Arginine

Arginine, ook wel bekend als l-arginine (symbool Arg of R), is een α-aminozuur dat wordt gebruikt bij de biosynthese van eiwitten. Het bevat een α-aminogroep, een α-carbonzuurgroep en een zijketen bestaande uit een 3-koolstof alifatische rechte keten die eindigt op een guanidinogroep. Bij fysiologische pH wordt het carbonzuur gedeprotoneerd (−COO−), wordt de aminogroep geprotoneerd (−NH3 +) en wordt de guanidinogroep geprotoneerd om de guanidiniumvorm te geven (-C- (NH2) 2+), waardoor arginine ontstaat een geladen, alifatisch aminozuur. Het is de voorloper van de biosynthese van stikstofmonoxide. Het wordt gecodeerd door de codons CGU, CGC, CGA, CGG, AGA en AGG.

Arginine wordt geclassificeerd als een semi-essentieel of voorwaardelijk essentieel aminozuur, afhankelijk van het ontwikkelingsstadium en de gezondheidstoestand van het individu. Te vroeg geboren baby's zijn niet in staat om intern arginine te synthetiseren of aan te maken, waardoor het aminozuur qua voedingswaarde voor hen essentieel is. De meeste gezonde mensen hoeven arginine niet aan te vullen omdat het een bestanddeel is van alle eiwitbevattende voedingsmiddelen en via citrulline in het lichaam kan worden aangemaakt uit glutamine.

Het wordt traditioneel verkregen door hydrolyse van verschillende goedkope eiwitbronnen, zoals gelatine. Het wordt commercieel verkregen door fermentatie. Op deze manier kan 25-35 g / liter worden geproduceerd met glucose als koolstofbron.

-Dieetbronnen

Arginine is een voorwaardelijk essentieel aminozuur bij mensen en knaagdieren, omdat het afhankelijk van de gezondheidsstatus of levenscyclus van het individu nodig kan zijn. Terwijl gezonde volwassenen bijvoorbeeld in hun eigen behoefte aan arginine kunnen voorzien, hebben onvolwassen en snelgroeiende individuen arginine nodig in hun dieet, en het is ook essentieel onder fysiologische stress, bijvoorbeeld tijdens herstel na brandwonden, letsel en sepsis, of wanneer de dunne darm en de nieren, de belangrijkste plaatsen van de biosynthese van arginine, beschadigd zijn. Het is echter een essentieel aminozuur voor vogels, omdat ze geen ureumcyclus hebben. Voor sommige carnivoren, bijvoorbeeld katten, honden en fretten, is arginine essentieel, omdat na een maaltijd hun zeer efficiënte eiwitkatabolisme grote hoeveelheden ammoniak produceert die via de ureumcyclus moeten worden verwerkt, en zo niet genoeg arginine aanwezig is, kan de resulterende ammoniakvergiftiging dodelijk zijn. In de praktijk is dit geen probleem, omdat vlees voldoende arginine bevat om deze situatie te voorkomen.

Dierlijke bronnen van arginine omvatten vlees, zuivelproducten en eieren en plantaardige bronnen omvatten alle soorten zaden, bijvoorbeeld granen, bonen en noten.

-Biosynthese

Arginine wordt gesynthetiseerd uit citrulline in het metabolisme van arginine en proline door de opeenvolgende werking van de cytosolische enzymen argininosuccinate synthetase en argininosuccinate lyase. Dit is een energetisch kostbaar proces, omdat voor elk molecuul argininosuccinaat dat wordt gesynthetiseerd, één molecuul adenosinetrifosfaat (ATP) wordt gehydrolyseerd tot adenosinemonofosfaat (AMP), waarbij twee ATP-equivalenten worden verbruikt.

Citrulline kan worden afgeleid uit meerdere bronnen:

-uit arginine zelf via stikstofoxidesynthase, als bijproduct van de productie van stikstofmonoxide voor signaleringsdoeleinden
-van ornithine door de afbraak van proline of glutamine / glutamaat
-van asymmetrisch dimethylarginine via DDAH

De routes die arginine, glutamine en proline met elkaar verbinden, zijn bidirectioneel. Het netto gebruik of de productie van deze aminozuren is dus sterk afhankelijk van het celtype en het ontwikkelingsstadium.