Glisien

Glisien (afgekort as Gly of G) is die aminosuur wat 'n enkele waterstof atoom as syketting het. Dit is die eenvoudigste moontlike aminosuur. Die chemiese formule van glisien is NH2‐CH2‐COOH. Glisien is een van die proteïnogeniese aminosure. In die genetiese kode, kodeer alle kodons wat met GG begin, naamlik GGU, GGC, GGA, en GGG, vir glisien.

Glisien is 'n kleurlose kristallyne vaste stof met 'n soet smaak. Dit is die enigste achirale proteïnogeniese aminosuur. Dit kan inpas in hidrofiliese of hidrofobiese omgewings, as gevolg van sy minimale syketting van slegs een waterstofatoom. Die asielradikaal is glisiel.

Geskiedenis en etimologie 
Glisien is in 1820 deur Henri Braconnot ontdek toe hy gelatien gehidroliseer het deur dit met swaelsuur te kook. Hy het dit oorspronklik "suiker van gelatien" genoem, maar 'n student van Liebig het getoon dat dit Stikstof bevat, en Berzelius het dit "glisien" herdoop. Die naam is afkomstig van die antieke griekse woord γλυκύς ("soet") (wat ook verband hou met die voorvoegsels gliko- en gluko-, soos in glikoproteïne en glukose). 'n Ander vroeë naam vir glisien was "glycocoll".

Produksie 
Hoewel glisien uit gehidroliseerde proteïen geïsoleer kan word, word hierdie metode nie gebruik vir industriële produksie nie, want dit kan meer gerieflik deur chemiese sintese vervaardig word. Die twee belangrikste prosesse is aminering van chloroasynsuur met ammoniak, wat glisien en ammonium chloried as produkte lewer, en die Strecker aminosuursintese, wat die belangrikste sintetiese metode is in die Verenigde State en Japan. Ongeveer 15 duisend ton word jaarliks op hierdie manier geproduseer.

Glisien is ook 'n neweproduk in die sintese van EDTA, wat voortspruit uit die reaksies van die ammoniak koproduk.

Suur-basis-eienskappe 

In waterige oplossing is glisien self amfoteries: by lae pH kan die molekule met 'n pKa van ongeveer 2.4 geprotoneer word, en teen 'n hoë pH verloor dit 'n proton met 'n pKa van ongeveer 9.6 - die presiese waardes van die pKa hang af van die temperatuur en ioniese sterkte van die oplossing.

Metabolisme

Biosintese 
Glisien is nie noodsaaklik in die menslike dieet nie, aangesien dit in die liggaam uit die aminosuur serien gesintetiseer kan word, wat op sy beurt van 3-fosfogliseraat gevorm word, maar die metaboliese kapasiteit vir glisien biosintese nie voldoen aan die behoefte vir kollageen sintese nie. In die meeste organismes, kataliseer die ensiem serien hidroksimetieltransferase hierdie transformasie via die kofaktor piridoksaal fosfaat:
 serien + tetrahidrofolaat → glisien + N5,N10-Metileentetrahidrofolaat + H2O
In die lewer van werweldiere, word glisiensintese gekataliseer deur glisien sintase (ook genoem glisien klowingsensiem). Hierdie reaksie is maklik omkeerbaar:
 CO2 + NH+4 + N5,N10-Metileentetrahidrofolaat + NADH + H+ ⇌ Glisien + tetrahidrofolaat + NAD+

Afbraak 
Glisien word volgens drie reaksiepaaie afgebreek. Die oorheersende pad in diere en plante is die omgekeerde van die glisiensintase pad hierbo. In hierdie konteks, word die ensiemstelsel gewoonlik die glisien klowingstelsel genoem:
 Glisien + tetrahidrofolaat + NAD+ ⇌ CO2 + NH+4 + N5,N10-Metileentetrahidrofolaat + NADH + H+
Volgens die tweede pad, word glisien in twee stappe afgebreek. Die eerste stap is die omgekeerde van glisienbiosintese vanaf serien met serien hidroksimetieltransferase. Serien word dan omgeskakel na piruvaat deur serien dehidratase.

In die derde pad van glisienafbraak, word glisien omgeskakel na glioksilaat deur D-aminosuur oksidase. Glioksilaat word dan deur hepatiese laktaat dehidrogenase na oksalaat geoksideer in 'n NAD+-afhanklike reaksie.

Die half-lewe van glisien en sy uitskakeling uit die liggaam wissel aansienlik afhanklik van dosis. In een studie, het die half-lewe tussen 0.5 en 4.0 ure gewissel.

Fisiologiese funksie 
Die belangrikste funksie van glisien is as 'n voorloper vir proteïene. Die meeste proteïene bevat slegs klein hoeveelhede van glisien, maar kollageen is 'n noemenswaardige uitsondering: dit bevat sowat 35% glisien as gevolg van sy herhalende rol in die vorming van kollageen se heliksstruktuur in samewerking met hidroksiprolien. In die genetiese kode, word glisien gekodeer deur alle kodons wat begin met GG, naamlik GGU, GGC, GGA en GGG.

As 'n biosintetiese tussenproduk 
In hoër eukariote, word δ-aminolevuliniese suur, die belangrikste voorloper tot porfiriene, uit glisien en suksiniel-CoA deur die ensiem ALA sintase gesintetiseer. Glisien lewer die sentrale C2N subeenheid van alle puriene.

As'n neurotransmitter 
Glisien is 'n inhiberende neurotransmitter in die sentrale senuweestelsel, veral in die rugmurg, breinstam, en retina. Wanneer glisienreseptore geaktiveer word, vloei chloriedione deur ionotropiese reseptore in die neuron in, wat 'n Inhiberende postsinaptiese potensiaal (IPSP) veroorsaak. Strignien is 'n sterk antagonis van ionotropiese glisienreseptore, terwyl bicucullien is 'n swak antagonis is. Glisien is 'n vereiste mede-agonis saam met glutamaat vir NMDA reseptore. In teenstelling met die inhiberende rol van glisien in die rugmurg, word hierdie gedrag op die (NMDA) glutamatergiese reseptore gefasiliteer, wat prikkelend inwerk. Die LD50 van glisien is 7930 mg/kg in rotte (mondeling), en dit veroorsaak gewoonlik die dood deur hiperprikkelbaarheid.

Gebruik 
In die VSA, word glisien gewoonlik in twee grade verkoop: VSA Farmakopee ("USP"), en tegniese graad. USP graad verkope maak ongeveer 80% tot 85% van die Amerikaanse mark vir glisien uit. Waar die kliënt se suiwerder glisien benodig as wat onder die USP standaard voorgeskryf word, byvoorbeeld vir farmaseutiese toepassings soos binneaarse inspuitings, word farmaseutiese graad glisien, dikwels met eie spesifikasies teen 'n hoër prys as USP graad glisien, gebruik. Tegniese graad glisien, wat nie noodwendig aan USP standaarde voldoen nie, word teen 'n laer prys verskaf vir gebruik in industriële toepassings; bv. as 'n metaalkompleksering en afwerkingsdoeleindes.

Mens- en diervoedsel 
USP glisien het 'n wye verskeidenheid van gebruike, insluitend as 'n bymiddel in troeteldier kos en voer, in voedsel en farmaseutiese produkte as 'n versoeter of smaak intensifiseerder, of as 'n komponent van voedselaanvullings en proteïendrankies. Sekere farmaseutiese formulerings sluit glisien in om gastriese opname van die aktiewe bestanddele te verbeter.

Skoonheidsmiddels en diverse toepassings 
Glisien dien as 'n buffer in teensuurmiddels, pynstillers, sweetweerders, skoonheidsmiddels en toiletware.

'n Verskeidenheid van industriële en chemiese prosesse gebruik glisien of sy afgeleides, soos in die produksie van kunsmis en metaalkomplekserende chemikalië.

Chemiese grondstof 
Glisien is 'n tussenproduk in die sintese van 'n verskeidenheid van chemiese produkte. Dit word gebruik in die vervaardiging van die onkruiddoder glifosaat.

Laboratorium navorsing 
Glisien is 'n belangrike komponent van verskeie oplossings wat gebruik word in die poliakrilamied elektroforese van proteïene. Dit dien as 'n buffer, om pH te handhaaf, en om van skade aan die monster tydens elektroforese te voorkom. Glisien word ook gebruik om proteïen-etiketterende teenliggaampies van die Western-klad membrane te stroop om die sondering van verskeie proteïene wat deur die SDS-PAGE-gel geskei is, moontlik te maak. Dit maak dit moontlik om meer data uit die dieselfde monster te verkry, met hoër betroubaarheid, verminder die benodigde monsterverwerking, en maak dat minder monsters benodig word.

Teenwoordigheid in die ruimte 
Die teenwoordigheid van glisien buite die aarde is bevestig in 2009, gebaseer op die ontleding van monsters van komeet Wild 2 wat geneem is in 2004 deur die NASA - ruimtetuig Stardust en daarna teruggebring is aarde toe. Glisien is voorheen geïdentifiseer in die Murchison meteoriet in 1970. Die ontdekking van glisien in komete versterk die teorie van panspermia, wat beweer dat die "boublokke" van die lewe wydverspreid oor die heelal vookom. In 2016, is die opsporing van glisien binne Komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko deur die Rosetta-ruimtetuig aangekondig.

Die opsporing van glisien buite die sonnestelsel in die interstellêre medium is 'n onderwerp van wetenskaplike debat. In 2008 het die Max Planck-Instituut vir Radio-Astronomie die glisienagtige molekuul aminoasetonitriel in die Groot Molekuul Heimat, 'n reuse-gas wolk naby die galaktiese middelpunt in die Boogskutter sterrebeeld,  opgespoor.

Verwysings

Verdere leesstof 
 
 Rachel Nowak. "Amino acid found in deep space - 18 July 2002 - New Scientist"

Eksterne skakels 
 Glycine MS Spectrum
 Glycine at PDRHealth.com
 Glycine cleavage system
 Glycine Therapy - A New Direction for Schizophrenia Treatment?
 
 
 ChemSub Online (Glycine).
 NASA scientists have discovered glycine, a fundamental building block of life, in samples of comet Wild 2 returned by NASA's Stardust spacecraft.

Aminosure