lisin ( Lys , K ) atau -diaminocaproic acid , adalah salah satu dari 22 asam amino yang membentuk protein organisme hidup dan manusia, dianggap penting, karena tidak memiliki rute untuk biosintesis.
Ditemukan oleh Drechsel pada tahun 1889 sebagai produk hidrolisis (penguraian) kaseinogen. Bertahun-tahun kemudian, Fischer, Siegfried, dan Hedin menetapkan bahwa itu juga merupakan bagian dari protein seperti gelatin, albumin telur, conglutin, fibrin, dan protein lainnya.
Struktur kimia asam amino Lysine (Sumber: Borb, melalui Wikimedia Commons)
Kejadiannya kemudian ditunjukkan pada bibit yang berkecambah dan di sebagian besar protein nabati yang diperiksa, yang kelimpahannya sebagai unsur penyusun umum dari semua protein seluler ditentukan.
Ini dianggap sebagai salah satu asam amino “pembatas” utama dalam makanan kaya sereal dan karena alasan ini diperkirakan mempengaruhi kualitas kandungan protein yang dikonsumsi oleh populasi terbelakang yang berbeda di dunia.
Beberapa penelitian telah menentukan bahwa asupan lisin mendukung produksi dan pelepasan hormon insulin dan glukagon, yang memiliki efek penting pada metabolisme energi tubuh.
Indeks artikel
Karakteristik
Lisin adalah asam -amino bermuatan positif, memiliki berat molekul 146 g / mol dan nilai konstanta disosiasi rantai sampingnya (R) adalah 10,53, yang menyiratkan bahwa, pada pH fisiologis, gugus amino substituennya sepenuhnya terionisasi, memberikan muatan positif bersih pada asam amino.
Keberadaannya dalam protein berbagai jenis organisme hidup mendekati 6% dan berbagai penulis menganggap bahwa lisin sangat penting untuk pertumbuhan dan perbaikan jaringan yang memadai.
Sel memiliki sejumlah besar turunan lisin, yang memenuhi keragaman besar fungsi fisiologis. Di antaranya adalah hidroksilisin, metil-lisin, dan lain-lain.
Ini adalah asam amino ketogenik, yang menyiratkan bahwa metabolismenya menghasilkan kerangka karbon dari substrat perantara untuk jalur pembentukan molekul seperti asetil-KoA, dengan pembentukan badan keton berikutnya di hati.
Tidak seperti asam amino esensial lainnya, ini bukan asam amino glukogenik. Dengan kata lain, degradasinya tidak berakhir dengan produksi perantara jalur penghasil glukosa.
Struktur
Lisin diklasifikasikan dalam kelompok asam amino basa, yang rantai sampingnya memiliki gugus yang dapat terionisasi dengan muatan positif.
Rantai sampingnya atau gugus R memiliki gugus amino primer kedua yang terikat pada atom karbon pada posisi dari rantai alifatiknya, oleh karena itu dinamakan “ε-aminokaproik”.
Ia memiliki atom karbon , di mana atom hidrogen, gugus amino, gugus karboksil, dan rantai samping R terikat, dicirikan oleh rumus molekul (-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3 +).
Karena rantai samping memiliki tiga gugus metilen, dan meskipun molekul lisin memiliki gugus amino bermuatan positif pada pH fisiologis, gugus R ini memiliki karakter hidrofobik yang kuat, itulah sebabnya ia sering ditemukan “terkubur” dalam struktur protein. hanya gugus -amino.
Gugus amino pada rantai samping lisin sangat reaktif dan umumnya berpartisipasi dalam situs aktif banyak protein dengan aktivitas enzimatik.
Fitur
Lisin, menjadi asam amino esensial, memenuhi berbagai fungsi sebagai mikronutrien, terutama pada manusia dan hewan lain, tetapi juga merupakan metabolit dalam organisme yang berbeda seperti bakteri, ragi, tanaman dan ganggang.
Sifat-sifat rantai sampingnya, khususnya gugus -amino yang terikat pada rantai hidrokarbon yang mampu membentuk ikatan hidrogen, memberikan sifat khusus yang membuatnya berperan serta dalam reaksi katalitik berbagai jenis enzim.
Hal ini sangat penting untuk pertumbuhan normal dan recaraling otot. Selain itu, ini adalah molekul prekursor untuk karnitin, senyawa yang disintesis di hati, otak, dan ginjal yang bertanggung jawab untuk mengangkut asam lemak ke mitokondria untuk produksi energi.
Asam amino ini juga diperlukan untuk sintesis dan pembentukan kolagen, protein penting dari sistem jaringan ikat dalam tubuh manusia, oleh karena itu berkontribusi pada pemeliharaan struktur kulit dan tulang.
Ini memiliki fungsi yang diakui secara eksperimental di:
– Perlindungan usus terhadap rangsangan stres, kontaminasi dengan patogen bakteri dan virus, dll.
– Mengurangi gejala kecemasan kronis
– Mendorong pertumbuhan bayi yang tumbuh di bawah diet berkualitas rendah
Biosintesis
Manusia dan mamalia lain tidak dapat mensintesis asam amino lisin in vivo dan karena alasan inilah mereka harus memperolehnya dari protein hewani dan nabati yang dimakan bersama makanan.
Dua jalur yang berbeda untuk biosintesis lisin telah berevolusi di alam: satu digunakan oleh bakteri, tumbuhan, dan jamur “rendah”, dan satu digunakan oleh euglenaid dan jamur “tinggi”.
Biosintesis lisin pada tumbuhan, menurunkan jamur, dan bakteri
Dalam organisme ini, lisin diperoleh dari asam diaminopimelat melalui rute 7 langkah yang dimulai dengan piruvat dan semialdehida aspartat. Untuk bakteri, misalnya, rute ini melibatkan produksi lisin untuk tujuan (1) sintesis protein, (2) sintesis diaminopimelat, dan (3) sintesis lisin yang akan digunakan di dinding sel peptidoglikan.
Aspartat, dalam organisme yang menyajikan jalur ini, tidak hanya menimbulkan lisin, tetapi juga mengarah pada produksi metionin dan treonin.
Jalur menyimpang dalam semialdehida aspartat untuk produksi lisin dan homoserin, yang merupakan prekursor untuk treonin dan metionin.
Biosintesis lisin pada jamur yang lebih tinggi dan euglenid
Sintesis lisin de novo pada jamur yang lebih tinggi dan mikroorganisme euglenid terjadi melalui perantara L-α-aminoadipate, yang ditransformasikan berkali-kali dengan cara yang berbeda dari pada bakteri dan tanaman.
Rute ini terdiri dari 8 langkah enzimatik, yang melibatkan 7 zat antara bebas. Paruh pertama dari jalur berlangsung di mitokondria dan mencapai sintesis -aminoadipat. Konversi -aminoadipate menjadi L-lisin terjadi kemudian di sitosol.
– Langkah pertama dari rute ini terdiri dari kondensasi molekul -ketoglutarat dan asetil-KoA oleh enzim homositrat sintase, yang menghasilkan asam homositrat.
– Asam homocytric didehidrasi menjadi asam cis- homoaconitic, yang kemudian diubah menjadi asam homoisocitric oleh enzim homoaconitase.
– Asam homoisositrat dioksidasi oleh homoisositrat dehidrogenase, sehingga mencapai pembentukan sementara oksoglutarat, yang kehilangan satu molekul karbon dioksida (CO2) dan berakhir sebagai asam -katoadipat.
– Senyawa terakhir ini ditransaminasi oleh proses yang bergantung pada glutamat berkat kerja enzim aminoadipate aminotransferase, yang menghasilkan asam L-α-aminoadipat.
– Rantai samping asam L-α-aminoadipat direduksi menjadi asam L-α-aminoadipat-δ-semialdehida oleh aksi reduktase aminoadipat, suatu reaksi yang membutuhkan ATP dan NADPH.
– Sukropin reduktase kemudian mengkatalisis kondensasi asam L-α-aminoadipat-δ-semialdehida dengan molekul L-glutamat. Selanjutnya, imino berkurang dan sakaropin diperoleh.
– Akhirnya, ikatan karbon-nitrogen di bagian glutamat dari sakaropin “dipotong” oleh enzim sakaropin dehidrogenase, menghasilkan asam L-lisin dan -ketoglutarat sebagai produk akhir.
Alternatif untuk lisin
Tes dan analisis eksperimental yang dilakukan dengan tikus dalam periode pertumbuhan telah memungkinkan untuk menjelaskan bahwa – N -asetil-lisin dapat menggantikan lisin untuk mendukung pertumbuhan keturunan dan ini berkat adanya enzim: -lisin asilase .
Enzim ini mengkatalisis hidrolisis ε- N -acetyl-lisin untuk menghasilkan lisin, dan ia melakukannya dengan sangat cepat dan dalam jumlah besar.
Degradasi
Pada semua spesies mamalia, langkah pertama dalam degradasi lisin dikatalisis oleh enzim lisin-2-oksoglutarat reduktase, yang mampu mengubah lisin dan -oksoglutarat menjadi sakaropin, suatu turunan asam amino yang terdapat dalam cairan fisiologis hewan dan keberadaannya di dalamnya. ditunjukkan pada akhir 1960-an.
Sukropin diubah menjadi -aminoadipat -semialdehida dan glutamat oleh aksi enzim sakaropin dehidrogenase. Enzim lain juga mampu menggunakan sakropin sebagai substrat untuk menghidrolisisnya menjadi lisin dan -oksoglutarat lagi, dan ini dikenal sebagai sakaropin oksidoreduktase.
Sakropin, salah satu perantara metabolisme utama dalam degradasi lisin, memiliki tingkat pergantian yang sangat tinggi, dalam kondisi fisiologis, itulah sebabnya ia tidak terakumulasi dalam cairan atau jaringan, yang telah ditunjukkan oleh aktivitas tinggi yang ditemukan dari sakaropin dehidrogenase.
Namun, jumlah dan aktivitas enzim yang terlibat dalam metabolisme lisin sangat bergantung pada berbagai aspek genetik dari setiap spesies tertentu, karena ada variasi intrinsik dan mekanisme kontrol atau regulasi khusus.
“Sakaropinuria”
Ada kondisi patologis yang berhubungan dengan hilangnya banyak asam amino seperti lisin, citrulline dan histidin melalui urin dan ini dikenal sebagai “saccharopinuria”. Sucropin adalah turunan asam amino dari metabolisme lisin yang diekskresikan bersama dengan tiga asam amino yang disebutkan dalam urin pasien “sacropinuric”.
Sacropin awalnya ditemukan dalam ragi bir dan merupakan prekursor lisin dalam mikroorganisme ini. Pada organisme eukariotik lainnya, senyawa ini diproduksi selama degradasi lisin di mitokondria hepatosit.
Makanan kaya lisin
Lisin diperoleh dari makanan yang dikonsumsi dalam makanan dan rata-rata kebutuhan manusia dewasa setidaknya 0,8 g per hari. Hal ini ditemukan dalam banyak protein yang berasal dari hewan, terutama dalam daging merah seperti daging sapi, domba dan ayam.
Hal ini ditemukan pada ikan seperti tuna dan salmon dan dalam makanan laut seperti tiram, udang dan kerang. Hal ini juga hadir dalam protein penyusun produk susu dan turunannya.
Dalam makanan nabati, ditemukan dalam kentang, paprika, dan daun bawang. Hal ini juga dalam alpukat, persik dan pir. Dalam kacang-kacangan seperti kacang merah, buncis dan kedelai; dalam biji labu, kacang macadamia dan kacang mete (merey, jambu mete, dll).
Manfaat asupannya
Asam amino ini termasuk dalam banyak obat formulasi nutraceutical, yaitu diisolasi dari senyawa alam, terutama tumbuhan.
Ini digunakan sebagai antikonvulsan dan juga telah terbukti efektif dalam menghambat replikasi Virus Herpes Simplex tipe 1 (HSV-1), yang biasanya muncul pada saat stres, ketika sistem kekebalan tertekan atau “melemah” seperti lecet, atau herpes di bibir.
Kemanjuran suplemen L-lisin untuk pengobatan luka dingin adalah karena fakta bahwa ia “bersaing” atau “memblokir” arginin, asam amino protein lain, yang diperlukan untuk penggandaan HSV-1.
Telah ditentukan bahwa lisin juga memiliki efek anti-ansiolitik, karena membantu memblokir reseptor yang terlibat dalam respons terhadap berbagai rangsangan stres, selain berpartisipasi dalam pengurangan kadar kortisol, “hormon stres”.
Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa itu dapat berguna untuk menghambat pertumbuhan tumor kanker, untuk kesehatan mata, untuk mengontrol tekanan darah, antara lain.
Pada hewan
Strategi umum untuk mengobati infeksi virus herpes I pada kucing adalah suplementasi lisin. Namun, beberapa publikasi ilmiah menetapkan bahwa asam amino ini tidak memiliki, pada kucing, sifat antivirus, melainkan bertindak dengan mengurangi konsentrasi arginin.
Dalam kesehatan bayi
Asupan eksperimental L-lisin, ditambahkan ke susu bayi selama periode menyusui, telah terbukti bermanfaat untuk mendapatkan massa tubuh dan induksi nafsu makan pada anak-anak selama tahap pertama perkembangan pascakelahiran.
Namun, kelebihan L-lisin dapat menyebabkan ekskresi asam amino urin yang berlebihan, baik yang bersifat netral maupun yang bersifat basa, yang mengakibatkan ketidakseimbangan tubuh.
Suplementasi L-lisin yang berlebihan dapat menyebabkan penekanan pertumbuhan dan efek histologis lain yang jelas pada organ utama, mungkin karena hilangnya asam amino dalam urin.
Dalam studi yang sama juga ditunjukkan bahwa suplementasi lisin meningkatkan sifat nutrisi protein nabati yang dicerna.
Penelitian serupa lainnya yang dilakukan pada orang dewasa dan anak-anak dari kedua jenis kelamin di Ghana, Suriah dan Bangladesh, menunjukkan manfaat asupan lisin untuk mengurangi diare pada anak-anak dan beberapa kondisi pernapasan yang fatal pada pria dewasa.
Gangguan defisiensi lisin
Lisin, seperti semua asam amino esensial dan non-esensial, diperlukan untuk sintesis protein seluler yang benar yang berkontribusi pada pembentukan sistem organ tubuh.
Defisiensi lisin yang mencolok dalam makanan, karena merupakan asam amino esensial yang tidak diproduksi oleh tubuh, dapat mengakibatkan perkembangan gejala kecemasan yang dimediasi oleh serotonin, selain diare, juga terkait dengan reseptor serotonin.
Referensi
- Bol, S., & Bunnik, EM (2015). Suplementasi lisin tidak efektif untuk pencegahan atau pengobatan infeksi virus herpes kucing 1 pada kucing: Tinjauan sistematis. Penelitian Veteriner BMC , 11 (1).
- Carson, N., Scally, B., Neill, D., & Carré, I. (1968). Saccharopinuria: Kesalahan Baru Lahir dari Metabolisme Lisin. Alam , 218 , 679.
- Colina R, J., Díaz E, M., Manzanilla M, L., Araque M, H., Martínez G, G., Rossini V, M., & Jerez-Timaure, N. (2015). Evaluasi kadar lisin yang dapat dicerna dalam makanan dengan kepadatan energi tinggi untuk babi akhir. Majalah MVZ Cordoba , 20 (2), 4522.
- Fellows, BFCI, & Lewis, MHR (1973). Metabolisme Lisin pada Mamalia. Jurnal Biokimia , 136 , 329-334.
- Fornazier, RF, Azevedo, RA, Ferreira, RR, & Varisi, VA (2003). Katabolisme lisin: Aliran, peran metabolisme, dan regulasi. Jurnal Fisiologi Tumbuhan Brasil , 15 (1), 9–18.
- Ghosh, S., Smriga, M., Vuvor, F., Suri, D., Mohammed, H., Armah, SM, & Scrimshaw, NS (2010). Pengaruh suplementasi lisin pada kesehatan dan morbiditas pada mata pelajaran milik rumah tangga pinggiran kota yang miskin di Accra, Ghana. American Journal of Clinical Nutrition , 92 (4), 928-939.
- Hutton, CA, Perugini, MA, & Gerrard, JA (2007). Penghambatan biosintesis lisin: Sebuah strategi antibiotik berkembang. BioSistem Molekuler , 3 (7), 458–465.
- Kalogeropoulou, D., LaFave, L., Schweim, K., Gannon, MC, & Nuttall, FQ (2009). Konsumsi lisin secara nyata melemahkan respons glukosa terhadap glukosa yang dicerna tanpa mengubah respons insulin. American Journal of Clinical Nutrition , 90 (2), 314-320.
- Nagai, H., & Takeshita, S. (1961). Efek nutrisi suplementasi L-Lysine pada Pertumbuhan Bayi dan Anak. Pediatria Japonica , 4 (8), 40–46.
- O’Brien, S. (2018). saluran kesehatan. Diakses pada 4 September 2019, dari www.healthline.com/nutrition/lysine-benefits
- Zabriskie, TM, & Jackson, MD (2000). Biosintesis dan metabolisme lisin pada jamur. Laporan Produk Alami , 17 (1), 85–97.
