲酰犬尿氨酸,后者会自发分解为KYN,由干扰素(interferon,IFN)-γ19诱导的吲哚胺2,3-双加氧酶-1(indoleamine-2,3-dioxygenase,IDO-1)催化该步骤,Trp失调可能在谷氨酸(glutamate,Glu)系统中也具有极其重要的作用。Trp途径中的关键代谢产物KYN与精神分裂症有密切关系,Trp可以通过两种途径进行代谢,即甲氧吲哚和犬尿氨酸酶(kynurenase,KYNs)途径[8]。……
