miniatura|dereita|Estrutura química da lisina. miniatura|dereita|100px|Fórmula da lisina ionizada. A lisina (abreviada Lys ou K) é un aminoácido compoñente das proteínas sintetizadas polos seres vivos. É un dos dez aminoácidos esenciais para os seres humanos. A súa fórmula molecular é C6H14N2O2 e o seu nome IUPAC é ácido 2,6-diaminohexanoico. Está codificada polos codóns AAA e AAG. O seu punto isoeléctrico é 9,74.
Estrutura química Actúa quimicamente como unha base, igual que a arxinina e a histidina, xa que a súa cadea lateral contén un grupo amino protonable que a miúdo participa na formación de pontes de hidróxeno e como base xeral nas catálises.
Este grupo amino, ademais de darlle carga positiva ás proteínas, é acetilable por encimas específicos, coñecidos como acetiltransferases. Considérase que esta acetilación é unha modificación postraducional, xa que se produce despois da tradución da proteína a partir do ARN mensaxeiro. Porén, as súas modificacións postraducionais máis comúns inclúen a metilación do grupo ε-amino, que dá como resultado a metil-, dimetil- e a trimetillisina. Isto último ocorre na proteína calmodulina.
O coláxeno contén hidroxilisina, que se deriva da lisina a través da lisil hidroxilase. A O-glicosilación dos residuos de lisina no retículo endoplasmático ou no aparato de Golgi utilízase para marcar certas proteínas para a secreción fóra da célula.
Biosíntese Como aminoácido esencial, a lisina non se sintetiza no organismo dos animais e, por conseguinte, estes deben inxerilo como lisina ou como proteínas que conteñan lisina. Existen dúas rutas coñecidas para a biosíntese deste aminoácido. A primeira lévase a cabo en bacterias e plantas superiores, a través do ácido diaminopimélico, e a segunda na maior parte dos fungos superiores, por medio do ácido α-aminoadípico. Nas plantas e nos microorganismos a lisina sintetízase a partir de ácido aspártico, que se converte en primeiro lugar en β-aspartil-semialdehido. A ciclación xera dihidropicolinato, que se reduce a Δ1-piperidina-2,6-dicarboxilato. A apertura do anel deste heterociclo xera unha serie de derivados do ácido pimélico, que finalmente xeran lisina.
Algúns dos encimas que participan nesta biosíntese son os seguintes:Nelson, D. L.; Cox, M. M. Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a. ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
Aspartoquinase β-aspartato semialdehido deshidroxenase dihidropicolinato sintase Δ1-piperidina-2,6-dicarboxilato deshidroxenase N-succinil-2-amino-6-cetopimelato sintase Succinil diaminopimelato aminotransferase Succinil diaminopimelato desuccinilase Diaminopimelato epimerase Diaminopimelato descarboxilase
500px|esquerda|Síntese da lisina a partir do aspartato.
Metabolismo A lisina metabolízase nos mamíferos para dar acetil-CoA, a través dunha transaminación inicial con α-cetoglutarato. A degradación bacteriana da lisina dá como resultado cadaverina, a través dun proceso de descarboxilación.
A allisina é un derivado da lisina, utilizado na síntese da elastina e do coláxeno. Prodúcese pola acción do encima lisil oxidase sobre a lisina na matriz extracelular e é esencial na formación dos enlaces cruzados que estabilizan o coláxeno e a elastina.
Síntese A lisina sintética, racémica, coñécese desde hai moito tempo.Braun, J. V. “Synthese des inaktiven Lysins aus Piperidin" Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 1909, Volume 42, p 839-846. DOI: 10.1002/cber.190904201134. Unha síntese práctica iníciase a partir de caprolactama.Eck, J. C.; Marvel, C. S. “dl-Lysine Hydrochlorides” Organic Syntheses, Collected Volume 2, p.374 (1943). http://www.orgsyn.org/orgsyn/pdfs/CV2P0374.pdf
Degradación Na súa degradación oxidativa a lisina orixina acetoacetil-CoA, polo que é un aminoácido cetoxénico.
Fontes dietéticas Os requirimentos nutricionais de lisina son de 1,5 g diarios. Encóntrase en cantidades mínimas en todos os cereais (gramíneas), pero é moi abundante nos legumes. Son boas fontes de lisina os alimentos ricos en proteínas: carnes (especificamente as carnes vermellas, a de porco e a de ave), queixo (en particular o parmesano), algúns peixes (bacallau e sardiñas) e ovos.
Propiedades A L-lisina é un compoñente necesario para a síntese de todas as proteínas do organismo. Desempeña un papel central na absorción do calcio; na construción das proteínas musculares; na recuperación das intervencións cirúrxicas ou das mancaduras deportivas, e na produción de hormonas, encimas e anticorpos.
Modificación A lisina pode modificarse de diferentes maneiras: acetilación, metilación, ubiquitinación, sumoilación (unión de proteínas SUMO), biotinilación, carboxilación etc., o cal tende a modificar a función da proteína da cal a lisina modificada forma parte.
Importancia clínica Suxeriuse que a lisina pode ser beneficiosa para as persoas que presentan infeccións de herpes simplex. Porén, fan falta máis estudos para confirmar esta afirmación.
Existen conxugados de lisina que parecen ter propiedades prometedoras para o tratamento do cáncer, porque parece que provocan que as células cancerosas se autodestrúan cando o fármaco se utiliza en combinación co uso de fototerapia, sen danar ás células non cancerosas.
A lisina ten unha acción ansiolítica debido aos seus efectos sobre os receptores da serotonina. Un estudo en ratas demostrou que a sobreestimulación dos receptores 5-HT4 no tracto intestinal está asociada con patoloxías intestinais (diarreas) inducidas pola ansiedade. A lisina actúa como un antagonista da serotonina e reduce a sobreestimulación deses receptores, reducindo tamén os signos de ansiedade e os trastornos intestinais que esta induce. Outro estudo indica que a deficiencia de lisina leva a un incremento patolóxico da serotonina na amígdala, estrutura cerebral implicada na regulación emocional e a resposta ao estrés. Estudos en humanos tamén mostraron unha correlación negativa entre a redución dos niveis de inxestión de lisina e a ansiedade.
De acordo con estudos en animais a deficiencia de lisima causa immunodeficiencia..
A lisina, inxerida con L-carnitina, axuda a que a carnitina diminúa notablemente os niveis de colesterol no sangue.
Papel na nutrición animal A lisina é un aminoácido esencial limitante para moitas especies animais de importancia zootécnica. Cando se equilibran formulacións de alimentos para gando emprégase o concepto de "aminoácido limitante" para incorporar a cantidade correcta na dieta baseándose no contido de lisina dos distintos alimentos proteicos dispoñibles e o posible emprego de lisina sintética. Isto último é común e moi económico de facer na alimentación dos porcos e outras especies de interese zootécnico. O obxectivo é optimizar o crecemento do gando.
No caso da nutrición do gando leiteiro a lisina é tamén limitante xunto coa metionina, pero non se pode empregar lisina sintética directamente debido a que a fermentación microbiana no rume a destrúe en grande medida; porén, existen xa produtos comerciais cunha protección química que impide dita degradación, aínda que a rendibilidade económica deses produtos é discutible.
Notas
Véxase tamén Outros artigos Acetillisina Desaminación Sacaropina Lisina (homónimos)
Ligazóns externas Sobre as primeiras fases da biosíntese da lisina (en inglés) Sobre as últimas fases da biosíntese da lisina (en inglés) Sobre o catabolismo da lisina (en inglés) (Queen Mary, Universidade de Londres) Computational Chemistry Wiki en compchemwiki.org L-Lisina en PDRhealth.com
Categoría:Aminoácidos Categoría:Aminoácidos esenciais Categoría:Aminoácidos cetoxénicos