Изменение св-в аминокислот и белков после нитрования.

[Loiso Pondohva]

И снова здравствуйте. Прошибло меня что-то в последнее время на интересные, но малоприкладные вопросы, уж извините.
Собственно вопрос такой. Возьмём произвольный белок, аля альбимин куриный, и очень мягенько его нитруем. Понятно, что от кислой среды он денатурирует, но в целом, гидролиз по пептидным группам пройдёт не очень интенсивно. Каждому, кто работал с азоткой, понятно, что цвет у него будет противненько-жёлтый, из-за нитрации ароматических колец тирозина, фенилаланина и, возможно, ещё триптофана. Сильно ли изменит такой белок свои свойства по идее? (Кроме денатурации и цвета). Останется ли он пищевым? Мне кажется, что в организме будет нормально проходить гидролиз пептидных связей, но вместо этих 2-3 нормальных аминокислот будут их нитрованные аналоги. Я капельку почитал, они по идее маркеры оксидативного стресса, но ведь это следствие, а не причина. По их токсичности данных маловато, но вроде они не супер-ядовиты. Скорее всего человеческие ферменты их вообще не видят, как аминокислоты. Это тогда почти инертная хрень в крови. Но могут ли они работать, как антивитамины, и блокировать рибосомы/человеческие ферменты? Или вовсе встраиваться в процесс протеосинтеза, руша всю пространственную структуру/меняя белки. Какие прогнозы? 
И САМОЕ ИНТЕРЕСЕНОЕ. Насколько такой нитрованный по фенилаланину и тирозину белок (после готовки положим и сушки) можно дать человеку с фенилкетонурией. Будет ли это лучше, или ещё хуже? (Эксперимент чисто мысленный))).

Изменено 11 Сентября, 2020 в 22:23 пользователем Loiso Pondohva

[Аристотель]

Зачем нитрировать белки, если в аминокислоте и так имеется нитро-группа? Нитро- группа распадается на азот присоединяясь к мочевине, который уже выводится из организма, т.к. он является чрезмерно ядовитым для него, хоть и неизвестно, как он именно действует на нервную систему.

Тирозин нормально переносят люди с фенилкетонурией, тут дело в фенилаланине, который избыточно накапливается в нервной ткани и распадается на свои "плохие" производные. Соответственно, этот фенилаланин нитрованный будет накапливаться и скорее всего ещё хуже сделает, чем обычная не модифицированная аминокислота.

По поводу "не видят", очень праздное утверждение, ведь известны многие конкурентные аналоги аминокислот, которые могут использоваться в строительстве белка за место других, то там будет происходить дискриминация в пользу каноничных аминокислот. В общем, ферменты способны различать аминокислоты, например: фтораминокислоты и делать какие-то выводы по отношению к нитрованным аминокислотам нельзя.

Есть токсичные антиметаболиты - аля модифицированные аминокислоты, те же фтораминокислоты, то есть, по прогнозам могут что-то там и нарушать.

Про оксидативный стресс - специфических маркеров его нет, есть лишь "условные".

 

 

 

Изменено 15 Сентября, 2020 в 17:32 пользователем Аристотель

[Loiso Pondohva]

6 часов назад, Аристотель сказал:

Зачем нитрировать белки, если в аминокислоте и так имеется нитро-группа?

Нитро???? Амино же... 
Я о первой стадии ксантопротеиновой реакции, когда NO2 встраивается в ароматические кольца
https://xumuk.ru/encyklopedia/2215.html
Я знаком с циклом мочевины и что становится с аминогруппами))
 

 

6 часов назад, Аристотель сказал:

фтораминокислоты и делать какие-то выводы по отношению к нитрованным аминокислотам нельзя.

Я написал, что да, может обманывать рибосомы. Но не факт. Фтор то маленький и для организма похож на водород (берём фторцитрат или фторированные нуклеотиды если), а NO2 объёмная и довольно химически значимая
 

 

6 часов назад, Аристотель сказал:

Тирозин нормально переносят люди с фенилкетонурией

Да, я знаю. Просто в данном случае он будет нитроваться наравне с фенилаланином, поэтому подумал нужным напистаь
 

[Аристотель]

5 часов назад, Loiso Pondohva сказал:

Нитро???? Амино же... 
Я о первой стадии ксантопротеиновой реакции, когда NO2 встраивается в ароматические кольца
https://xumuk.ru/encyklopedia/2215.html
Я знаком с циклом мочевины и что становится с аминогруппами))
 

 

Я написал, что да, может обманывать рибосомы. Но не факт. Фтор то маленький и для организма похож на водород (берём фторцитрат или фторированные нуклеотиды если), а NO2 объёмная и довольно химически значимая
 

 

Да, я знаю. Просто в данном случае он будет нитроваться наравне с фенилаланином, поэтому подумал нужным напистаь
 

Да, аминогруппа. Фтор не похож на водород для организма, это совершенно разные атомы, есть молекулярная целесообразность. Если вы имеете ввиду транспорт через мембрану, то да.  Диоксид азота ядовитый для организма, если там гидролиз будет проходить таким образом, что диоксид азота будет высвобождаться, то он будет окислять, что не попадя. 

Зачем нитровать фенилаланин и тирозин?

 

Изменено 16 Сентября, 2020 в 06:21 пользователем Аристотель

[Loiso Pondohva]

13 часов назад, Аристотель сказал:

Да, аминогруппа. Фтор не похож на водород для организма, это совершенно разные атомы, есть молекулярная целесообразность. Если вы имеете ввиду транспорт через мембрану, то да.  Диоксид азота ядовитый для организма, если там гидролиз будет проходить таким образом, что диоксид азота будет высвобождаться, то он будет окислять, что не попадя. 

Зачем нитровать фенилаланин и тирозин?

 

Не хочу сильно спорить, но монофторированные соединения часто используются, как не-окисляемые аналоги обычных препаратов, сохраняющие исходные фарм свойства. Или, как метаболические яды, которые и бактериальные, и человеческие клетки часто не отличают от исходного соединения, пока дело не дойдёт до какого-нибудь ключевого фермента (фторуксусная кислота к примеру спокойно метаболизируется до фторцитрата без подвоха и пытается включиться в цикл Кребса, пока не тормозит на цитрате). Тоже самое, кстати, со многими дизайнерскими препаратами, когда легко окисляемый кусок молекулы защищают таким образом, сохраняя общий механизм. Не говорю, что всегда так, но зачастую (ссылаться на Шульгина - такое себе, но что есть, синтетик он был талантливый). 
А зачем? Ну реакция то известнейшая и простая. И когда работаешь с азоткой замечаешь пожелтения кожи, и в школе для обнаружения белка её преподают. И мне стало абстрактно интересно, как может измениться биологическая активность такого белка и вообще характеристики (если использовать реакцию, не как качественную). В частности фенилкетонурия - просто удачный пример того, прокатит ли фокус с псевдофенилаланином. 
Про NO2. Он вряд ли будет отлетать в таком виде в тело. У нас есть несколько ферментов нейтрализующих нитросоединения. Типа такого https://en.wikipedia.org/wiki/Nitroalkane_oxidase (он нам не интересен, потому что работает с нитроалканами, а у нас будет нитроарен, но даёт он карбонильное соединение и нитрит) 
Вот ещё 1 любопытный фермент по теме https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1855086/
А вообще 1 из главных косяков многих нитросоединений (как и алифатических аминов в общем), что они делают из гемоглобина метгемоглобин и иногда способствуют гемолизу
Это конечно грустно. Но опять же, не универсальное правило. Как резко падает токсичность от бензола к толуолу, так и токсичность нитрофенилаланина может быть в разы меньше того же нитробензола. 

[Аристотель]

10 часов назад, Loiso Pondohva сказал:

Не хочу сильно спорить, но монофторированные соединения часто используются, как не-окисляемые аналоги обычных препаратов, сохраняющие исходные фарм свойства. Или, как метаболические яды, которые и бактериальные, и человеческие клетки часто не отличают от исходного соединения, пока дело не дойдёт до какого-нибудь ключевого фермента (фторуксусная кислота к примеру спокойно метаболизируется до фторцитрата без подвоха и пытается включиться в цикл Кребса, пока не тормозит на цитрате). Тоже самое, кстати, со многими дизайнерскими препаратами, когда легко окисляемый кусок молекулы защищают таким образом, сохраняя общий механизм. Не говорю, что всегда так, но зачастую (ссылаться на Шульгина - такое себе, но что есть, синтетик он был талантливый). 
А зачем? Ну реакция то известнейшая и простая. И когда работаешь с азоткой замечаешь пожелтения кожи, и в школе для обнаружения белка её преподают. И мне стало абстрактно интересно, как может измениться биологическая активность такого белка и вообще характеристики (если использовать реакцию, не как качественную). В частности фенилкетонурия - просто удачный пример того, прокатит ли фокус с псевдофенилаланином. 
Про NO2. Он вряд ли будет отлетать в таком виде в тело. У нас есть несколько ферментов нейтрализующих нитросоединения. Типа такого https://en.wikipedia.org/wiki/Nitroalkane_oxidase (он нам не интересен, потому что работает с нитроалканами, а у нас будет нитроарен, но даёт он карбонильное соединение и нитрит) 
Вот ещё 1 любопытный фермент по теме https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1855086/
А вообще 1 из главных косяков многих нитросоединений (как и алифатических аминов в общем), что они делают из гемоглобина метгемоглобин и иногда способствуют гемолизу
Это конечно грустно. Но опять же, не универсальное правило. Как резко падает токсичность от бензола к толуолу, так и токсичность нитрофенилаланина может быть в разы меньше того же нитробензола. 

Как вы и написали тормозится на цитрате, а значит - молекулярная нецелесообразность и дальше он не окисляется, что и защищает эти в-ва. Есть ещё и дискриминация фтораминокислот. Не вижу в чём спор, если я чётко отметил про молекулярную целесообразность., а не про препараты говорил и св-во фтор защищать соединения.

Берёте E.coli и травите этими белками и смотрите, что из этого получится.

Слова "вряд ли", "возможно, "скорее всего" - метод верификации, всегда вероятностный подход. Про ферменты мне известны, которые нейтрализуют нитросоединения, но они не всегда справляются, отсюда и возникает метгемоглобения. Чтобы понимать, почему те или иные в-ва ткосичны, нужно посмотреть на их структуру и как они себя ведут. Хотя предсказывать биохимия ещё толком не научилась, но у нас есть, по крайне мере, модель - E.coli. 

Всё что я хотел, то я написал по вашей теме. Спорить я и сам не хочу, нет времени и желания. 

Изменено 17 Сентября, 2020 в 06:29 пользователем Аристотель