チロシン（Tyrで、Y）は、生き物のすべてのセルのタンパク質を構成する22個のアミノ酸の一つです。バリン、スレオニン、トリプトファン、ロイシン、リジンなどの他のアミノ酸とは異なり、チロシンは「条件付き」の必須アミノ酸です。
「チロシン」という名前は、ギリシャ語で「チロス」を意味します。これは、このアミノ酸がこの食品で初めて発見されたため、チーズを意味します。この用語は1846年にリービッヒによって造られました。リービックはチーズを水酸化カリウムと混合し、水にほとんど溶けない未知の化合物を得ました。
アミノ酸チロシンの化学構造（出典：Wikimedia Commons経由のClavecin）
最初の説明の後、Warren de la RueやHinterbergerなどの他の研究者は、それぞれ球菌昆虫と角タンパク質からそれを入手しました。塩酸による他のタンパク質の加水分解からの分離は、1901年にメルナーによって説明されました。
一般的に、このアミノ酸はフェニルアラニンのヒドロキシル化のおかげで哺乳類で得られますが、食物と一緒に摂取されたタンパク質からも腸で吸収されます。
チロシンは人体に複数の機能があり、これらの中で最も関連性の高いものは、おそらく、神経伝達物質およびアドレナリンや甲状腺ホルモンなどのホルモンの産生のための基質のものです。
特徴
チロシンの重量は約180 g / molで、R基または側鎖の解離定数pKaは10.07です。細胞タンパク質におけるその相対的な存在量は4％を超えませんが、人間の生理に不可欠な複数の機能を備えています。
このアミノ酸は、フェニルアラニンとトリプトファンも見られる芳香族アミノ酸のグループに属しています。このグループのメンバーは、Rグループまたは側鎖に芳香環を持ち、一般に疎水性または非極性アミノ酸です。
トリプトファンと同様に、チロシンは紫外光を吸収し、多くのタンパク質の280 nmでの光の吸収に関与するアミノ酸残基の1つであるため、その特性評価に役立ちます。
ヒトでの生合成は必須アミノ酸であるフェニルアラニンに依存するため、「条件付き」必須アミノ酸と見なされています。体が毎日のフェニルアラニン要件を満たしている場合、チロシンは問題なく合成でき、制限アミノ酸ではありません。
しかし、食事にフェニルアラニンが不足している場合、体はこのアミノ酸だけでなくチロシンのバランスも崩れます。フェニルアラニンからのチロシン合成反応は可逆的ではないため、チロシンはフェニルアラニンに対する細胞のニーズを満たすことができないことに注意することも重要です。
チロシンはまた、脳のブドウ糖の合成と肝臓でのケトン体の形成に関与する糖生成およびケトン生成代謝中間体の生成に二重の役割を持つアミノ酸のグループに属します。
構造
残りのアミノ酸と同様に、チロシン、またはβ-パラヒドロキシフェニル-α-アミノプロピオン酸は、4つの炭素原子にリンクされているため、α炭素と呼ばれる中心炭素原子を持つα-アミノ酸であり、キラルです。異なる置換原子または分子。
このキラル炭素は、アミノ基（NH2）とカルボキシル基（COOH）の2つの特徴的なアミノ酸グループに結合しています。また、水素原子との結合の1つを共有し、残りの結合は各アミノ酸のR基または適切な側鎖によって占有されています。
チロシンの場合、このグループはヒドロキシル基（OH）に関連付けられた芳香環で構成され、他の分子と水素結合を形成する能力を与え、特定の酵素に必須の機能特性を与えます。
特徴
チロシンは生物活性と機能の非常に多様性を持つ多くのタンパク質の基本的なコンポーネントです。
人間や他の哺乳動物では、このアミノ酸は神経や腎臓の組織でドーパミン、エピネフリン、ノルエピネフリンの合成に使用されています。
また、メラニンなどの紫外線（UV）プロテクターの合成にも不可欠です。エンドルフィンのような鎮痛剤やビタミンEのような抗酸化分子
同様に、このアミノ酸は、チログロブリンのチロシン残基におけるヨウ素の組織化を通じて、チロシン、オクトパミンおよび甲状腺ホルモンの合成に役立ちます。
チラミンは人体に見られる血管作動性分子で、オクトパミンはノルエピネフリンに関連するアミンです。
チロシンのこれらすべての機能は、食事性タンパク質から得られるか、または前記アミノ酸の全身供給の主要器官としての肝臓によるフェニルアラニンのヒドロキシル化によって可能になります。
植物の機能
チロシンとその生合成中に生成されるいくつかの中間体は、防衛、花粉媒介者の誘引、電子輸送、および構造的サポートに特化した代謝産物の生合成経路に供給されます。
生合成
人間では、チロシンは食事から得られるか、酵素フェニルアラニンヒドロキシラーゼ複合体によって触媒される反応を介して、必須アミノ酸であるフェニルアラニンから肝臓細胞によって単一のステップで合成されます。
この複合体はオキシゲナーゼ活性があり、人間や他の哺乳類の肝臓にのみ存在します。チロシン合成反応は、フェニルアラニンの芳香環のパラ位への酸素原子の移動を含みます。
この反応は、別の分子状酸素原子の還元によって水分子が形成されると同時に発生し、葉酸に類似したテトラヒドロプテリン分子と共役したNADPHによって還元力が直接提供されます。
植物の生合成
植物では、チロシンは「シキミ酸」経路の下流で新たに合成され、フェニルアラニンやトリプトファンなどの他の芳香族アミノ酸の他の生合成経路に供給されます。
これらの生物では、合成は、シキミ酸経路の最終産物である「コリスメート」として知られる化合物から始まり、さらに、すべての芳香族アミノ酸、特定のビタミン、植物ホルモンの共通の前駆体です。
コリスミ酸は酵素コリスミ酸ムターゼの触媒作用によってプレフェン酸に変換され、これは植物におけるチロシンとフェニルアラニンの合成における最初の「コミットされた」ステップです。
フェネートは、酸化的脱炭酸とアミノ基転移によりチロシンに変換されます。
生合成経路の1つでは、これらのステップは、プレフェン酸固有のチロシンデヒドロゲナーゼ（PDH）（プレフェン酸を4-ヒドロキシフェニルピルビン酸（HPP）に変換）と呼ばれる特定の酵素とチロシンアミノトランスフェラーゼ（HPPからチロシンを生成する）によって触媒されます。 ）、それぞれ。
プレフェン酸からのチロシンの別の合成経路は、酵素プレフェン酸アミノトランスフェラーゼによって触媒される、L-アロゲン酸と呼ばれる非タンパク質構成アミノ酸へのプレフェン酸のアミノ基転移を含みます。
L-アロゲン酸は、その後、酸化的脱炭酸に供され、チロキシンを形成します。これは、ADHとしても知られるアロゲン酸特異的チロシンデヒドロゲナーゼ酵素によって誘導される反応です。
植物は水素化経路を優先的に使用しますが、ほとんどの微生物はprephenate由来のHPPからチロシンを合成します。
規制
ほとんどのアミノ酸生合成経路に当てはまるように、植物には、チロシンを含む芳香族アミノ酸の合成を厳密に制御するシステムがあります。
これらの生物では、シキミ酸経路を制御するメカニズムがチロシン産生を制御するため、多くのレベルで制御が行われます。チロシン生成には、独自の制御メカニズムもあります。
しかし、チロシンの要件、したがって、その生合成の調節の厳格さは、各植物種に固有です。
劣化
チロシンの分解または異化により、フマル酸塩およびアセト酢酸塩が形成されます。この経路の最初のステップは、チロシンアミノトランスフェラーゼとして知られるサイトゾル酵素によるアミノ酸の4-ヒドロキシフェニルピルビン酸への変換です。
このアミノ酸は、酵素アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼによって肝細胞のミトコンドリアでアミノ基転移することもできますが、この酵素は通常の生理学的条件下ではあまり重要ではありません。
チロシンの分解により、アセトスクシニルアセトアセテートを生成でき、これを脱炭酸して酢酸スクシニルにすることができる。酢酸スクシニルは、ヘムグループの合成に関与する酵素である5-アミノレブリン酸デヒドラターゼという酵素の最も強力な阻害剤です。
エピネフリンとノルエピネフリンの合成
前述のように、チロシンは、人体にとって非常に重要な2つの神経伝達物質、アドレナリンとノルエピネフリンの合成の主要な基質の1つです。
これは、チロシンヒドロキシラーゼとして知られる酵素によって最初に使用され、チロシンのR基の芳香環に追加のヒドロキシル基を付加することができ、それによりドーパとして知られる化合物を形成します。
ドーパは、酵素ドーパデカルボキシラーゼによって酵素的に処理されるとドーパミンを生成します。ドーパデカルボキシラーゼは、開始アミノ酸からカルボキシル基を除去し、ピリドキサールリン酸（FDP）分子に値します。
ドーパミンは、酵素ドーパミンβ-オキシダーゼの作用により、ノルエピネフリンに変換されます。これは、チロシンのR基の一部であり、芳香環間の「ブリッジ」として機能した-CHへのヒドロキシル基の付加を触媒します。そしてαカーボン。
エピネフリンは、ノルエピネフリンの遊離アミノ基へのメチル基（-CH3）のS-アデノシル-メチオニン依存性転移の原因であるフェニルエタノールアミンN-メチルトランスフェラーゼの作用によってノルエピネフリンから誘導されます。
チロシンが豊富な食品
上記のように、チロシンは必須アミノ酸であるフェニルアラニンのヒドロキシル化によって人体で合成されるため、「条件付き」必須アミノ酸です。
したがって、フェニルアラニンの摂取が身体の要求を満たす場合、チロシンは細胞の正常な機能の制限要因ではありません。ただし、チロシンは、日常の食事で消費されるタンパク質からも得られます。
いくつかの研究では、チロシンとフェニルアラニンの両方の最小毎日の摂取量は体重1キログラムあたり25〜30 mgであるべきであると報告されているため、平均的な人は1日あたり約875 mgのチロシンを摂取する必要があります。
チロシン含有量が最も多い食品は、チーズと大豆です。これらには、牛肉、羊肉、豚肉、鶏肉、魚も含まれます。
クルミなどのいくつかの種子やナッツも、卵、乳製品、穀物、穀物と同様に、このアミノ酸を大量に提供します。
その摂取の利点
チロシンは一般に、特にフェニルケトン尿症として知られている病状の治療のために、栄養補助食品の形で消費され、フェニルアラニンを適切に処理できず、したがってチロシンを生成できない患者が苦しんでいます。
1日あたりのチロシン消費量の増加は、異化作用が神経伝達物質アドレナリンとノルアドレナリンの合成に関連しているため、ストレスの多い条件下での学習、記憶、覚醒に関連する認知機能を改善できると考えられています。
一部の人々は、チロシンが豊富な錠剤を服用して、かなりの睡眠を失った場合、日中警戒を怠らないようにします。
このアミノ酸は甲状腺ホルモンの形成に関与するため、その消費は全身の代謝調節にプラスの影響を与える可能性があります。
欠乏症
白皮症とアルカプトン尿症は、チロシンの代謝に関連する2つの病状です。最初の条件はチロシンからのメラニンの不完全な合成に関連し、2番目の条件はチロシンの分解の欠陥に関係しています。
白皮症は、皮膚の色素沈着の欠如、すなわち、メラニンがこれらの構造に色を提供することを担当する色素であるため、それを患っている患者は白髪およびピンクがかった皮膚を有することを特徴とする。
この病理は、チロシンをメラニン合成の中間体であるDOPA-キノンに変換する原因となる、メラノサイト特異的チロシナーゼ酵素の欠損に関係しています。
アルカプトン尿症の症状は、誇張された（暗い）尿の色素沈着と晩発性関節炎として明らかです。
その他の代謝病理
さらに、チロシン代謝に関連する他の障害があります。
-遺伝性チロシン血症I型：進行性肝変性および腎機能障害を特徴とする
-遺伝性チロシン血症II型またはリッチナーハンハート症候群：角膜炎および手掌や足の裏の膨大部病変として明らか
-チロシン血症III型：無症候性または精神遅滞として存在する可能性があります
-「ホーキンシン尿症」：小児期の代謝性アシドーシスと成長で成長できないことを特徴とする
チロシンからドーパミンの合成の最初のステップの原因となるチロシンヒドロキシラーゼなど、その分解の原因となる酵素の不足に関係するチロシン代謝には、他にも先天的な欠陥があります。
参考文献
- Aders Plimmer、R.（1908）。タンパク質の化学的構成。パートI.英国、ロンドン：ロングマンズ、グリーン、CO
- Chakrapani、A.、Gissen、P.&McKiernan、P.（2012）。チロシン代謝の障害。先天性代謝性疾患の場合：診断と治療（pp。265–276）。
- Kretchmer、N.、Levine、S.、McNamara、H.、&Barnett、H.（1956）。若年者におけるチロシン代謝の特定の側面。Ｉ．ヒト肝臓におけるチロシン酸化系の発達。Journal of Clinical Investigation、35（10）、1089〜1093。
- La Du、B.、Zannoni、V.、Laster、L。、およびSeegmiller、E。（1958）。アルカプトン尿症におけるチロシン代謝の欠陥の性質。Journal of Biological Chemistry、230、251-260。
- マレー、R。、ベンダー、D。、ボサム、K。、ケネリー、P。、ロッドウェル、V。、およびワイル、P。（2009）。Harper's Illustrated Biochemistry（28th ed。）McGraw-Hill Medical。
- Nelson、DL、&Cox、MM（2009）。レーニンガー生化学の原則。オメガエディション（第5版）。
- カリフォルニア州シェンク、ハワイ州前田（2018）。植物におけるチロシンの生合成、代謝、異化作用。植物化学、149、82-102。
- Slominski、A.、Zmijewski、MA、およびPawelek、J.（2012）。メラノサイト機能のホルモン様調節因子としてのL-チロシンおよびL-ジヒドロキシフェニルアラニン。色素細胞と黒色腫の研究、25（1）、14–27。
- Van de、G.（2018）。ヘルスライン。2019年9月16日、www.healthline.comから取得
- Web MD。（nd）。2019年9月15日、www.webmd.comから取得
- ウィットブレッド、D。（2019）。私の食品データ。2019年9月15日、www.myfooddata.comから取得