A glutaminsav egy aminosav (rövidítése Glu vagy E). Anionja a glutamát. Egyike a 20 fehérjealkotó aminosavnak. Nem tartozik az esszenciális aminosavak közé, azaz az emberi szervezet is elő tudja állítani. Az emberi szervezet szabadaminosav-tartalmának legnagyobb részét teszi ki. A GAA és a GAG tripletek kódolják.
Ahogy neve is jelzi, oldalláncához karboxilcsoport kapcsolódik. Semleges (7-es) pH értéknél az amino-csoporthoz egy proton kapcsolódik, valamint az egyik, vagy mindkét karboxilcsoport ionizálódik. Az így keletkezett vegyület egyszeres negatív töltéssel rendelkezik, és glutamát a neve. A glutaminsav pKa értéke 4,1, azaz ennél kisebb pH-érték mellett a karboxilcsoportoknak kevesebb mint fele ionizálódik.
Szerepe A glutamin alapvető szerepet játszik a stresszre adott szervezeti válaszreakciókban, ennél fogva hiánya következtében sérül a szervezet védekezőkészsége. A glutamin ugyanis kulcsszerepet játszik számos metabolikus és immunológiai folyamatban, ezenkívül a legfontosabb energiaforrás a gyorsan osztódó sejtek, mint enterociták, limfociták számára, csökkenti a gyulladáskeltő és fokozza az gyulladáscsökkentő gyulladásos mediátorok termelődését, fokozza a sejt immunitást. A legfontosabb celluláris antioxidáns, a glutation prekurzora. Ezenkívül fokozza a bélnyálkahártya barrierfunkcióját.
Bioszintézise Kezdeti anyagok Keletkezett anyagok Enzimek Glutamin + H2O → Glu + NH3 GLS, GLS2 NAcGlu + H2O → Glu + Acetát (nem ismert) α-ketoglutarát + NADPH + → Glu + NADP+ + H2O GLUD1, GLUD2 α-ketoglutarát + α-aminosav → Glu + α-oxosav transzamináz 1-pirrolin-5-karboxilát + NAD+ + H2O → Glu + NADH ALDH4A1 N-formimino-L-glutamát + FH4 → Glu + 5-formimino-FH4 FTCD
Felhasználása és hatásmechanizmusa Lebontás
A glutamát kulcsfontosságú eleme a sejtszinten történő lebontásnak. Az emberi szervezet az elfogyasztott fehérjét első körben aminosavakká bontja, majd ezekből építi fel a számára szükséges fehérjéket. Az aminosavvá való bontás kulcseleme a transzamináció, amikor az aminosav aminocsoportja átadódik egy α-ketosavnak, általában egy transzamináznak nevezett enzim segítségével:
R1-aminosav + R2-α-ketosav R1-α-ketosav + R2-aminosav
Egy nagyon általános α-ketosav az α-ketoglutarát (más néven alfa-ketoglutársav), a citromsavciklus fontos eleme. Az α-ketoglutarát transzaminációjával glutamát keletkezik. Általában a reakció eredményeként létrejövő α-ketosav is hasznos vegyület.
Alanin + α-ketoglutarát piroszőlősav + glutamát
Aszparaginsav + α-ketoglutarát oxálacetát + glutamát
A piroszőlősav és az oxálacetát egyaránt fontos összetevői a glikolízisnek, valamint a citromsavciklusnak is.
A glutamát fontos szerepe, hogy a szervezetben található káros nitrogén eltávolításában nagy szerepet játszik. Deaminálódik, és ez által egy a glutamát-dehidrogenáz nevű enzim által katalizált, oxidatív reakció jön létre.
glutamát + víz + NADP+ → α-ketoglutarát + NADPH + ammónia + H+
Ezt követően az ammónia főként urea formában (mely a májban szintetizálódik) kerül ürítésre.
Szerepe neurotranszmitterként
A glutamát az emlősök idegrendszerében található legáltalánosabb serkentő neurotranszmitter. Nem tud átjutni a vér-agy gáton, így az anyagcserében részt vevő glutaminsav elkülönül a neurotranszmissziót végző glutaminsavtól. Ez utóbbi szintézise az agyban történik α-ketoglutársavból reduktív transzaminálással, vagy a glutamin dezaminálásával, és a neurális szinapszisok preszinaptikus sejtjében, a glutamát vezikulákban tárolódik. Az akciós potenciál hatására a vezikulák tartalma az intercelluláris térbe kerül, és aktiválja a posztszinaptikus sejten található glutamátreceptorokat (pl. NMDA receptor). A tanulás folyamatában, és a memória kialakulásában a glutamát nagy szerepét feltételezik.
Az ioncsatornák és glutaminsav-receptorok nagy többségét az ionotróp receptorok alkotják. A farmakológiai érzékenység alapján három csoportra oszthatók: NMDA (N-metil-D-aszpartát) AMPA kainsav
A másik glutamát receptortípus a G-fehérjecsatolt metabotróp receptor.
GABA prekurzor
A glutaminsav a gamma-aminovajsav (GABA) prekurzora, azaz szintetizálásához nélkülözhetetlen. A szintetizálás a hasnyálmirigyben, és az agyban nagy mennyiségben található glutaminsav-dekarboxiláz (GAD) nevű enzim hatására megy végbe.
Ízfokozó
Az élelmiszerekben a hozzáadott glutaminsavat E620 jelöli. Az ízfokozóként alkalmazott glutaminsavat általában melaszból, baktériumok erjesztésével készítik legnagyobb mennyiségben, de bármilyen növényi fehérjéből előállítható, mert a glutaminsav és a glutamát szinte minden fehérjében megtalálható. Az anyatejben, a paradicsomban és a szardíniában sok szabad glutamát található.
Élelmiszer Szabad glutamát (mg/100 g) Fehérjében található glutamát (mg/100 g) Vegemite (ausztrál szendvicskrém) 1400 Szójaszósz (kínai) 1090 Szójaszósz (japán) 782 Roquefort-sajt 1280 Parmezán-sajt 1200 9847 Szőlőlé 258 Paradicsom 140 238 Zöldborsó 200 5583 Kukorica 130 1765 Tehéntej 2 819 Anyatej 22 229 Tojás 23 1583 Csirke 44 3309 Kacsa 69 3636 Marhahús 33 2846 Sertéshús 23 2325 Lazac 20 2216 A glutaminsav a többi glutamáthoz (pl. nátrium-glutamát) hasonlóan az umami ízt adja, valamint felerősíti az élelmiszerek egyéb ízeit is. Legintenzívebb ízhatása a nátrium-glutamátnak van.
Számos élelmiszerben megtalálható, napi maximum beviteli mennyisége nincs meghatározva.
Előállítása
A kínai Fufeng Group Limited a glutaminsav legnagyobb előállítója, évente körülbelül 300 000 tonnát termel, míg a világ éves felhasználása 1,7 millió tonna, melynek nagy részét (1,1 millió tonnát) Kína használja fel.
Sói E621 nátrium-glutamát (MSG) E622 kálium-glutamát E623 kalcium-diglutamát E624 ammónium-glutamát E625 magnézium-diglutamát
A glutamátokat (a glutaminsav anionja) nátriummal, kalciumal, káliummal, magnéziummal ammóniával alkotott sóit az élelmiszeriparban széles körben alkalmazzák, mint általános ízfokozókat. Általában keményítőből, cukornádból, cukorrépából, vagy melaszból, erjesztés útján állítják elő őket. Ízük különböző intenzitású, jellegzetes umami íz. Legintenzívebb íze a nátrium-glutamátnak van. Főként alacsony sótartalmú élelmiszerek esetén fordulnak elő. Számos élelmiszerben előfordulhatnak, de leginkább a hús alapú, vagy hús ízű készítményekben alkalmazzák őket.
Számos forrás mellékhatásokról számol be (például az arra érzékenyeknél nyaki és hátfájást, gyengeséget, fejfájást, szapora szívdobogást okozhat, valamint némely források az egyik legveszélyesebb adalékanyagként említik), ugyanakkor tudományos vizsgálatok nem mutattak semmiféle káros mellékhatást. 12 hetesnél fiatalabb csecsemők esetében fogyasztása nem ajánlott. Napi maximum beviteli mennyisége nincs meghatározva.Food-Info.net : E-numbers : E621 : MonosodiumglutamateFood-Info.net : E-numbers : E624 : Ammonium glutamateFood-Info.net : E-numbers : E623 : Calcium glutamateFood-Info.net : E-numbers : E624 : Ammonium glutamateFood-Info.net : E-numbers : E625 : Magnesium glutamate
Jegyzetek
Források
Nelson DL and Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry, 4th edition
. Free text
Ádám–Dux–Faragó–Fésüs–Machovich–Mandl–Sümegi: Orvosi biokémia, 458–459. és 532–535. o. Medicina Könyvkiadó Zrt., 2006
Kategória:Élelmiszer-adalékanyagok Kategória:Fehérjealkotó aminosavak Kategória:Dikarbonsavak Kategória:Neurotranszmitterek Kategória:Szerves savak