Цитруллин
Цитрулли́н (N-5-аминокарбонилорнитин, N-δ-карбамоилорнитин, 2-амино-5-уреидопентановая кислота, 2-амино-5-(карбамоиламино)пентановая кислота, α-амино-δ-уреидовалериановая кислота, общепринятое сокращение: Cit), непротеиногенная α-аминокислота, H2 NC(O)NH(CH2 )3 CH(NH2 )COOH. Содержит асимметрический атом углерода, обладает оптической активностью, может существовать в виде двух энантиомеров – D-цитруллина и L-цитруллина. В природе преобладает L-форма цитруллина. Молярная масса 175,19 г/моль. Плотность 0,8488 г/см3 . Температура плавления 222 °C (с разложением).
Физико-химические свойства
Цитруллин – бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде, нерастворимое в этаноле, метаноле, диэтиловом эфире.
Константы диссоциации кислоты (рКа ) составляют 2,43 для карбоксильной группы (α-COOH) и 9,69 для аминогруппы (α-NH3 + ). При физиологических условиях цитруллин существует в виде цвиттер-иона.
Цитруллин устойчив к действию кислот, при обработке щёлочью разлагается на орнитин, мочевину и диоксид углерода. Он образует комплексы с металлами, вступает в реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов, а именно: реакции этерификации, взаимодействие с аминами, декарбоксилирование, реакции с азотистой кислотой, окислительное деаминирование, переаминирование, N-алкилирование, N-ацилирование, образование пептидной связи.
Способы получения
L-цитруллин получают при обработке L-аргинина слабыми растворами щелочей.
Участие в обмене веществ
L-цитруллин – важный метаболит орнитинового цикла. L-орнитин-карбамоилтрансфераза (КФ 2.1.3.3) митохондрий печени переносит карбамоильную группу с карбамоилфосфата на L-орнитин с образованием L-цитруллина, который выходит в цитозоль. Далее в реакции, катализируемой аргининосукцинат-синтазой (КФ 6.3.4.5), к L-цитруллину присоединяется аминогруппа L-аспартата. Нарушения в работе ферментов цикла мочевины приводят к заболеваниям, сопровождающимся нарушением координации движений, раздражительностью, сонливостью, умственной отсталостью.
L-цитруллин образуется как побочный продукт при синтезе оксида азота (II) из L-аргинина под действием NO-синтазы (КФ 1.14.13.39).
В корневых клубеньках некоторых растений, например ольхи, реакция карбамоилирования L-орнитина с образованием L-цитруллина представляет собой основной путь фиксации азота.
В белках L-цитруллин появляется в результате посттрансляционной модификации L-аргинина под действием протеинаргинин деиминазы (КФ 3.5.3.15). Этой модификации подвергаются белки, участвующие в кератинизации, основной белок миелина. Нарушения в образовании цитруллина в белках ассоциированы с аутоиммунными заболеваниями (например, ревматоидным артритом, рассеянным склерозом, псориазом). Цитруллинизация гистонов участвует в эпигенетической регуляции транскрипции генов.
Литература
- Кочетков Н. К. Химия природных соединений : (углеводы, нуклеотиды, стероиды, белки) / Н. К. Кочетков, И. В. Торгов, М. М. Ботвиник. – Москва : Издательство Академии наук СССР, 1961.
- Справочник химика. Т. 2. Основные свойства неорганических и органических соединений / гл. ред. Б. П. Никольский. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва ; Ленинград : Химия, Ленинградское отделение, 1965.
- Дэвис Д. Биохимия растений : учебное пособие] / Д. Дэвис, Д. Джованелли, Т. Рис ; пер. с англ. А. А. Бундель [и др.]. – Москва : Мир, 1966.
- Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс ; пер. с англ. В. Л. Друцы, О. Н. Королевой. – Москва : Мир, 1991.
- Almost all about citrulline in mammals / E. Curis, I. Nicolis, C. Moinard [et al.] // Amino acids. – 2005. – Vol. 29, № 3. – P. 177–205.
- Fuhrmann J. F. Chemical Biology of Protein Arginine Modifications in Epigenetic Regulation / J. Fuhrmann, K. W. Clancy, P. R. Thompson // Chemical Reviews. – 2015. – Vol. 115, № 11. – P. 5413–5461.
- Нельсон Д. Л. Основы биохимии Ленинджера. Т. 2. Биоэнергетика и метаболизм / Д. Нельсон, М. Кокс ; пер. с англ. Т. П. Мосоловой [и др.]. – 4-е изд. – Москва : Бином. Лаборатория знаний, 2020. – (Лучший зарубежный учебник).
- Интернет-ресурс:
- Цитруллина Малат (Citrulline Malate) // VIDAL : справочник лекарственных средств.