Asparagin

Asparagin
Strukturformel
Molekylmodell
Systematiskt namn(2S)-2-amino-3-karbamoylpropansyra
Övriga namn2-amino-3-karbamoylpropanoiksyra
Kemisk formelC4H8N2O3
Molmassa132,118 g/mol
UtseendeVita kristaller
CAS-nummer70-47-3
SMILESN[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O
Egenskaper
Densitet1,543 g/cm³
Löslighet (vatten)2,94 g/100 ml i vatten, löslig i syror, baser, försumbar i metanol, etanol, eter, bensen g/l
Smältpunkt234 °C
Kokpunkt438 °C
Faror
NFPA 704

0
1
0
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Asparagin (förkortas Asn eller N), amidobärnstensyreaminsyra, är en kemisk förening med formeln C2H3(NH2)(CONH2)COOH, summaformel C4H8N2O3, som används vid biosyntes av proteiner.

Ämnet är en av de 20 aminosyrorna som är byggstenar i proteiner. Ämnet tillhör gruppen hydrofila, polära aminosyror. Asparagin är monoamiden av asparaginsyra. I den genetiska koden kodas asparagin av två kodon: AAU och AAC.

Historik

Asparagin isolerades först 1806 i kristallin form av franska kemister Louis Nicolas Vauquelin och Pierre Jean Robiquet (då en ung assistent). Det isolerades från sparrisjuice, där det är rikligt förekommande, därav det valda namnet. Det var den första aminosyran som isolerades.

Tre år senare, 1809, identifierade Pierre Jean Robiquet ett ämne från lakritsrot med egenskaper som han kvalificerade som mycket lika asparagin, och som Plisson 1828 identifierade som rent asparagin.

Bestämningen av asparagins struktur krävde årtionden av forskning. Den empiriska formeln för asparagin bestämdes först 1833 av de franska kemisterna Antoine François Boutron Charlard och Théophile-Jules Pelouze och samma år gav den tyska kemisten Justus Liebig en mer exakt formel. År 1846 behandlade den italienska kemisten Raffaele Piria asparagin med salpetersyra, vilket tog bort molekylens amingrupper (–NH2) och omvandlade asparagin till äppelsyra. Detta avslöjade molekylens grundläggande struktur som en kedja av fyra kolatomer. Piria trodde att asparagin var en diamid av äppelsyra, men 1862 visade den tyska kemisten Hermann Kolbe att detta antagande var fel. Istället drog Kolbe slutsatsen att asparagin var en amid av en amin av bärnstenssyra.

År 1886 upptäckte den italienska kemisten Arnaldo Piutti (1857–1928) en spegelbild eller "enantiomer" av den naturliga formen av asparagin, som delade många av asparaginens egenskaper, men som också skilde sig från den. Eftersom strukturen av asparagin fortfarande inte var helt känd – platsen för amingruppen i molekylen var fortfarande inte avgjord – syntetiserade Piutti asparagin och publicerade därmed 1888 dess sanna struktur.

Strukturell funktion i proteiner

Eftersom asparaginens sidokedja kan bilda vätebindningsinteraktioner med peptidens ryggrad, finns asparaginrester ofta nära början av alfahelixer som asxvändningar och asxteman, och i liknande vändteman, eller som amidringar, i betaplattor. Dess roll kan ses som att "täcka" vätebindningsinteraktionerna som annars skulle uppfyllas av polypeptidstommen.

Asparagin ger också nyckelplatser för N-länkad glykosylering, modifiering av proteinkedjan med tillsats av kolhydratkedjor. Vanligtvis kan ett kolhydratträd enbart tillsättas till en asparaginrest om den senare flankeras på C-sidan av X-serin eller X-treonin, där X är vilken aminosyra som helst med undantag för prolin.

Asparagin kan hydroxyleras i HIF1 hypoxiinducerbar transkriptionsfaktor. Denna modifiering hämmar HIF1-medierad genaktivering.

Källor

Kostkällor

Asparagin är inte nödvändigt för människor, vilket innebär att det kan syntetiseras från centrala metaboliska mellanprodukter och krävs inte i kosten.

Asparagin finns i:

Biosyntes och katabolism

Föregångaren till asparagin är oxaloacetat, som ett transaminasenzym omvandlar till aspartat. Enzymet överför aminogruppen från glutamat till oxaloacetat som producerar α-ketoglutarat och aspartat. Enzymet asparaginsyntetas producerar asparagin, AMP, glutamat och pyrofosfat från aspartat, glutamin och ATP. Asparaginsyntetas använder ATP för att aktivera aspartat och bildar β-aspartyl-AMP. Glutamin donerar en ammoniumgrupp som reagerar med β-aspartyl-AMP för att bilda asparagin och fri AMP.

Biosyntes av asparagin från oxaloacetat

Som reaktion som är motsatsen till dess biosyntes hydrolyseras asparagin till aspartat av asparaginas. Aspartat genomgår sedan transaminering för att bilda glutamat och oxaloacetat från alfa-ketoglutarat. Oxaloacetat, som går in i citronsyracykeln (Krebs-cykeln).

Akrylamidkontrovers

Uppvärmning av en blandning av asparagin och reducerande sockerarter eller annan källa till karbonyler producerar akrylamid i livsmedel. Dessa produkter förekommer i bakverk som pommes frites, potatischips och rostat bröd. Akrylamid omvandlas i levern till glycidamid, vilket är ett möjligt cancerframkallande ämne.

Funktion

Asparagin krävs för hjärnans utveckling och funktion. Tillgängligheten av asparagin är också viktigt för proteinsyntesen under replikation av poxvirus.

Tillsatsen av N-acetylglukosamin till asparagin utförs av oligosackaryltransferasenzymer i endoplasmatiska nätverket. Denna glykosylering är viktig både för proteinstruktur och proteinfunktion.

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Asparagine, 31 maj 2022.

Noter

  1. ↑ Vauquelin LN, Robiquet PJ (1806). ”La découverte d'un nouveau principe végétal dans le suc des asperges” (på franska). Annales de Chimie 57: sid. 88–93.
  2. ↑ Plimmer RH (1912) [1908]. Plimmer RH, Hopkins FG. red. The chemical composition of the proteins. Monographs on biochemistry. "Part I. Analysis" (2nd). London: Longmans, Green and Co. sid. 112. https://books.google.com/books?id=7JM8AAAAIAAJ&pg=PA112. Läst 18 januari 2010
  3. ↑ Anfinsen CB, Edsall JT, Richards FM (1972). Advances in Protein Chemistry. New York: Academic Press. sid. 99, 103. ISBN 978-0-12-034226-6. https://archive.org/details/advancesinprotei26anfi/page/99
  4. ↑ Robiquet PJ (1809). ”Analyse de la racine de réglisse – Analysis of licorice root” (på franska). Annales de Chimie et de Physique 72 (1): sid. 143–159. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015065225404;view=1up;seq=143.
  5. ↑ Plisson A (1828). ”De l'indentité de l'asparagine avec l'agédoïte – On the identity of asparagine with agédoïte” (på franska). Journal de Pharmacie et des Sciences Accessoires 14 (4): sid. 177–182. https://books.google.com/books?id=ELgal5J1G5AC&pg=PA177.
  6. ↑ Felter, Harvey Wickes; Lloyd, John Uri (1898). ”Glycyrrhiza (U. S. P.)—Glycyrrhiza”. King's American Dispensatory. Henriette's Herbal Homepage
  7. ↑ Boutron-Charlard; Pelouze (1833). ”Ueber das Asparamid (Asparagin des Herrn Robiquet) und die Asparamidsäure – On asparamide (the asparagine of Mr. Robiquet) and aspartic acid” (på tyska). Annalen der Chemie 6: sid. 75–88. doi:10.1002/jlac.18330060111. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uva.x002457885;view=1up;seq=467. Den empiriska formeln för asparagin finns på sid. 80.
  8. ↑ Liebig, Justus (1833). ”Ueber die Zusammensetzung des Asparamids und der Asparaginsäure – On the composition of asparamide [asparagine and aspartic acid”] (på tyska). Annalen der Chemie 7 (14): sid. 146–150. doi:10.1002/andp.18341071405. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uva.x002457886;view=1up;seq=156. Den empiriska formeln finns på sid. 149 ; formeln är korrekt om index för varje atomslag delas med 2.
  9. ↑ Piria, Raffaele (Januari 1846). ”Studi sulla costituzione chimica dell' asparagina e dell' acido aspartico – Studies of the chemical constitution of asparagine and aspartic acid” (på italienska). Il Cimento 4: sid. 55–73. doi:10.1007/BF02532918. https://books.google.com/books?id=5ptZAAAAYAAJ&pg=PA55.
  10. ↑ Plimmer, Robert Henry Aders (1912). The Chemical Constitution of the Proteins. Part I: Analysis (2nd). London, England: Longmans, Green and Co. sid. 112. https://books.google.com/books?id=EaAhAQAAMAAJ&pg=PA112
  11. ↑ Kolbe, Hermann (1862). ”Über die chemische Constitution des Asparagins und der Asparaginsäure – On the chemical constitution of asparagine and aspartic acid” (på tyska). Annalen der Chemie 121 (2): sid. 232–236. doi:10.1002/jlac.18621210209. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uva.x002457960;view=1up;seq=244.
  12. ↑ Piutti A (1886). ”Ein neues Asparagin – A new asparagine” (på tyska). Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 19 (2): sid. 1691–1695. doi:10.1002/cber.18860190211. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=osu.32435060218146;view=1up;seq=903.
  13. ↑ Piutti A (1888). ”Sintesi e costituzione delle asparagine – Synthesis and constitution of asparagine” (på italienska). Gazzetta Chimica Italiana 18: sid. 457–472. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015036973934;view=1up;seq=471.
  14. ↑ Brooker, Robert; Widmaier, Eric; Graham, Linda; Stiling, Peter; Hasenkampf, Clare; Hunter, Fiona; Bidochka, Michael; Riggs, Daniel (2010). ”Chapter 5: Systems Biology of Cell Organization”. Biology (Canadian). United States of America: McGraw-Hill Ryerson. sid. 105–106. ISBN 978-0-07-074175-1. https://archive.org/details/biology0000unse_f2h1
  15. ↑ Lando D, Peet DJ, Gorman JJ, Whelan DA, Whitelaw ML, Bruick RK (Juni 2002). ”FIH-1 is an asparaginyl hydroxylase enzyme that regulates the transcriptional activity of hypoxia-inducible factor”. Genes & Development 16 (12): sid. 1466–71. doi:10.1101/gad.991402. PMID 12080085. PMC: 186346. https://archive.org/details/sim_genes-development_2002-06-15_16_12/page/1466.
  16. 1 2 Berg, Jeremy; Tymoczko, John; Stryer, Lubert (2002). Biochemistry (5th). New York: W. H. Freeman. sid. 968. ISBN 0716746840. Arkiverad från originalet den 14 mars 2007. https://web.archive.org/web/20070314110156/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=stryer.TOC. Läst 27 maj 2021
  17. ↑ Friedman, Mendel (2003). ”Chemistry, Biochemistry, and Safety of Acrylamide. A Review”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 51 (16): sid. 4504–4526. doi:10.1021/jf030204+. PMID 14705871.
  18. ↑ Ruzzo EK, Capo-Chichi JM, Ben-Zeev B, Chitayat D, Mao H, Pappas AL, Hitomi Y, Lu YF, Yao X, Hamdan FF, Pelak K, Reznik-Wolf H, Bar-Joseph I, Oz-Levi D, Lev D, Lerman-Sagie T, Leshinsky-Silver E, Anikster Y, Ben-Asher E, Olender T, Colleaux L, Décarie JC, Blaser S, Banwell B, Joshi RB, He XP, Patry L, Silver RJ, Dobrzeniecka S, Islam MS, Hasnat A, Samuels ME, Aryal DK, Rodriguiz RM, Jiang YH, Wetsel WC, McNamara JO, Rouleau GA, Silver DL, Lancet D, Pras E, Mitchell GA, Michaud JL, Goldstein DB (Oktober 2013). ”Deficiency of asparagine synthetase causes congenital microcephaly and a progressive form of encephalopathy”. Neuron 80 (2): sid. 429–41. doi:10.1016/j.neuron.2013.08.013. PMID 24139043.
  19. ↑ Pant A, Cao S, Yang Z (Juli 2019). Shisler JL. red. ”Asparagine Is a Critical Limiting Metabolite for Vaccinia Virus Protein Synthesis during Glutamine Deprivation”. Journal of Virology 93 (13): sid. e01834–18, /jvi/93/13/JVI.01834–18.atom. doi:10.1128/JVI.01834-18. PMID 30996100.
  20. ↑ Burda P, Aebi M (Januari 1999). ”The dolichol pathway of N-linked glycosylation”. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects 1426 (2): sid. 239–57. doi:10.1016/S0304-4165(98)00127-5. PMID 9878760. https://archive.org/details/sim_general-subjects_1999-01-06_1426_2/page/239.
  21. ↑ Imperiali B, O'Connor SE (December 1999). ”Effect of N-linked glycosylation on glycopeptide and glycoprotein structure”. Current Opinion in Chemical Biology 3 (6): sid. 643–9. doi:10.1016/S1367-5931(99)00021-6. PMID 10600722.
  22. ↑ Patterson MC (September 2005). ”Metabolic mimics: the disorders of N-linked glycosylation”. Seminars in Pediatric Neurology 12 (3): sid. 144–51. doi:10.1016/j.spen.2005.10.002. PMID 16584073.

Externa länkar

v • r
Aminosyror som ingår i proteiner
Polära
Sura
Neutrala
Basiska
Opolära
Specialfall