Triptófano

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L-Triptofano
Alerta sobre risco à saúde[1]
L-tryptophan.svg L-tryptophan-3D-sticks.png
Amminoacido triptofano formula.svg
Nome IUPAC (S)-2-Amino-3-(1H-indol-3-yl)-propionic acid
Identificadores
Abreviação Trp ou W
Número CAS 73-22-3,
153-94-6 (D-Triptofano)
PubChem 6305
DrugBank NUTR00058
Código ATC N06AX02
SMILES
Propriedades
Fórmula química C11H12N2O2
Massa molar 204.21 g mol-1
Ponto de fusão

290−295 °C (decomp.)[1]
257 °C (Cloridrato)[1]

Ponto de ebulição

281−282 °C (Sublima a 0,4 hPa)[1]

Solubilidade em água 10 g·l−1 a 20 °C,
13,4 g·l−1 a 25 °C [2]
Pressão de vapor 28 µPa a 25 °C [2]
Acidez (pKa) pKCOOH: 2,38[3]
pKNH2: 9,44[4]
Termoquímica
Entalpia padrão
de formação
ΔfHo298
-415,3 kJ·mol−1
Entropia molar
padrão
So298
251 J·K−1mol−1
Capacidade calorífica
molar
Cp 298
238,1 J·K−1mol−1
Riscos associados
Frases R -
Frases S -
LD50 > 16000 mg·kg−1 (Rato, via oral) [2]
Compostos relacionados
Aminoácidos relacionados 5-hidroxitriptofano (próximo passo na biossíntese da serotonina)
Compostos relacionados Triptamina (decarboxilado)
Melatonina (N-[2-(5-metoxi-1H-indolo-3-ilo)etilo] etanamida)
Cloridrato de triptófano
Ácido 2-(1H-indol-3-il)-propanóico
N-formil-quinurenina (próximo passo na biossíntese da niacina)[5]
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

O triptofano (ou triptófano em Portugal) é um aminoácido utilizado na biossíntese de proteínas, sendo codificado pelo códon UGG. Ele contém, como todo aminoácido, um grupo amino (básico) e um grupo carboxila (ácido); sua cadeia lateral consiste num indol, o que faz dele um aminoácido aromático e apolar. No pH fisiológico, o triptofano é um zwitterion: o grupo amino (pKa = 9.39) encontra-se protonado (–NH3+) e o grupo carboxila (pKa = 2.38) encontra-se deprotonado ( –COO). Absorve luz ultravioleta.

Em seres humanos, este aminoácido é essencial, o que significa que não pode ser sintetizado: precisa compor a dieta. Além disso, ele é o precursor da serotonina e da melatonina.

Isolamento[editar | editar código-fonte]

O triptofano foi isolado pela primeira vez por Frederick Gowland Hopkins em 1901, através da hidrólise da caseína. De 600g de caseína pura, obtém-se 4-8g de triptofano.

Funções[editar | editar código-fonte]

Para muitos seres vivos (incluindo humanos), o triptofano é indispensável para evitar doenças e morte mas não pode ser sintetizado pelo organismo, de modo que precisa ser ingerido; em suma, é um aminoácido essencial. Aminoácidos constituem as peças a partir das quais se montam proteínas e o triptofano, ainda que pouco frequente, desempenha importantes papéis estruturais e funcionais quando presente. Por exemplo, ele compõe as α-hélices que ancoram proteínas transmembranares à membrana plasmática. Além disso, o triptofano é um precursor bioquímico dos seguintes compostos:

Por seu papel na biossíntese de serotonina e melatonina, o triptofano desempenha papel importante nos processos bioquímicos do sono e do humor; de modo que é utilizado como suplemento para o tratamento de depressão.

Biossíntese e Produção Industrial[editar | editar código-fonte]

Por ser um aminoácido essencial, o triptofano não é sintetizado a partir de substâncias mais básicas em seres humanos e outros animais, precisando, assim, ser ingerido. Plantas e microrganismos geralmente sintetizam triptofano a partir do ácido xiquímico ou do ácido antranílico[6], pelo seguinte processo: o ácido antranílico condensa-se com o fosforribosil pirofosfato (PRPP), gerando pirofosfato como subproduto. O anel da fracção da ribose é aberto e é submetido a descarboxilação redutiva, formando indol 3-glicerol fosfato; esse, por sua vez, é transformado em indol. A enzima triptofano sintase catalisa a formação de triptofano a partir do indol e do aminoácido serina.Tryptophan biosynthesis (en).svg

A produção industrial de triptofano é biossintética e é baseada na fermentação da serina e do indol, usando bactérias como a Bacillus amyloliquefaciens, a Bacillus subtilis, a Corynebacterium glutamicum ou a Escherichia coli. Essas cepas carregam mutações que impedem a recaptação de aminoácidos ou mutações que expressam multiplamente/excessivamente o operão do triptofano.[7][8][9]

Nutrição[editar | editar código-fonte]

O triptofano é um aminoácido essencial utilizado pelo cérebro, juntamente com a vitamina B3 (a niacina ou niacinamida) e o magnésio, para produzir a serotonina, um neurotransmissor importante nos processos bioquímicos do sono e do humor.

É importante destacar que, embora o triptofano aumente a disponibilidade de serotonina, o consumo na forma de lactíneos, peixes, carnes, etc. não causa efeitos significativos sobre a produção de serotonina pelo Sistema Nervoso Central. Isso ocorre pois o triptofano não é o único aminoácido presente nesses alimentos, de modo que ocorre "competição" com os outros aminoácidos na absorção pelo organismo. Desse modo a maior parte do triptofano presente nos alimentos não é utilizada.

Alimentos como a banana possuem serotonina, mas esta não tem a capacidade de atravessar a Barreira hematoencefálica, portanto não tem ação sobre o humor e a depressão.[10]

Fontes naturais[editar | editar código-fonte]

Uso como suplemento dietético[editar | editar código-fonte]

O Triptofano é vendido sem receita médica nos Estados Unidos (depois de ter sido banido entre 1989 e 2005) e no Reino Unido como um suplemento dietético, sendo usado como antidepressivo, ansiolítico e remédio contra a insônia. Em alguns países da Europa, o triptofano é comercializado sob prescrição médica para tratamento da depressão.

Como o triptofano é convertido em 5-hidroxitriptofano (5-HTP), que é em seguida convertido no neurotransmissor serotonina, foi proposto que o consumo de 5-HTP pode combater os sintomas da depressão ao aumentar os níveis de serotonina no cérebro. Em 2001, um artigo sobre os efeitos do 5-HTP e do triptofano foi publicado na Cochrane. Os autores do artigo incluíram na pesquisa apenas estudos de alto rigor sobre o 5-HTP e o triptofano. Dos 108 estudos analisados pelos autores publicados entre 1966 e 2000 apenas dois alcançaram os padrões de qualidade estabelecidos, totalizando 64 participantes dos estudos. O 5-HTP e o triptofano foram mais efetivos do que o placebo nos dois estudos incluídos, porém os estudos foram analisados como inconclusivos pelo fato de não apresentarem evidências suficientes. O uso do 5-HTP e do triptofano é limitado no presente.[11] O uso de triptofano como terapia adjuvante em conjunto com os tratamentos usuais contra a depressão e contra a ansiedade não é suportado por evidências científicas.[12] Pela falta de estudos que mostrem a efetividade e pela falta de estudos que mostrem a segurança na ingestão, o uso de triptofano e de 5-HTP não é recomendado, e não é provado que essas substâncias sejam clinicamente úteis.[13][14]

Há evidências de que os níveis de sangue de triptofano provavelmente não serão alterados ao alterar a dieta[15], porém o triptofano está disponível nas lojas como um suplemento dietético.[16] O consumo de triptofano purificado aumenta o nível de serotonina cerebral, enquanto que comer alimentos que contenham triptofano não[17]. Isso ocorre porque o sistema de transporte, que traz triptofano através da barreira hematoencefálica, também é seletivo para os outros aminoácidos, que estão contidos em fontes de proteína de alimentos[18]. Os níveis elevados de outros aminoácidos neutros grandes no plasma sanguíneo impedem o aumento da concentração plasmática de triptofano no cérebro.[19]

Triptofano, depressão e distúrbios serotoninérgicos[editar | editar código-fonte]

O triptofano é um dos responsáveis pela produção de serotonina pelo Sistema Nervoso Central (SNC). Níveis baixos de serotonina são diretamente associados à depressão, o triptofano atua como um antidepressivo pois aumenta a quantidade de serotonina (5HT) no SNC.[20],[21]

Apesar da relação entre a serotonina e a depressão pela ação dos inibidores seletivos de recaptação da serotonina (IRS e ISRS ), a relação entre a ingestão de triptófano e a depressão tem sido questionada devido a sua dificuldade em atravessar a barreira hematoencefálica, especialmente devido a "competição" com outros aminoácidos que a transpassam mais facilmente e assim bloqueiam a entrada. Inclusive em tais estudos - não específicos sobre depressão e sim sobre o TOC - transtorno obsessivo-compulsivo também associado à presença da serotonina - observou-se que com uma dieta modificada, usando oito vezes mais açúcar (os açúcares provocam uma liberação de insulina, que faz com que os músculos absorvam os outros aminoácidos eliminando a referida competição) e quatro vezes mais triptofano, os pesquisadores observaram a duplicação da atividade da serotonina no cérebro sem que os ratos melhorassem, e sim piorassem quanto aos sintomas de puxar pelos, comportamento equivalente à tricotilomania e TOCs.[22] Sabe-se que IRS / ISRS são utilizados com boa eficácia no tratamento dos TOCs.

Casos ocorridos na história[editar | editar código-fonte]

Em 1989, uma empresa nos EUA, a Showa Denko K.K, que produzia L-triptofano, modificou uma bactéria que começou a ser usada para aumentar a produção industrial de L-triptofano.[23] A partir do momento em que este novo triptofano começou a ser utilizado, começaram a ocorrer diversas mortes causadas por uma doença auto-imune onde as próprias celulas de defesa do organismo começam a atacar o corpo e causava aumento das células sanguíneas chamadas eosinófilos e mialgia (dores musculares).[24] Devido a empresa não ter fornecido informações sobre a bactéria utilizada, os cientistas não conseguiram determinar exatamente a causa e nem a cura da doença. Sabe-se que mais de 40 pessoas morreram em decorrência do uso do L-triptofano e muitas outras ficaram permanentemente inválidas. A empresa Showa Denko K.K afirmou que logo após evidências desta doença, destruiu toda e qualquer forma desta bactéria. Nunca houve relatos de problemas relacionados a este aminoácido quando produzido de fermentação, que era o modo empregado antes das bactérias.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b c d Datenblatt bei Merck.
  2. a b c (en) « Triptófano » em ChemIDplus
  3. Thieme Chemistry (Hrsg.): RÖMPP Online - Version 3.5. Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart 2009.
  4. Hans Beyer und Wolfgang Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1991, ISBN 3-7776-0485-2, S. 823.
  5. Catabolismo de Proteínas e do Azoto dos AA.
  6. Radwanski, E. R.; Last, R. L. (July 1995). «Tryptophan biosynthesis and metabolism: biochemical and molecular genetics». The Plant Cell. 7 (7): 921–934. ISSN 1040-4651. PMID 7640526. doi:10.1105/tpc.7.7.921  Verifique data em: |data= (ajuda)
  7. Ikeda, Masato (2003). «Amino acid production processes». Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 79: 1–35. ISSN 0724-6145. PMID 12523387 
  8. Becker, Judith; Wittmann, Christoph (August 2012). «Bio-based production of chemicals, materials and fuels -Corynebacterium glutamicum as versatile cell factory». Current Opinion in Biotechnology. 23 (4): 631–640. ISSN 1879-0429. PMID 22138494. doi:10.1016/j.copbio.2011.11.012  Verifique data em: |data= (ajuda)
  9. Conrado, Robert J.; Varner, Jeffrey D.; DeLisa, Matthew P. (October 2008). «Engineering the spatial organization of metabolic enzymes: mimicking nature's synergy». Current Opinion in Biotechnology. 19 (5): 492–499. ISSN 0958-1669. PMID 18725290. doi:10.1016/j.copbio.2008.07.006  Verifique data em: |data= (ajuda)
  10. Young, Simon N. (2007). «How to increase serotonin in the human brain without drugs». Journal of Psychiatry and Neuroscience, 32(6),. PMCID: PMC2077351. pp. 394–399. Consultado em 02 de janeiro de 2014  Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
  11. Shaw, K.; Turner, J.; Del Mar, C. (2002). «Tryptophan and 5-hydroxytryptophan for depression». The Cochrane Database of Systematic Reviews (1): CD003198. ISSN 1469-493X. PMID 11869656. doi:10.1002/14651858.CD003198 
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  13. Shaw, K.; Turner, J.; Del Mar, C. (2002). «Tryptophan and 5-hydroxytryptophan for depression». The Cochrane Database of Systematic Reviews (1): CD003198. ISSN 1469-493X. PMID 11869656. doi:10.1002/14651858.CD003198 
  14. Ravindran, Arun V.; da Silva, Tricia L. (25 de setembro de 2013). «Complementary and alternative therapies as add-on to pharmacotherapy for mood and anxiety disorders: a systematic review». Journal of Affective Disorders. 150 (3): 707–719. ISSN 1573-2517. PMID 23769610. doi:10.1016/j.jad.2013.05.042 
  15. Soh, Nerissa L.; Walter, Garry (2011/02). «Tryptophan and depression: can diet alone be the answer?». Acta Neuropsychiatrica. 23 (1): 3–11. ISSN 1601-5215. doi:10.1111/j.1601-5215.2010.00508.x  Verifique data em: |data= (ajuda)
  16. Fernstrom, John D. (December 2012). «Effects and side effects associated with the non-nutritional use of tryptophan by humans». The Journal of Nutrition. 142 (12): 2236S–2244S. ISSN 1541-6100. PMID 23077193. doi:10.3945/jn.111.157065  Verifique data em: |data= (ajuda)
  17. Wurtman, R. J.; Hefti, F.; Melamed, E. (December 1980). «Precursor control of neurotransmitter synthesis». Pharmacological Reviews. 32 (4): 315–335. ISSN 0031-6997. PMID 6115400  Verifique data em: |data= (ajuda)
  18. Young, Simon N. (2007-11). «How to increase serotonin in the human brain without drugs». Journal of Psychiatry & Neuroscience : JPN. 32 (6): 394–399. ISSN 1180-4882. PMID 18043762  Verifique data em: |data= (ajuda)
  19. Henderson, H. E.; Devlin, R.; Peterson, J.; Brunzell, J. D.; Hayden, M. R. (December 1990). «Frameshift mutation in exon 3 of the lipoprotein lipase gene causes a premature stop codon and lipoprotein lipase deficiency». Molecular Biology & Medicine. 7 (6): 511–517. ISSN 0735-1313. PMID 2077351  Verifique data em: |data= (ajuda)
  20. Bahls, Saint-Clair. DEPRESSÃO: UMA BREVE REVISÃO DOS FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS E COGNITIVOS. InterAÇÃO, Curitiba, v. 3, p. 49 a 60, jan./dez. 1999 em pdf Jan 2010.
  21. A Nutrição e a mente, alimentos para o cérebro. The Ecologist.org Jan. 2011.
  22. Romanzoti, Natasha. O que as pessoas comem pode interferir no risco de doenças mentais. Hypescience.com 21.12.2010.
  23. FDA Information Paper on L-tryptophan and 5-hydroxy-L-tryptophan.
  24. Mayeno AN, Lin F, Foote CS, Loegering DA, Ames MM, Hedberg CW, Gleich GJ (1990). "Characterization of "peak E," a novel amino acid associated with eosinophilia-myalgia syndrome". Science 250 (4988): 1707–8. doi:10.1126/science.2270484.
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