Asparagín

Asparagín (skratka Asn alebo N) je amid kyseliny asparágovej. Jeho -forma patrí medzi 20 proteínogénnych aminokyselín, z ktorých sú syntetizované bielkoviny. Je to polárna alifatická α-aminokyselina, ktorá je kódovaná kodónmi AAU a AAC.
Vo voľnej forme je zásobárňou dusíka v organizmoch.
História.
Asparagín ako prví izolovali v roku 1806 francúzski chemici Louis Nicolas Vauquelin and Pierre Jean Robiquet. Izolovali ho zo šťavy špargľe, v ktorej sa nachádza vo významnom množstvo, preto je nej pomenovaný (z latinského názvu, "Asparagus"). Asparagín bola prvá izolovaná aminokyselina.
O tri roky neskôr, v roku 1809, identifikoval Pierre Jean Robiquet látku z koreňa sladkého drievka, ktorá mala vlastnosti podobné asparagínu. V roku 1828 túto látku identifikoval Auguste-Arthur Plisson ako asparagín.
Určenie štruktúry asparagínu vyžadovalo dekády výskumu. Jeho stechiometrický vzorec určili v roku 1833 Antoine François Boutron Charlard and Théophile-Jules Pelouze. V tom istom roku ukázal Justus von Liebig presnejší vzorec. V roku 1846 taliansky chemik Raffaele Piria urobil reakciu asparagínu s kyselinou dusičnou, čo viedlo k odštiepeniu aminoskupín asparagínu za vzniku kyseliny jablčnej. Vďaka tomu sa zistilo, že asparagín má štvoruhlíkatý reťazec. Piria si myslel, že je to diamid kyseliny jablčnej, ale v roku 1862 ukázal nemecký chemik Hermann Kolbe, že tento predpoklad je nesprávny a namiesto toho usúdil, že je to amid amínu kyseliny jantárovej. V roku 1886 objavil taliansky chemik Arnaldo Piutti zrkadlový obraz (enantiomér) prírodne sa vyskytujúcej formy asparagínu, ktorý mal mnoho podobných vlastností, ale líšil sa od asparagínu. Keďže presná štruktúra asparagínu stále nebola známa – presná poloha aminoskupiny nebola presne určená – Piutti syntetizoval asparagín a publikoval jeho skutočnú štruktúru v roku 1888.
Metabolizmus.
Asparagín je neesenciálna aminokyselina, čo znamená, že si ju ľudský organizmus dokáže sám syntetizovať. Vzniká amidáciou aspartátu pôsobením asparagínsyntázy:
Aspartát vzniká z oxalacetátu, ktorý pochádza z citrátového cyklu. Pri rozklade asparagínu dochádza k opačnému procesu, jeho deamidáciu katalyzuje asparagináza. To z asparagínu robí glukogénnu aminokyselinu. Asparaginázu je možné použiť ako liek pri liečbe niektorých druhov rakovín, kde rakovinové bunky vyžadujú prísun asparagínu z krvi.
Význam.
Keďže bočný reťazec asparagínu môže tvoriť vodíkové väzby s peptidovou kostrou bielkovín, asparagínové reziduá sa často nachádzajú na začiatku alfa-helixov v podobe asx ohybov a asx motívov alebo v beta-skladaných listoch v podobe amidových kruhov.
Asparagín je dôležitý v glykoproteínoch. Na jeho amidovú skupinu možno naviazať sacharidy pomocou "N"-glykozylácie. Na asparagín sa viaže takmer výlučne "N"-acetylglukózamín. Naviazanie sacharidu na asparagín zvyčajne vyžaduje určitú sekvenciu aminokyselín v bielkovine – takmer vždy je to Asn-X-Ser/Thr (výnimočne Asn-X-Cys), kde X je akákoľvek aminokyselina okrem prolínu (Pro).
Prenos "N"-acetylglukózamínu na asparagín katalyzujú oligosacharyltransferázy v endoplazmatickom retikule. Táto glykozylácia je dôležitá pre štruktúru i funkciu bielkovín.
Asparagín v HIF1 transkripčnom faktore indukovateľnom hypoxiou može byť hydroxylovaný. Táto modifikácia inhibuje aktiváciu génov riadenú HIF1.
Asparagín je dôležitý pre vývoj a fungovanie mozgu. Dostupnosť asparagínu je takisto dôležitá pre proteosyntézu počas replikácie poxvírusov.
Zdroje v potrave.
Asparagín nie je pre ľudí esenciálnou aminokyselinou, čo znamená, že je možné ho syntetizovať z intermediátov hlavných metabolických dráh a nie je nutné dodávať ho v potrave. Nachádza sa napríklad v:
Toxicita.
Zahriatím zmesi asparagínu a redukujúcich cukrov alebo iných zdrojov karbonylových skupín vzniká akrylamid. Tento proces prebieha v jedlách ako sú hranolčeky, čipsy alebo toasty. Akrylamid sa v pečeni mení na glycidamid, čo je potenciálny karcinogén.