Свойства глутаминовой кислоты и глутамина

Глутаминовая кислота  или глутамат – относится к группе дикарбоновых аминокислот, т.е. имеет два кислотных хвоста СООН. Из-за наличия двух кислотных остатков глутамат, наряду с аспартатом, относят к «кислым» аминокислотам. Кислотные остатки придают глутамату гидрофильные свойства, т.е. аминокислота хорошо растворяется в воде. Так как вода – это универсальная среда для всех реакций, глутамат – активное соединение, задействованное на ключевых этапах биохимического конвейера.

Атом водорода на кислотном хвосте весьма подвижен, что позволяет устанавливать водородные связи, которые придают белку, где вставлена глутаминовая кислота, третичную структуру.

L-глутаминовая кислота глутамин

Она – сестра аспарагиновой кислоты, но длиннее на один углеводородный радикал. В организме глутаминовая и аспарагиновая кислоты, как те подруги, которые «с Тамарой ходят парой»: они выполняют схожие функции, и, мало того, постоянно перетекают одна в другую.

Глутамат является условно-заменимой протеиногенной аминокислотой, т.е. организм способен самостоятельно синтезировать ее, но не во всех тканях. Она идет на строительство многих белков, в первую очередь мышечных. Так ее содержание в миозине достигает 22%, в актине – 15%.

Содержание в организме составляет 25% от всех аминокислот, в больших количествах она присутствует в следующих органах и тканях (в мг.): мышцы – 6000, головной мозг – 2250, почки – 680, печень – 670, плазма крови – 40. В среднем, общее содержание глутаминовой кислоты в организме – 9640 мг, т.е. почти десять кило.

Глутамин – амид глутаминовой кислоты, т.е. соединение, в котором у второго кислотного хвоста атом водорода заменен на вторую аминную группу – этакая химера, у которой на хвосте выросла вторая голова.

Глутаминовая кислота придает продуктам «мясной вкус». Широко-распространенная пищевая добавка глутамат натрия – это ее натриевая соль, так что дефицит этого соединения нам точно не грозит. В Юго-Восточной Азии в связи со сложившимися там пищевыми привычками  потребление этой аминокислоты составляет: Тайвань – 3 г. на человека в сутки, Япония – 1,6, для сравнения: Италия – 0,4 г. , США – 0,35 г.

Исследования токсичности глутамата натрия проводились, начиная с 1970 г. Первоначально концентрация в 120 мг на кг. массы тела человека все еще считалась безопасной, т.е. человек, массой 60 кг. может без вреда для здоровья потребить 7,2 г. глутамата в сутки. В 1987 г. объединенный комитет экспертов ФАО\ВОЗ постановил: «допустимая суточная доза – не устанавливается». Такой норматив устанавливается для веществ, потребление которых с пищей значительно превышает его возможное потребление в качестве добавок. Конечно, низкая токсичность глутамата не означает, что его можно жрать ложками.

Глутаминовая кислота относится к глюкогенным аминокислотам, т.е. она может стать источником глюкозы для организма. Глюкоза –  все равно что  бензин для мотора, а биохимический конвейер остановиться не может, горючка должна поступать постоянно. А если нет? В первую очередь в расход идут мышечные белки, выбрасывая в кровеносное русло глутамин – производное глутамата. Глутамин из крови поступает в кишечник, который перерабатывает его в аланин, а уже тот всасывается в печень, которая через пируват изготавливает из него глюкозу. Процесс активно идет во время сна и при интенсивных мышечных нагрузках.

Перетренированность – это состояние, когда в результате физической нагрузки мышцы отдали весь запас глутамина, и его концентрация в крови упала ниже критичной, причем она может не восстанавливаться в течение долгого времени (до 14 дней). Естественно, это сопровождается утомлением, ибо нет горючки для работы мотора, а в основе – недостаток аминокислоты.

Биосинтез в организме

Глутамат – аминокислота, на которой, как на узловой станции, пересекаются биохимические цепочки превращений множества соединений.

Она образуется в реакции переаминирования, когда аминная голова переносится с другой аминокислоты на α – кетоглуторат. В роли донора аминной головы выступают большинство аминокислот, образующихся при распаде белков: аланин, аспарагиновая кислота, валин, лейцин, изолейцин, орнитин, тирозин и фенилаланин. Для реакции переаминирования нужен пиридоксальфосфат (витамин В 6), который является переносчиком аминной головы от донорской аминокислоты к реципиенту.  Глутамат может также образовываться при восстановительном аминировании из пролина, гистидина, глутамина, орнитина и аргинина.

Глутаминовая кислота является коллектором, куда собираются все аминные группы от всех аминокислот, подвергающихся расщеплению. Таким образом распад всех аминокислот приводит к образованию одного продукта, и этот продукт – глутамат. Промежуточным продуктом, принимающим аминные головы, выступает α – кетоглуторат.

Другой путь синтеза глутаминовой кислоты – это отщепление аминной группы от глутамина. Реакция обратима и имеет большой смысл, ибо таким образом утилизируется аммиак, постоянно образующийся в организме при расщеплении аминокислот.