АТФ − аденозинтрифосфат ДНК − дезоксирибонуклеїнова кислота РНК − рибонуклеїнова кислота рРНК − рибосомна РНК тРНК − транспортна РНК ЦНС − центральна нервова система СоА − кофермент А IL-1β − інтерлейкін 1, бета TN-α В даний час описано велику кількість різноманітних амінокислот. Одні служать універсальними будівельними блоками білків, інші можуть включатися до складу білків посттрансляційно, багато беруть участь у різних біосинтетичних процесах в якості інтермедіатів, окремі амінокислоти мають самостійну фізіологічну активність (нейротрансмітери, гормони, токсини. 20 амінокислот входять до складу білків під контролем генетичного коду (стандартні амінокислоти). особливо рослини і мікроорганізми, відрізняються надзвичайною різноманітністю амінокислот, що не зустрічаються, або дуже рідко зустрічаються у складі білків окремих організмів, але що містяться у клітинах та тканинах у вільному вигляді. Протеїногенні нестандартні амінокислоти. Універсальний генетичний код контролює синтез пептидів і білків з 20 стандартних амінокислот, однак, існують ще 3 амінокислоти – селеноцистеїн, піролізин і N-формілметіонін, які також вбудовуються в структуру білка за допомогою особливих біохімічних механізмів у процесі трансляції і не відповідають. Протеїногенні нестандартні амінокислоти. Універсальний генетичний код контролює синтез пептидів і білків з 20 стандартних амінокислот, однак, існують ще 3 амінокислоти – селеноцистеїн, піролізин і N-формілметіонін, які також вбудовуються в структуру білка за допомогою особливих біохімічних механізмів у процесі трансляції і не відповідають. Протеїногенні нестандартні амінокислоти. Універсальний генетичний код контролює синтез пептидів і білків з 20 стандартних амінокислот, однак, існують ще 3 амінокислоти - селеноцистеїн, піролізин і N-формілметіонін, які також вбудовуються в структуру білка за допомогою особливих біохімічних механізмів у процесі трансляції і не відповідають.

Пірролізин.

Селеноцистеїн є аналогом цистеїну, в якому тіолова група заміщена на селенолову. Селеноцистеїн включається до складу селенобілків практично всіх живих організмів. Він виявлений у складі багатьох ферментів, наприклад, глутатіонпероксидаз, тіоредоксінредуктаз. В організмі людини зустрічається 25 білків, що містять селеноцистеїн. Формілметіонін - це похідне метіоніну, в якому водень аміногрупи заміщений на формальну групу. Формилметіонін відіграє важливу роль у синтезі білків бактерій, а також мітохондрій та хлоропластів і не зустрічається у складі цитозольних білків еукаріотів. В організмі людини формілметіонін розпізнається імунною системою, як чужорідний матеріал та ініціює реакцію боротьби організму з потенційною інфекцією. Пірролізин подібний по структурі з лізином, однак має карбоксильоване піролінове кільце, приєднане до ε-аміногрупи бічного ланцюга лізину. Пірролізин – природна, генетично кодована специфічним кодоном (UAG, зазвичай стоп-кодон) амінокислота, яка безпосередньо в процесі трансляції, як стандартна амінокислота, включається до складу білків деяких метан-продукуючих одноклітинних організмів (археї).

D-амінокислоти.

У природі зустрічаються головним чином α-амінокислоти. Основна структурна особливість цих сполук (α-амінокислот) – це наявність асиметричного центру – атома вуглецю, при якому знаходяться амінна та карбоксильна функціональні групи. Це означає, що всі α-амінокислоти, за винятком гліцину, можуть існувати як пари конфігураційних (оптичних) ізомерів – L- і D-. Експериментально знайдено, що з пар антиподів молекул α-амінокислот у життєдіяльності організмів практично завжди та скрізь фігурують лише L-ізомери. Це означає, що організми синтезують лише L-α-амінокислоти і споживають також лише L-α-амінокислоти, тобто. реакції біосинтезу α-амінокислот та подальшого їх метаболізму in vivo строго стереоспецифічні процеси. Відповідно, амінокислоти, що входять до складу білка, відносяться до L-ряду; D-амінокислоти зустрічаються в природі порівняно рідко, зокрема у складі пептидних антибіотиків бактеріального походження. Так, наприклад, D-фенілаланін входить до складу граміцидину С – антибіотика, що виділяється бактерією Bacillus brevis, яка живе у ґрунті. Молекула граміцидину С являє собою циклічний декапептид, що містить два залишки D-фенілаланіну]. Граміцидин має наступну структуру:

Граміцидин.

Граміцидин містить D-валін, D-лейцин, D-триптофан; актиноміцин D містить D-ізолейцин; поліміксин – D-серин; D-пролін зустрічається в ергоалкалоїдах. Наприклад, D-пролін є складовою частиною алкалоїдів ріжків (з ріжків ріжків виділено 12 алкалоїдів, що являють собою різні поєднання лізергінової або ізолізергінової кислот з амінокислотами, піровиноградною кислотою або аміноспиртами. Алкалоїди ріжків володіють високою фармак D-аланін і D-фенілаланін виявлені в бацилах сибірки, картопляній паличці (Bacillus mesentericus) та в інших мікроорганізмах. D-глютамінова кислота входить до складу пептидогліканів клітинної стінки грампозитивних та грамнегативних бактерій. D-серин у великій кількості міститься в головному мозку ссавців і може діяти як нейротрансмітер, а також служити як медіатор важливих фізіологічних та патологічних процесів. D-амінокислоти у досить великій кількості зустрічаються в пептидогліканах клітинних стінок бактерій. L-амінокислоти включаються до складу білків звичайним шляхом, згідно з генетичною інформацією, під час трансляції на рибосомах, тоді як D-амінокислоти, знайдені в білках, утворюються в процесі ферментативної осттрансляційної модифікації після трансляції та транслокації в ендоплазматичний ретикулум. Наприклад,

У 1980 р. зі шкіри південноамериканської жаби роду Phyllomedusa був виділений і потім охарактеризований пептид із сильною та тривалою морфіноподібною активністю – дерморфін. Він є гептапептид. Відмінною особливістю молекули дерморфіну є наявність у положенні 2 залишку D-аланіну, з яким пов'язують високу біологічну активність пептиду. Експериментальна заміна залишку D-аланіну на залишок іншої амінокислоти призводить практично до повної втрати опіоїдної активності. D-амінокислоти використовуються в рацемічній кристалографії для створення центросиметричних кристалів, які (залежно від білка) можуть забезпечити більш просте і надійне визначення структури білка. α-амінокислоти, що не входять до складу білків Як вже було згадано, в природі зустрічаються головним чином α-амінокислоти, в той же час, β- та γ-амінокислоти представлені в природі поодинокими випадками. Тут можна відзначити нейромедіатор ЦНС ссавців γ-аміномасляну кислоту (ГАМК) і β-аланін, що є фрагментом пантотенової кислоти – складової частини коферменту А. Цікавим представником природних γ-амінокислот є карнітин (бетаїн 3-гідрокси-4-триметиламіномасляний) іноді як вітамін ВBt. Карнітин у значних кількостях присутній у м'язах тварин, у бактеріях та рослинах, є фактором зростання деяких комах. У рослинах та мікроорганізмах часто зустрічаються α-амінокислоти, які не беруть участі в утворенні білків. Вони утворюються під час підвищеної потреби в азоті, наприклад при утворенні нирок або проростанні насіння, або запасаються у вигляді розчинних речовин. Багато амінокислот, Що утворилися під час обміну речовин нижчих організмів, мають властивості антибіотиків. Вони діють як амінокислоти антагоністи, тобто є конкурентними інгібіторами при обміні речовин, затримуючи певні ступені біосинтезу амінокислот або сприяючи утворенню хибних послідовностей при біосинтезі білків. Непротеїногенні амінокислоти надзвичайно різноманітні за будовою і, отже, мають різні хімічні та біологічні властивості. Серед непротеїногенних амінокислот зустрічаються сполуки, що мають у радикалі малі цикли, причому дуже напружені, гетероцикли, незвичайні гетероатоми (наприклад, йод). затримуючи певні щаблі біосинтезу амінокислот або сприяючи утворенню хибних послідовностей при біосинтезі білків. Непротеїногенні амінокислоти надзвичайно різноманітні за будовою і, отже, мають різні хімічні та біологічні властивості. Серед непротеїногенних амінокислот зустрічаються сполуки, що мають у радикалі малі цикли, причому дуже напружені, гетероцикли, незвичайні гетероатоми (наприклад, йод). затримуючи певні щаблі біосинтезу амінокислот або сприяючи утворенню хибних послідовностей при біосинтезі білків. Непротеїногенні амінокислоти надзвичайно різноманітні за будовою і, отже, мають різні хімічні та біологічні властивості. Серед непротеїногенних амінокислот зустрічаються сполуки, що мають у радикалі малі цикли, причому дуже напружені, гетероцикли, незвичайні гетероатоми (наприклад, йод).

Похідні аланіну.

Між непротеїногенними та протеїногенними амінокислотами іноді існує близька структурна спорідненість. Так, аланіну відповідають понад 30 похідних, що відрізняються замісниками водневого атома метильної групи. Заступником може бути аміногрупа, як, наприклад, у α,β-діамінопропіонової кислоти. α,β-Діамінопропіонова кислота. Ця амінокислота зустрічається у рослинах сімейства мімозових. Як заступник може бути циклопропанове кільце, як у знайденої в різних фруктах амінокислоти гіпогліцину А (β-(метиленциклопропіл)аланін) і 1-аміноциклопропанкарбонової кислоти:

1-Аміноциклопропанкарбонова кислота Гіпогліцин А, зокрема, виявлено у незрілих плодах дерева Blighia sapida, що росте в тропіках. Вживання в їжу цих плодів викликає ямайську блювотну хворобу, що характеризується блюванням та гіпоглікемічною комою. Гіпогліцин А ферментативним шляхом перетворюється на потужний інгібітор окислення СоА-ефірів жирних кислот із коротким ланцюгом. У присутності гіпогліцину А бутіроіл-СоА гідролізується з утворенням вільного бутирату, який накопичується в крові та непрямим шляхом викликає гіпоглікемію. 1-Аміноциклопропанкарбонова кислота є біогенним джерелом етилену в рослинах. Стизолобова і стизолобінова кислоти, що містяться в проростках бобової рослини Stizolobium hassjoo, мають у своєму складі кисневмісний гетероцикл і утворюються ферментативним шляхом з 3,4-дигідроксифенілаланіну.

Стизолобова кислота

Стизолобінова кислота Мімозин (β-[N-(3-гідрокси-4-оксопіридил)]-α-амінопропіонова кислота), структурно є аналогом дигідроксифенілаланіну, в якому замість дигідроксифенільного кільця присутній 3-гідрокси-4-піридонове кільце.

Мімозін.

β-Піразолілаланін також використовується для синтезу штучних пептидів аналогічних природним з метою вивчення ролі окремих амінокислот у складі біологічно активних пептидів. β-Піразолілаланін L-3-(2-Фуроїл) аланін. Дисигербарин – амінокислота, виділена з морського організму – губи Dysidea herbacea. Ця речовина є нейротоксином та індукує конвульсії та судоми при введенні експериментальним тваринам (мишам). Дисигербарин має найбільш потужну епілептогенну активність серед амінокислот і використовується в експериментальних моделях для вивчення відповідних патологічних станів центральної нервової системи. Для застосування в експериментальних дослідженнях у галузі нейрофізіології нині розробляються ефективні шляхи синтезу дисигербарину. Похідні гліцину Саркозин (N-метилгліцин) є похідним гліцину. Він служить інтремедіатом у біосинтезі та деградації гліцину (наприклад, біосинтез гліцину з холіну). СН3 – NH – CH2 – COOH Саркозин Саркозин виявлений у м'язах та інших тканинах організму, він досить поширений у природі та присутній у харчових продуктах – жовтку яєць, шинки, овочів, м'яса індички, бобових тощо. В організмі саркозин ферментативним шляхом швидко перетворюється на гліцин, який є не лише протеїногенною амінокислотою, а й попередником інших найважливіших біологічно активних речовин – глутатіону, креатину, пуринів та серину. Саркозин застосовується в клінічній практиці як допоміжний засіб для лікування шизофренії. Він впливає на обмін гліцину в мозку і таким чином покращує психотичні та депресивні симптоми у пацієнтів із шизофренією. Два залишки саркозину входять до складу актиноміцину D – антибіотика, який продукується актиноміцетами. Актиноміцин D порушує обмін нуклеїнових кислот та застосовується у медицині для лікування деяких видів злоякісних пухлин, проте застосування обмежене його високою токсичністю. У той же час цей антибіотик використовується в біохімічних дослідженнях як виборчий інгібітор синтезу РНК у мікробній, рослинній та тваринній клітині. α-(2-іміногексагідро-4-піримідил)гліцин входить до складу хімостатину – тетрапептиду мікробного походження, що є інгібітором протеаз – хімотрипсину, катепсину, папаїну, тобто ферментів, що володіють хімотрипсиноподібною субстратною спец. α-(2-Іміногексагідро-4-піримідил) гліцин. Такий інгібітор може використовуватися як протизапальні та протиракові засоби. Streptomyces sviceus продукують α-аміно-3-хлоро-4,5-дигідро-5 ізоксазолоцтової кислоти. α-Аміно-3-хлоро-4,5-дигідро-5-ізоксазолоцтова кислота. Ця сполука є антибіотиком із протипухлинною дією. Іботенова кислота - одна з головних отруйних речовин деяких видів мухоморів (Amanita). Іботенова кислота. Іботенова кислота має психоактивну, нейротоксичну, а також інсектицидну дію. Іботенова кислота застосовується в експериментальній нейрофізіології для селективного руйнування певних структур нервової системи. α-(Mетиленциклопропіл)гліцин виділений із насіння рослини лічі (Litchi chinensis). Ця сполука є гомологом гіпогліцину А і як гіпогліцин А виявляє гіпоглікемічну активність при введенні тваринам. α-(Метиленциклопропіл) гліцин. Похідні тирозину Попередники тиреоїдних гормонів - 3-моноїодірозін, 3,5-дііодтірозін, а також гормони щитовидної залози - 3,5,3`-трііодтиронін (Т3) і тироксин (3,5,3`,5`-тетраіодтиронін, Т4 містять йодзаміщений бічний ланцюг. Тироксин (3,5,3',5'-тетраіодтиронін, Т4) Гормони щитовидної залози відіграють важливу роль у регуляції загального метаболізму, розвитку та диференціювання тканин. Ці гормони регулюють експресію генів за механізмом, подібним до таких для стероїдних гормонів, тобто. зв'язуються з внутрішньоклітинним рецептором та утворюють гормон-рецепторний комплекс. До похідних тирозину належить також 3,4-дигідроксифенілаланін (ДОФА), є інтермедіатом у біосинтезі катехоламінів та меланіну. Для лікування хвороби Паркінсона, пов'язаної з порушенням обміну ДОФА в центральній нервовій системі, широко використовується синтетичний лівообертальний ізомер дигідроксифенілаланіну (леводопа). ДОФА існує у вільному стані у бобових (наприклад, Mucuna pruriens, оксамитові боби). Цій амінокислоті приписують побічну дію посилювати статеве збудження, яке буває після вживання квасолі. Похідні цистеїну Дьєнклова кислота, сірковмісна амінокислота, виділена з бобових рослин роду Archidendron, складається з двох залишків цистеїну, з'єднаних між собою метиленовим містком. широко використовується синтетичний лівообертальний ізомер дигідроксифенілаланіну (леводопа). ДОФА існує у вільному стані у бобових (наприклад, Mucuna pruriens, оксамитові боби). Цій амінокислоті приписують побічну дію посилювати статеве збудження, яке буває після вживання квасолі. Похідні цистеїну Дьєнклова кислота, сірковмісна амінокислота, виділена з бобових рослин роду Archidendron, складається з двох залишків цистеїну, з'єднаних між собою метиленовим містком. широко використовується синтетичний лівообертальний ізомер дигідроксифенілаланіну (леводопа). ДОФА існує у вільному стані у бобових (наприклад, Mucuna pruriens, оксамитові боби). Цій амінокислоті приписують побічну дію посилювати статеве збудження, яке буває після вживання квасолі. Похідні цистеїну Дьєнклова кислота, сірковмісна амінокислота, виділена з бобових рослин роду Archidendron, складається з двох залишків цистеїну, з'єднаних між собою метиленовим містком.

Дьєнклова кислота.

Дієнклова кислота токсична для людини, особливо проявляються її нефротоксичні властивості. При вживанні в їжу бобів, що містять денколову кислоту, остання, будучи погано розчинною в кислому середовищі, утворює кристали, які дратують ниркові канальці та сечовивідні шляхи. У цьому розвиваються болю, коліки, нудота, блювота, гематурія. Отруєння можна запобігти попередньому варінню бобів, т.к. диенколова кислота при варінні видаляється. Лантіонін широко поширений у природі, міститься в шерсті, людському волоссі, пір'ї, лактальбуміні.

Лантіонін

Ця амінокислота також знайдена в клітинних стінках бактерій, і крім цього, вона та її похідні входять до складу пептидних антибіотиків – лантибіотиків, що включають низин (харчовий консервант), субтилін, епідермін

(анти-стафілококові та антистрептококові агенти), анковенін (інгібітор ферментів). Алліїн міститься в часнику і під дією ферменту алліінази перетворюється на аліцин, якому властивий характерний запах часнику.

Алліїн.

Алліцин, будучи основним біологічно активним компонентом часнику, виявляє антибіотичну активність, інгібуючи ріст черевнотифозних, холерних та дизентерійних бактерій. При конденсації трьох молекул аліїну утворюються сполуки, що мають сильну антитромботічну активність. Алліїн також є складовою ефірних масел цибулі. Аллін має сильні антиоксидантні властивості, активно бере участь в утилізації гідроксил-радикалів, що пояснює вплив активних інгредієнтів часнику на протікання вільно-радикальних процесів та використання його з терапевтичною метою з найдавніших часів. Алліїн in vitro має імуномодулюючий вплив на деякі функції клітин периферичної крові, зокрема, підвищує продукцію цитокінів (IL-1β та TNF-α) та параметри фагоцитозу.

Похідні метіоніну:

Гомоцистеїн – проміжний продукт обміну незамінної амінокислоти метіоніну. Структурно він є гомологом амінокислоти цистеїну і відрізняється від останнього однією метиленовую групу (-CH2-). Гомоцистеїн. Гомоцистеїн не надходить в організм із їжею, він утворюється з метіоніну за рахунок ферментативного елімінування метильної групи, пов'язаної з атомом сірки. Надалі гомоцистеїн в організмі людини метаболізується за двома основними шляхами – реметилювання до метіоніну та утворення цистеїну. Зазначені процеси здійснюються за участю вітамінів групи В (В6, В12, фолієва кислота). Рівень гомоцистеїну в крові зростає із віком, вміст гомоцистеїну у чоловіків вищий, ніж у жінок. Підвищений внаслідок різних спадкових та набутих захворювань вміст гомоцистеїну в організмі пов'язаний з розвитком багатьох патологічних станів – нервово-психічних розладів, серцево-судинних захворювань (інфаркту міокарда, інсульту та венозної тромбоемболії, атеросклерозу), патологій вагітності. необхідні для метаболізму гомоцистеїну, що знижує його рівень у крові. Етіонін структурно подібний до протеїногенної амінокислоти метіоніном, але містить етильну групу замість метильної. знижує його рівень у крові. Етіонін структурно подібний до протеїногенної амінокислоти метіоніном, але містить етильну групу замість метильної. знижує його рівень у крові. Етіонін структурно подібний до протеїногенної амінокислоти метіоніном, але містить етильну групу замість метильної.

Етіонін.

Етіонін є антиметаболітом та антагоністом метіоніну. Етіонін високо токсичний потужний карциноген, що впливає на печінку, нирки, підшлункову залозу та інші органи, а також пригнічує ріст деяких мікроорганізмів. Вбудовуючись у білкову молекулу, етіонін знижує специфічну активність білка або інактивує його. Він також перешкоджає вбудовуванню деяких амінокислот у білкову молекулу та впливає на енергетичний обмін клітин. Надзвичайна токсичність етіоніну пояснюється його здатністю брати участь у багатьох біосинтетичних та регуляторних процесах. Зокрема, в еукаріотичних клітинах in vivo етіонін інгібує синтез АТФ, S-аденозилметіоніну та поліамінів, індукує постсинтетичне етілювання макромолекул та інгібує метилювання, пригнічує синтез та дозрівання рРНК, впливає на ферментативну активність, викликає зміни у субодиницях рибосом та дисоціацію полісом, інгібує процес реплікації ДНК тощо. На органному рівні (досліди in vivo) надходження етіоніну до організму викликає жирове переродження печінки, гострий панкреатит, розвиток карциноми печінки. Питання існування етіоніну в природі дискутується, проте ця амінокислота широко використовується в дослідженнях різноманітних аспектів метаболізму (вивчення темпів старіння клітин, особливостей обміну метіоніну, ферментативної активності в еукаріотичних клітинах і т.д.).

S-Метилметіонін (вітамін U)– похідне метіоніну, що є учасником багатьох біосинтетичних процесів за рахунок наявності сульфонієвої групи (сульфонієва група містить позитивно заряджений іон сірки, пов'язаний із трьома органічними радикалами). S-метилметіонін S-Метилметіонін міститься в тканинах всіх квіткових рослин, утворюється з L-метіоніну з попереднім перетворенням на S-аденозилметіонін. S-Метилметіонін відомий як анти-виразковий фактор (U від ulcer – виразка), вперше був виявлений при дослідженні противиразкових властивостей капустяного соку. Організм людини не здатний синтезувати вітамін U і отримує його в основному із рослинною їжею. Вітамін U благотворно впливає на печінку, перешкоджаючи жировому переродженню, слизові оболонки шлунково-кишкового тракту, стимулюючи загоєння ерозій та виразок, таким чином, виявляючи противиразкову дію, знижує рівень перекисного окиснення ліпідів. Похідні аміномасляної кислоти. Гомосерин подібний за структурою протеїногенної амінокислотою серином, але відрізняється від останньої на одну метиленовую групу.

Гомосерін

Гомосерин є проміжною сполукою у метаболізмі треоніну, аспарагінової кислоти та метіоніну. У клітинах бактерій Escherichia coli з аспарагінової кислоти утворюється гомосерин, який надалі перетворюється на незамінні для людини амінокислоти – метіонін та треонін. Треонін далі конвертується в ще одну незамінну для людини та вищих тварин амінокислоту – ізолейцин. У деяких рослинах, наприклад, у гороху (Pisum sativum), гомосерин міститься у вільному вигляді. α,γ-Діаміномасляна кислота входить до складу пептидних антибіотиків – поліміксинів.

α,γ-Діаміномасляна кислота

Поліміксинивиробляються деякими штамами аеробної спороутворюючої палички Bacillus polymyxa, виявленої у ґрунті, виявляють активність щодо грамнегативних бактерій. Структурно поліміксини є циклічними пептидами, що містять шість залишків α,γ - діаміномасляної кислоти. Взаємодіючи з фосфоліпідами, поліміксини порушують структуру бактеріальних мембран та підвищують їх проникність. Зміна проникності мембрани відбувається одразу після контакту бактеріальної клітини з антибіотиком. Вважається, що чутливість до поліміксину визначається вмістом фосфоліпідів у стінці клітин бактерій. Поліміксини є групою досить давно відомих антибіотиків, однак, спостерігається останнім часом підвищення резистентності мікробних організмів до дії сучасних препаратів змушує вчених звернутися до застосування антибіотиків попередніх поколінь, як до цінної альтернативи для використання у випадках інфекцій, що важко піддаються лікуванню. Ще одним похідним масляної кислоти є L-2-аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієніл)масляна кислота (amiclenomycin). L-2-Аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієнілу) масляна кислота Аmiclenomycin – природна амінокислота, що продукується деякими видами стрептоміцетів (Streptomyces lavendulae, Streptomyces venezulae). Ця сполука проявляє антибіотичну активність за рахунок незворотної інактивації ферменту, який бере участь у біосинтезі біотину в бактеріальних клітинах, зокрема, пригнічує ріст мікобактерій (Mycobacterium tuberculosis). як до цінної альтернативи для використання у випадках інфекцій, що важко піддаються лікуванню. Ще одним похідним масляної кислоти є L-2-аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієніл)масляна кислота (amiclenomycin). L-2-Аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієнілу) масляна кислота Аmiclenomycin – природна амінокислота, що продукується деякими видами стрептоміцетів (Streptomyces lavendulae, Streptomyces venezulae). Ця сполука проявляє антибіотичну активність за рахунок незворотної інактивації ферменту, який бере участь у біосинтезі біотину в бактеріальних клітинах, зокрема, пригнічує ріст мікобактерій (Mycobacterium tuberculosis). як до цінної альтернативи для використання у випадках інфекцій, що важко піддаються лікуванню. Ще одним похідним масляної кислоти є L-2-аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієніл)масляна кислота (amiclenomycin). L-2-Аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієнілу) масляна кислота Аmiclenomycin – природна амінокислота, що продукується деякими видами стрептоміцетів (Streptomyces lavendulae, Streptomyces venezulae). Ця сполука проявляє антибіотичну активність за рахунок незворотної інактивації ферменту, який бере участь у біосинтезі біотину в бактеріальних клітинах, зокрема, пригнічує ріст мікобактерій (Mycobacterium tuberculosis). L-2-Аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієнілу) масляна кислота Аmiclenomycin – природна амінокислота, що продукується деякими видами стрептоміцетів (Streptomyces lavendulae, Streptomyces venezulae). Ця сполука проявляє антибіотичну активність за рахунок незворотної інактивації ферменту, який бере участь у біосинтезі біотину в бактеріальних клітинах, зокрема, пригнічує ріст мікобактерій (Mycobacterium tuberculosis). L-2-Аміно-4-(4'-аміно-2',5'-циклогексадієнілу) масляна кислота Аmiclenomycin – природна амінокислота, що продукується деякими видами стрептоміцетів (Streptomyces lavendulae, Streptomyces venezulae). Ця сполука проявляє антибіотичну активність за рахунок незворотної інактивації ферменту, який бере участь у біосинтезі біотину в бактеріальних клітинах, зокрема, пригнічує ріст мікобактерій (Mycobacterium tuberculosis).

Похідні основних амінокислот:

Канаванін є оксигуанідиновим похідним аргініну. Ця амінокислота знайдена в насінні багатьох бобових рослин.

Канаванін:

Канаванін, як антиметаболіт аргініну, виявляє потужну інсектицидну активність за рахунок здатності вбудовуватися в білки замість аргініну та змінювати їх фізико-хімічні властивості та біологічну активність. Насіння бобової рослини люцерни містять канаванін і при вживанні в їжу людиною і тваринами здатні викликати аутоімунні захворювання (симптоми, подібні до системного червоного вовчака) До основних амінокислот відносяться також орнітин, цитрулін і аргініноянтарна кислота.

Цитрулін

Аргінінобурштинова кислотаТоксичний аміак, що утворюється в організмі в процесі метаболізму -амінокислот, перетворюється на нетоксичну сечовину в орнітиновому циклі (цикл сечовини). Головною метаболічною роллю орнітину, цитруліну та аргінінобурштинової кислоти у ссавців є участь у біосинтезі сечовини. Ці амінокислоти є переносниками атомів, які у результаті утворюють молекулу сечовини. Утворення сечовини є циклічним процесом і ні втрат, ні накопичення цих сполук у ході синтезу сечовини не відбувається. Утворення сечовини шляхом реакцій орнітінового циклу також доведено для бактерій, грибів та вищих рослин. У деяких рослин – вільхи, берези, ліщини, деяких рослин із сімейства бурачникових, накопичуються значні кількості цитруліну, який, мабуть, грає у них роль найважливішої сполуки, як якого зв'язується і знешкоджується надлишок що надходить у тканини аміаку. Цитрулін також міститься в соку плодів кавуна (Citrullus), звідки він і отримав свою назву. В інших рослинах, наприклад у чубатках (Corydalys), папороті (Asplenium), деяких лучних травах із сімейства злакових містяться значні кількості ацетильного похідного орнітину – N-ацетилорнітину. Таким чином, різні рослини можуть значно відрізнятися за характером продуктів азотистого обміну, що накопичуються у їх тканинах. Орнітин служить попередником широко поширених у ссавців поліамінів – путресцину, сперміну та спермідину. Фармакологічні дози поліамінів викликають зниження температури та зниження кров'яного тиску. Спермідин і спермін є факторами росту для культур клітин ссавців та бактерій і відіграють певну роль у стабілізації інтактних клітин, субклітинних органел та мембран. Завдяки тому, що молекули поліамінів несуть велику кількість позитивних зарядів, вони легко асоціюються з поліаніонами, наприклад, ДНК та РНК, беруть участь у таких фундаментальних процесах, як стимуляція біосинтезу ДНК та РНК. Поліаміни впливають на синтез білка і є інгібіторами низки ферментів, включаючи протеїнкінази. Основна частина путресцину та спермідину виділяється із сечею у вигляді кон'югатів, головним чином у формі ацетильних похідних [82]. Орнітин у складі стійкої солі L-орнітин-L-аспартату застосовується у медицині на лікування цирозу печінки. У високих дозах (більше 5 г) ця сполука знижує концентрацію аміаку в крові та елімінує симптоми печінкової енцефалопатії, асоційованої з цирозом печінки. Орнітин також є попередником у біосинтезі деяких алкалоїдів, зокрема піролідинів, піролізидинів, а також алкалоїдів тропанового ряду, наприклад, кокаїну. Орнітин входить до складу антибіотиків - бацитрацину, що продукується бактерією Bacillus licheniformis і граміцидину - циклічного пептиду, що виділяється бактерією Bacillus brevis, що живе в грунті.

Похідні дикарбонових амінокислот

L-α-аміноадипіновакислота є проміжним продуктом у біосинтезі лізину, що здійснюється у клітинах вищих грибів та деяких бактерій. L-α-аміноадипінова кислота Метаболічний шлях утворення лізину в клітинах грибів за участю L-α-аміноадипінової кислоти є унікальним для грибів і, таким чином, може бути потенційною мішенню для розробки нових фунгіцидних препаратів. Ця амінокислота також знайдено у складі водорозчинного білка зерна кукурудзи. L,L-α,ε-Діамінопімелінова кислота являє собою ε-карбоксипохідне лізину.

L,L-α,ε-Діамінопімелінова кислота

Ця амінокислота знайдена у складі білкового компонента пептидогліканів, що беруть участь у побудові клітинних стінок практично всіх бактерій, наприклад, кишкової палички (Escherichia coli)], дифтерійної бактерії та інших мікроорганізмів. γ-Карбоксиглутамінова кислота (Gla) є похідним глутамінової кислоти.

γ-Карбоксиглутамінова кислота

Вона виявлена у протромбіні та мінералізованих білках тканин хребетних. Ця амінокислота утворюється з залишку глутамінової кислоти в посттрансляційної ферментативної реакції, для якої необхідний вітамін К та бікарбонат. За рахунок залишків Gla білки, що їх містять, здатні зв'язувати іони кальцію.

Імінокислоти:

Піпеколінова кислота- природна непротеїногенна α-амінокислота, що зустрічається, головним чином, у рослинах. Піпеколінова кислота. Ця амінокислота є гомологом проліну та біосинтезується з лізину. Піпеколінова кислота входить до складу рапаміцину – макроциклічного антибіотика, виділеного з продуктів життєдіяльності ґрунтової бактерії Streptomyces hygroscopicus. Рамапіцин виявляє фунгіцидну активність, а також є потужним імуносупресором і використовується в клінічній практиці при пересадці органів для запобігання відторгненню. Сучасні дослідження також показують, що Рамапіцин впливає на проліферацію клітин і, таким чином, може бути використаний для лікування деяких видів раку. Численні природні та синтетичні аналоги піпеколінової кислоти виявляють різноманітні цікаві біологічні властивості – є анестетиками, антикоагулянтами, інгібіторами глікозидази, а також інтермедіатами у синтезі алкалоїдів. Азетидин-2-карбонова кислота зустрічається в тканинах лілейних (конвалія) і агавах і становить значну частину розчинних азотовмісних речовин у цих групах рослин.

Азетидин-2-карбонова кислота

Ця амінокислота виявлена також у цукровому буряку та столовому буряку. Азетидин-2-карбонова кислота токсична для рослин та тварин. Будучи гомологом та антагоністом проліну, вона легко вбудовується у білки замість проліну у багатьох видів, включаючи людину, та викликає численні токсичні ефекти, а також уроджені вади розвитку. Дія її як токсину полягає в тому, що апарат біосинтезу білка не може відрізнити пролін від азетидинкарбонової кислоти. Багато лілейних захищені від неконтрольованого вбудовування цієї кислоти у власні білки завдяки наявності високоспецифічної проліл-тРНК-синтетази. L-транс-2,3-дикарбоксиазиридин є метаболітом, виділеним із культури Streptomyces.

L-транс-2,3-дикарбоксіазирідін

Ця сполука має антибактеріальну дію. Потужна біологічна активність сполук, що містять кільце азиридину, тісно пов'язана з високою реакційною здатністю напруженого тричленного гетероциклу. Велика увага приділяється синтезу пептидів, що містять 2,3-дикарбоксиазиридин в якості електрофільного фрагмента, оскільки вони є інгібіторами цистеїнових протеїназ - сполук необхідних для життєвого циклу паразитичного мікроорганізму роду Leishmaniа, що викликає лейшманіоз - захворювання, що входить Охорони здоров'я. У світі від лейшманіозу страждає близько 12 мільйонів чоловік і 350 мільйонів перебуває у групі ризику, водночас кількість препаратів на лікування цього захворювання дуже обмежена. Таким чином, розробка нових пептидних селективних інгібіторів цистеїнових протеїназ на основі 2,3-дикарбоксіазіридину є перспективним напрямком у розробці нових лікарських засобів для лікування лейшманіозу. Каїнова кислота була виділена з морських водоростей під назвою "Kainin-sou" або "Makuri" (Digenea simplex).

Каїнова кислота

Спочатку ця кислота застосовувалася як антигельмінтний засіб для видалення черв'яків з кишечника. Подальші дослідження показали, що вона є аналогом глутамату, що не руйнується, і потужним нейротоксином. Каїнова кислота виявляє нейротоксичні та епілептогенні властивості, впливаючи на каїнатні рецептори центральної нервової системи. При зв'язуванні з відповідними рецепторами, каїнова кислота викликає ряд клітинних відповідей, у тому числі приплив іонів Ca2+, виробництво активних форм кисню, а також мітохондріальну дисфункцію, що зрештою призводить до нейронного апоптозу та некрозу. Таким чином, каїнова кислота використовується в нейронаукових експериментах на тварин для індукування судом, ексайтотоксичної загибелі нейронів, моделювання епілепсії з метою дослідження різноманітних нейродегенеративних процесів.