Аминокислота глицин в организме

Пищевые источники

Типичный рацион содержит в себе около 2 граммов глицина ежедневно. Также стоит вспомнить, что глицин – это заменимая аминокислота. Это значит, что она регулярно производится в печени из других аминокислот. Поэтому нет острой потребности следить за точным количеством глицина в рационе.

Животные источники: рыба, молочные продукты, мясо, сыр и другие.

Более высокими дозами глицина можно обеспечить себя, употребляя кожу и кости (например, готовить бульоны, холодцы из мяса птицы с кожей) или специальные пищевые добавки

При этом важно напомнить, что для создания глицина используются только натуральные компоненты

Но говорить о пищевых источниках глицина, не вспомнив о факторах, влияющих на более полное усвоение вещества, будет неправильно.

Первая рекомендация не представляет собой ничего нового – стандартный, но, на самом деле, очень важный совет: соблюдать здоровый образ жизни и придерживаться сбалансированного меню.

Во-вторых, для нормального усвоения глицина необходима вода. Правильный питьевой режим (не менее полутора литра жидкости в сутки) поможет организму изъять больше пользы из пищи.

И третий совет: активный образ жизни и регулярные прогулки на свежем воздухе.

Использует

В США глицин обычно продается двух сортов: фармакопеи США (USP) и технического сорта. Продажи марки USP составляют примерно от 80 до 85 процентов рынка глицина в США. Если требуется чистота выше, чем стандарт USP, например, для внутривенных инъекций, можно использовать более дорогой глицин фармацевтического качества. Глицин технической чистоты, который может соответствовать или не соответствовать стандартам качества USP, продается по более низкой цене для использования в промышленных приложениях, например, в качестве агента для комплексообразования металлов и отделки.

Продукты животного и человеческого происхождения

Структура цис- Cu (глицинат) ₂ (H ₂ O).

Глицин не широко используется в пищевых продуктах из-за его питательной ценности, за исключением настоев. Вместо этого глицин играет роль в химии пищевых продуктов как ароматизатор. Он умеренно сладкий и нейтрализует послевкусие сахарина . Он также обладает консервирующими свойствами, возможно, из-за его комплексообразования с ионами металлов. Глицинатные комплексы металлов, например глицинат меди (II) , используются в качестве добавок к корму для животных.

Химическое сырье

Глицин является промежуточным звеном в синтезе множества химических продуктов. Он используется в производстве гербицидов глифосата , ипродиона , глифозина, имипротрина и эглиназина. Он используется как промежуточное звено в лекарстве, таком как тиамфеникол .

Лабораторное исследование

Глицин является важным компонентом некоторых растворов, используемых в методе анализа белков SDS-PAGE . Он служит буферным агентом, поддерживая pH и предотвращая повреждение образца во время электрофореза. Глицин также используется для удаления антител, меченных белками, с мембран вестерн-блоттинга, что позволяет исследовать многочисленные представляющие интерес белки из геля SDS-PAGE. Это позволяет получить больше данных из одного и того же образца, увеличивая надежность данных, сокращая объем обработки образца и количество требуемых образцов. Этот процесс известен как зачистка.

Дозировка и особенности приема препарата

Однозначного ответа, сколько таблеток Глицина можно принимать в день, нет. Курс и дозировка зависят от индивидуальных потребностей и учета вышеперечисленных факторов. Однако существуют разработанные рекомендации, указанные в инструкции, которых необходимо придерживаться.

При нарушениях сна (частых пробуждениях, трудностях с засыпанием и пр.) назначают по ½­–1 таблетке за 20 минут до того, как лечь в постель, или сразу перед сном.

Для улучшения концентрации и памяти, при умственных нагрузках, стрессах, влекущих за собой психоэмоциональное напряжение, назначается курс на 2–4 недели с дозировкой препарата 2–3 раза в сутки по 1 табл. Аналогично средство дают детям и подросткам для коррекции социальной девиации и задержек умственного развития.

При риске ишемического инсульта взрослые могут одновременно принять Глицин в количестве 10 таблеток подъязычно, а при подозрении на уже наступивший инсульт – растолченных и немного разбавленных водой.

При наличии поражений ЦНС разного характера, которым сопутствуют перепады настроения, излишняя возбудимость, бессонница и пр., курс составляет 1–2 недели. Таблетки принимают по 1 шт. 2–3 раза ежедневно. Повторный курс осуществляется через месяц, если имеется необходимость.

В наркологии препарат используется как средство, помогающее уменьшить стресс и улучшить умственную работоспособность. При энцефалопатии и ПНС назначается курс на 2–4 недели с приемом 1 табл. 2–3 раза в сутки. Прием препарата повторяется 4–6 раз в год.

Указанная информация о том, сколько таблеток Глицина можно принимать в день, рассчитана на детей старше 3 лет, подростков, взрослых людей. Для младенцев и детей младше 3 лет дозировка снижается. При поражениях ЦНС, чрезмерной возбудимости, расстройствах сна предписывается давать по ¼–½ табл. 2–3 раза в день. Длительность курса – 1–2 недели, затем таблетки дают по ½ шт. ежедневно в течение 7–10 суток.

Нахождение вне Земли

Глицин был обнаружен на комете 81P/Вильда (Wild 2) в рамках распределённого проекта Stardust Home. Проект направлен на анализ данных от научного корабля Стардаст («Звёздная пыль»). Одной из его задач было проникнуть в хвост кометы 81P/Вильда (Wild 2) и собрать образцы вещества — так называемой межзвёздной пыли, которая представляет собой древнейший материал, оставшийся неизменным со времён образования Солнечной системы 4,5 млрд лет назад.

15 января 2006 года после семи лет путешествия космический корабль вернулся назад и сбросил на Землю капсулу с образцами звёздной пыли. В этих образцах были найдены следы глицина. Вещество явно имеет неземное происхождение, потому что в нём гораздо больше изотопа C¹³, чем в земном глицине.

В мае 2016 года учёными обнародованы данные об обнаружении глицина в облаке газа вокруг кометы 67P/Чурюмова—Герасименко.

Биологическая роль

Глицин входит в состав многих белков и биологически активных соединений. Из глицина в живых клетках синтезируются порфирины и пуриновые основания.

Глицин также является нейромедиаторной аминокислотой, проявляющей двоякое действие. Глициновые рецепторы имеются во многих участках головного мозга и спинного мозга. Связываясь с рецепторами (кодируемые генами GLRA1, GLRA2, GLRA3 и GLRB), глицин вызывает «тормозящее» воздействие на нейроны, уменьшает выделение из нейронов «возбуждающих» аминокислот, таких, как глутаминовая кислота, и повышает выделение ГАМК. Также глицин связывается со специфическими участками NMDA-рецепторов и, таким образом, способствует передаче сигнала от возбуждающих нейротрансмиттеров глутамата и аспартата.

Прямой синтез глицина из глиоксиловой кислоты

Глицин может образовываться прямым синтезом из глиоксиловой кислоты. В этом случае аминную голову он берет у всевездесущего глутамата, который переходит в α-кетоглутарат. Реакция идет при участии фермента ГлицинАминоТрансферазы

Обратите внимание, что реакция обратима, т.е. глицин вполне может выступать источником глиоксиловой кислоты, и это не есть айс

Глицин, таким образом, синтезируется, как конечный метаболит на пути обезвреживания гликолевого альдегида, гликолевой кислоты и глиоксиловой кислоты. Коль речь зашла об отравлении, надо сказать, что глиоксиловая кислота может превращаться в щавелевую кислоту, а та, поймав кальций, выпадает в осадок, образуя оксалаты – кальциевые соли щавелевой кислоты. Оксалаты представляют собой игольчатые кристаллы, они травмируют мочевыводящие протоки, образуют почечные камни. Образование большого количества оксалатов приводит к нарушению функции почек при отравлении этиленгликолем.

К чему это я? А к тому, что в некоторых случаях глицин выступает источником глиоксиловой кислоты, со всеми последствиями в виде образования в почках осксалатных камней.

Синтез глицина из треонина

Долгое время считалось, что распад треонина с образованием глицина идет в клетках печени (гепатоцитах) под воздействием фермента ТреонинАльдолазы. В учебниках рисовали красивое уравнение реакции, приведенное ниже. Не обманывайтесь, насчет обратимости реакции. Уже тогда подчеркивалось, что реакция в живых организмах преимущественно идет в сторону распада треонина с образованием глицина и ацетальдегида. Обратный синтез треонина в живых организмах не наблюдался.

В настоящее время стало известно, что фермент ТреонинАльдолаза расщепляет с образованием глицина не L-треонин, содержащийся в белках, а стереоизомер алло-треонин, который в синтезе белков не участвует (1).

Образование глицина при распаде треонина долгое время считался возможным в митохондриях под воздействием фермента ТреонинДегидрогеназы, активность которого зависит от НАД. В результате образуется аминоацетон, который окисляется до α-АминоАцетоУксусной Кислоты, а та, в свою очередь является предшественницей глицина. Следует отметить, что человек в процессе эволюции утратил способность к синтезу ТреонинДегидрогеназы, следовательно образование глицина из треонина в человеческом организме не возможно (2).

В печени человека в процессе обезвреживания глиоксиловой кислоты (о чем дальше), треонин может переаминироваться под воздействием фермента КинуренинАминоТрансферазы, который оказался идентичным СеринПируватАминоТрансферазе и АланинГлиоксилАминоТрансферазе. В пероксисомах печени в присутствии ПиридоксальФосфата (активная форма витамина В 6) треонин соединяется с глиоксиловой кислотой, в результате чего образуется глицин и α-Кето-β-АминоМасляная кислота.

Противопоказания и побочные действия глицина

Как уже говорилось, глицин является натуральным веществом, постоянно вырабатывающимся нашим организмом и попадающим в него в пищей, поэтому глицин для организма привычен и не имеет токсических эффектов. В качестве противопоказания у глицина указывают только индивидуальную непереносимость. В крайне редких случаях может возникать аллергия на глицин, поэтому за появлением таких реакций необходимо следить.

Учитывая, что серьезные противопоказания и побочные действия у глицина отсутствуют, его иногда принимают в больших дозах, но это вряд ли можно считать оправданным. Лучше придерживаться рекомендаций производителя, а при возникновении вопросов, проконсультироваться с врачом.

Синтез глицина

Аминокислота глицин является заменимой протеиногенной аминокислотой. Это значит, что глицин входит в состав белков. Он присутствует в больших количествах в желатине, в виде амида он является составной частью гормонов вазопрессина и окситоцина. Вазопрессин, как явствует из его названия, это гормон, сужающий сосуды и поднимающий артериальное давление. Окситоцин – это гормон, способствующий сокращению гладкой мускулатуры, в большом количестве он выделяется во время родов, заставляя сокращаться матку и выталкивать плод из чрева.

Глицин входит в состав глутатиона, гиппуровой и гликохолевой кислот. В организме человека также вырабатывается N-метил-производное глицина – саркозин. Это производное холина и аминокислоты метионина.

Глицин является источником таких важных метаболитов, как креатин, пуриновые основания и порфирины, из которых образуется белок крови гемоглобин.

Будучи заменимой аминокислотой, глицин может  легко синтезироваться в организме. Он образуется в процессе следующих реакций: расщепление аминокислоты серина, синтез из воды и аммиака,  аминирование глиоксиловой кислоты,  деметилирование саркозина.

Физиологическая функция

Основная функция глицина — это предшественник белков . Большинство белков содержат лишь небольшие количества глицина, заметным исключением является коллаген , который содержит около 35% глицина из-за его периодически повторяющейся роли в формировании спиральной структуры коллагена в сочетании с гидроксипролином . В генетическом коде глицин кодируется всеми кодонами, начинающимися с GG, а именно GGU, GGC, GGA и GGG.

Как биосинтетический промежуточный продукт

В высших эукариот , δ-аминолевулиновой кислоты , ключ предшественник порфиринов , биосинтезируется из глицина и сукцинил-СоА ферментом АЛК — синтазы . Глицин обеспечивает центральную субъединицу C ₂ N всех пуринов .

Как нейромедиатор

Глицин является тормозным нейромедиатором в центральной нервной системе , особенно в спинном мозге , стволе мозга и сетчатке . Когда рецепторы глицина активируются, хлорид проникает в нейрон через ионотропные рецепторы, вызывая тормозящий постсинаптический потенциал (IPSP). Стрихнин является сильным антагонистом ионотропных рецепторов глицина, а бикукуллин — слабым. Глицин является необходимым коагонистом вместе с глутаматом для рецепторов NMDA . В отличие от ингибирующей роли глицина в спинном мозге, этому поведению способствуют ( NMDA ) глутаматергические рецепторы, которые являются возбуждающими. ЛД ₅₀ глицина 7930 мг / кг у крыс (устно), и это обычно приводит к смерти от гипервозбудимости.

Синтез глицина из глиоксиловой кислоты

Глиоксиловая кислота — это жуткий яд, угнетающий тканевое дыхание. В больших количествах она содержится в незрелых фруктах, именно поэтому их не следует употреблять в пищу, особенно при проблемах с печенью и поджелудочной. В 30-е годы, когда в Среднем Поволжье разразился голод, мой двоюродный дед, будучи подростком, умер, поев незрелых яблок. Незрелые яблоки оказались соблазнительной пищей, с которой истощенный организм не справился. В другой раз  чуть не отправился в кроличий рай мой домашний питомец, который дорвался до незрелых яблок, а я не сразу сообразила, что это не самая подходящая для него пища. Откачав крола, и вспомнив печальную историю двоюродного деда, я крепко-накрепко уяснила, что незрелые яблоки есть ни в коем случае нельзя. Теперь я знаю, почему – из-за высокого содержания глиоксиловой кислоты.

Глиоксиловая кислота также образуется в процессе биотрансформации этиленгликоля –  яда, который добавляют в антифризы – жидкости-незамерзайки. При случайном (а иногда и не случайном) попадании внутрь, печень пытается обезвредить этиленгликоль, но в результате получаются соединения еще более ядовитые, и одним из них является глиоксиловая кислота.

В небольших количествах глиоксиловая кислота образуется, как побочный продукт, на пути образования холина из серина. Холин нам нужен, ибо из него получается нейромедиатор ацетилхолин.

Фермент декарбоксилаза откусывает у серина карбоксильный хвост, в результате чего получается аминоспирт 2-аминоэтанол и выделяется углекислый газ.

2-аминоэтанол может пойти на синтез холина и далее на синтез нейромедиатора ацетилхолина, а может превратиться в гликолевый альдегид, лишившись аминной головы в ходе окислительного дезаминирования.

Гликолевый альдегид – ядовитое вещество, которое надо немедленно обезвредить. Образуется он не только из 2-аминоэтанола на пути превращения серина, но также при распаде пуриновых оснований (каркаса молекул ДНК и РНК – генетических матриц клеток) и при альтернативном пути гликолиза – распаде сахаров с выходом энергии. Таким образом, имеется 3 источника естественного образования гликолевого альдегида:

• превращение аминокислоты серин с образованием 2-аминоэтанола, который дает гликолевый альдегид
• распад пуринов: ксантин преобразуется в соль мочевой кислоты, которая декарбоксилируется, т.е. теряет карбоновый хвост, превращаясь в аллантоин и аллантоиновую кислоты, а те гидролизируются до мочевины и гликолевого альдегида
• альтернативный гликолиз: глюкоза превращается во фруктозу-1,6-бисфосфат, а ту фермент кетолаза превращает в гликолевый альдегид.

Гликолевый альдегид образуется также при переработке этиленгликоля в печени, при отравлении этим соединением, причем парадоксально, продукты метаболизма  опаснее самого яда.

Гликолевый альдегид окисляется ферментом АльдегидОксидазой до гликолевой кислоты, а та, в свою очередь окисляется ферментом ЛактатДегидрогеназой до глиоксиловой кислоты.

Все эти вещества являются ядами, угнетающими тканевое дыхание и синтез белка, они блокируют митохондриальный транспорт электронов, разобщают окисление и фосфорилирование, т.е. химическая энергия, выделяющаяся при сгорании органических молекул, рассеивается в виде тепла, а не используется на работу биохимического конвейера.

Организм очень хитро придумал, преобразовывать яды в полезное вещество глицин. Этим занимаются печеночные клетки в особых органеллах – микротельцах (пероксисомах).

Основная реакция обезвреживания глиоксиловой кислоты – это соединение с аланином.

Донором аминной группы в этой реакции выступает аминокислота аланин, которая превращается в пируват. Реакция идет при участии фермента АланинГлиоксилатАминоТрансферазы в сопровождении активной формы витамина В6 – ПиридоксальФосфаста.

Источники и структура

Источники

Глицин является пищевой аминокислотой, выполняющей конституциональную функцию (используется для создания структур белка, таких как ферменты) и функцию нейромедиатора/ нейромодулятора.

Сравнение с остальными глицинергическими аминокислотами

D-серин – аминокислота, по механизму химической реакции схожая с глицином, так как воздействует на участки связывания NMDA рецепторов глицина с подобной силой, однако отличие состоит в том, что данная аминокислота не транспортируется переносчиками глицина из-за разницы в размерах. Вследствие разницы в способах транспортировки, D-серин более эффективен в усилении глютаминергической сигнализации с помощью NMDA-рецепторов, так как доза в 1мкм приводит к увеличению на 52+/-16% (в дальнейшем – при 10-30 мкм), в то время как для увеличения на 40%необходимо 100 мкм глицина (в дальнейшем – 300-1,000 мкм).
D-серин действует на те же типы рецепторов, что и глицин, однако D-серин является более сильнодействующим веществом.

Кому рекомендован прием глицина?

Учитывая ноотропные и протеиногенные свойства глицина, его успешно применяют во многих случаях:

• спортсмены и все, кто страдает от переутомления,
• те, кто испытывает повышенные нагрузки на суставы и сухожилия,
• учащиеся и люди, занимающиеся напряженным умственным трудом,
• те, кто страдает от поражений мозга (только по назначению врача и в составе медицинской терапии).

Прием глицина позволяет улучшить психическую устойчивость, поднять работоспособность, как умственную так и физическую, снизить негативные эффекты от приема приема алкоголя или лекарств, повысить настроение и отдохнуть, защитить связочный аппарат и укрепить здоровье суставов и сосудистой системы.

В целом глицин является доступным, безопасным и хорошо известным средством, действующим мягко и приносящим много пользы.

Улучшение работы желудка

Глицин положительно отражается на работе кишечника и желудка. Он задерживает вредные микроорганизмы, не давая им просачиваться в мелкие отверстия и проникать в кровоток. Для слизистой оболочки желудка особенно важен желатин и коллаген, которые вырабатываются благодаря глицину. Эти вещества особенно необходимы людям, склонным к пищевым аллергическим реакциям, а также при чрезмерной чувствительности к пище. Способны успокоить слизистую желудку при воспалительных состояниях и расстройствах.

Глицин в ЖКТ улучшает метаболические процессы, участвует в расщеплении жиров, помогает поддерживать сахар в крови на должном уровне, уменьшая тягу к сладкому.

Прямой синтез глицина из глиоксиловой кислоты

Глицин может образовываться  прямым синтезом из глиоксиловой кислоты. В этом случае аминную голову он берет у всевездесущего глутамата, который переходит в α-кетоглутарат. Реакция идет при участии фермента ГлицинАминоТрансферазы

Обратите внимание, что реакция обратима, т.е. глицин вполне может выступать источником глиоксиловой кислоты, и это не есть айс

Глицин, таким образом, синтезируется, как конечный метаболит на пути обезвреживания гликолевого альдегида, гликолевой кислоты и глиоксиловой кислоты. Коль речь зашла об отравлении, надо сказать, что глиоксиловая кислота может превращаться в щавелевую кислоту, а та, поймав кальций, выпадает в осадок, образуя оксалаты – кальциевые соли щавелевой кислоты. Оксалаты представляют собой игольчатые кристаллы, они травмируют мочевыводящие протоки, образуют почечные камни. Образование большого количества оксалатов приводит к нарушению функции почек при отравлении этиленгликолем.

К чему это я? А к тому, что в некоторых случаях глицин выступает источником глиоксиловой кислоты, со всеми последствиями в виде образования в почках осксалатных камней.

Глицин как нейромедиатор

Глицин является ингибирующим нейромедиатором центральной нервной системы, особенно в спинном мозге, стволе и сетчатке. При активизации рецепторов глицина хлорид входит в нейрон через ионотропные рецепторы, вызывая тормозной постсинаптический потенциал. Стрихнин является сильным антагонистом ионотропных рецепторов глицина, а бикукуллин — слабым. Глицин является обязательным коагонистом на NMDA-рецепторах, наряду с глутаматом. В отличие от ингибирующей роли глицина в спинном мозге, этот механизм действует еще и на (NMDA) глютаминергические рецепторы, оказывая возбуждающее действие. Полулетальная доза глицина составляет 7930 мг / кг у крыс (перорально), и смерть обычно вызывается перевозбуждением.
Существует ряд доказательств, указывающих на то, что прием глицина в дозе 3000 мг перед сном улучшает качество сна.

Применение глицина в медицине

При приеме под язык препарат быстро всасывается в кровь и сигнализирует мозгу, что необходимо усилить выработку собственного глицина. Таким образом восполняется недостаток эндогенной аминокислоты.

Антистрессовые и трофические свойства глицина позволяют применять его в качестве эффективного препарата в неврологии, кардиологии, психиатрии, наркологии. Естественный защитный механизм, который включается с помощью этой аминокислоты, обеспечивает клетки необходимой энергией. Так как прием Глицина стимулирует синтез аминокислоты в организме, а не замещает его, то и привыкания и снижения эффекта от препарата не наступает.

В условиях нарушенного кровообращения и гипоксии мозга аминокислота глицин обеспечивает достаточный уровень обменных процессов в нейронах. Это позволяет применять препарат Глицин для уменьшения последствий инсульта в первые 3-5 часов после начала ишемии мозга. Глицин – единственный безрецептурный препарат, который рекомендован для применения при инсульте до приезда скорой помощи.

Полезные свойства глицина и его влияние на организм:

Глицин является необходимой составляющей головного и спинного мозга.
Из глицина состоят рецепторы, передающие сигналы торможения нейронам. Данная аминокислота снижает психическое и эмоциональное напряжение.
Положительно влияет на обменные процессы в организме, способствует восстановлению работоспособности мозга.

Глицин облегчает засыпание, противодействует бессоннице, нормализует ритмы сна, является отличным средством для хорошего настроения.
Как показали научные исследования, глицин способствует снижению разрушающего воздействию алкогольных напитков на организм человека.
Приводит в норму процессы торможения центральной нервной системы. В неврологии глицин используется для снятия повышенного тонуса мышц.

Использование глицина

Коммерческое использование

В США глицин, как правило, продается в двух вариантах: Фармакопеи США («USP»), и технические сорта. Большинство изготавливающегося глицина – USP класса. Продажи USP глицина составляют приблизительно от 80 до 85 процентов рынка глицина США.
Фармацевтический глицин производится для фармацевтического применения, например для внутривенных инъекций, где чистота, необходимая заказчику, часто выше минимума, обеспечиваемого глицином класса USP. Глицин фармацевтического класса часто производится на собственной спецификации и его цена обычно превышает стоимость глицина класса USP.
Технический глицин, качество которого может пересекаться со стандартом USP, продается для промышленного использования, например, в качестве агента в комплексе металлов и для отделки. Технический глицин, как правило, продается по более дешевой цене, чем глицин USP класса.

Использование глицина в продуктах питания

Кроме того, глицин USP класса используется в добавках и кормах для домашних животных. Глицин продается в качестве подсластителя/усилителя вкуса пищевых продуктов для людей. Глицин содержится в некоторых пищевых добавках и белковых напитках. В состав некоторых лекарственных препаратов глицин включен для улучшения желудочного всасывания препарата.

Прочие применения

Глицин служит в качестве буферного вещества в антацидах, анальгетиках, антиперспирантах, косметике и туалетных принадлежностях.
Глицин или его производные имеют множество применений, таких как производство губчатой резины, удобрений, металлических комплексообразователей.

Использование глицина в качестве химического сырья

Глицин является промежуточным продуктом в синтезе различных химических продуктов. Он используется в производстве гербицида глифосата. Глифосат – это неселективный системный гербицид, использующийся для уничтожения сорняков, особенно многолетних растений, а также в обработке пней (лесной гербицид). Первоначально глифосат продавался только компанией Monsanto под торговым наименованием Roundup, однако патент уже прекратил свое действие.

Глицин в космическом пространстве

В научном сообществе обсуждается вопрос обнаружения глицина в межзвездной среде. В 2008 году в Институте радиоастрономии Макса Планка глицин-подобная молекула аминоацетонитрил была обнаружена в большой молекуле Heimat, гигантском облаке газа вблизи центра галактики в созвездии Стрельца. В 2009 году образцы глицина, отобранные в 2004 году кометой Wild 2 с помощью космического аппарата NASA Stardust, были названы первым известным человеку глицином внеземного происхождения. Результаты этой миссии укрепили теорию панспермии, которая утверждает, что «семена жизни» широко распространены по всей вселенной.

Глицин и обмен веществ

Основной источник получения энергии в организме – глюкоза. Происходит этот процесс в митохондриях каждой клетки с помощью цикла Кребса. Как действует глицин в этом случае? Он оказывает влияние именно на активность всех протекающих реакций в цикле Кребса. И если в организме не хватает кислорода, благодаря глицину он будет использован максимально эффективно. То есть клетки смогут выполнять свои функции даже в условиях гипоксии.

Недостаток глицина в организме наблюдается довольно редко. Однако проблемы, возникающие из-за его нехватки, очень серьезные. В первую очередь страдают обменные процессы, протекающие особенно в коре головного мозга. Чтобы все его клетки функционировали нормально, нужно много энергии, то есть большое количество молекул АТФ.

Нервная ткань синтезирует эту аминокислоту в необходимых количествах, но при усиленных нагрузках, например при стрессе, ее выработка повышается в несколько раз. Как работает глицин в организме при стрессе? В такие моменты вовсе не помешает дополнительная доза этой аминокислоты, поскольку происходит включение процессов защитного торможения и одновременная активация клеточного дыхания. Таким образом, глицин помогает нейронам лучше работать на фоне стресса.

Как еще глицин влияет на организм? С участием этой аминокислоты происходит синтез глутатиона, являющегося мощным эндогенным антиоксидантом. Поэтому препарат Глицин часто назначают, если есть риск повреждения клеток организма свободными радикалами.

Также глицин участвует в синтезе многих соединений:

• небелковой, железосодержащей части гемоглобина, называемой гемами;
• конъюгированных желчных кислот;
• липидов;
• креатинина;
• коферментов NAD и FAD;
• пептидов.

И все же одно из главных свойств глицина, благодаря которому его широко используют в медицине, – соединение этой аминокислоты с глициновыми рецепторами, находящимися как в головном, так и в спинном мозге. Глицин снижает выработку аминокислот, которые возбуждающе влияют на организм, и в то же время стимулирует синтез ГАМК – гамма-аминомасляной кислоты, являющейся основным нейромедиатором центрального торможения в нервной системе. Таким образом, становится очевидным, что польза глицина для организма очень велика.

Химические реакции

Наиболее важны его кислотно-основные свойства. В водном растворе глицин сам по себе является амфотерным : при низком pH молекула может быть протонирована с ap K _a около 2,4, а при высоком pH она теряет протон с ap K _a около 9,6 (точные значения p K _a зависят от температуры и температуры). ионная сила).

Глицин действует как бидентатный лиганд для многих ионов металлов. Типичным комплексом является Cu (глицинат) ₂ , то есть Cu (H ₂ NCH ₂ CO ₂ ) ₂ , который существует как в цис-, так и в транс-изомерах.

Как бифункциональная молекула, глицин вступает в реакцию со многими реагентами. Их можно разделить на реакции с N-центром и с карбоксилатным центром.

Амин претерпевает ожидаемые реакции. С помощью хлорангидридов получают амидокарбоновую кислоту, такую ​​как гиппуровая кислота и ацетилглицин . С помощью азотистой кислоты получают гликолевую кислоту ( определение Ван-Слайка ). С метилиодидом амин становится кватернизованным с образованием триметилглицина , природного продукта:

ЧАС₃N+CH₂Главный операционный директор-+ 3 CH ₃ I → (CH₃)₃N+CH₂Главный операционный директор- + 3 привет

Глицин конденсируется с образованием пептидов, начиная с образования глицилглицина :

2 ч₃N+CH₂Главный операционный директор- → H₃N+CH₂КОНХЧ₂Главный операционный директор- + H ₂ O

Пиролиз глицина или глицилглицина дает 2,5-дикетопиперазин , циклический диамид.

Присутствие в космосе

Присутствие глицина за пределами Земли было подтверждено в 2009 году на основе анализа проб, взятых в 2004 году космическим кораблем НАСА Stardust с кометы Wild 2 и впоследствии возвращенных на Землю. Глицин ранее был обнаружен в метеорите Мерчисон в 1970 году. Открытие кометного глицина подтвердило гипотезу панспермии , которая утверждает, что «строительные блоки» жизни широко распространены во Вселенной. В 2016 году, обнаружение глицина в пределах кометы 67P / Чурюмов-Герасименко по Розеттскому космическому аппарату было объявлено.

Обнаружение глицина за пределами Солнечной системы в межзвездной среде обсуждалось. В 2008 году Институт радиоастрономии Макса Планка обнаружил спектральные линии глициноподобной молекулы аминоацетонитрила в Большой молекуле Хеймат , гигантском газовом облаке недалеко от центра Галактики в созвездии Стрельца .

Синтез глицина из серина

90% глицина синтезируется в организме  из аминокислоты серин, тоже заменимой и протеиногенной. Углеродный скелет серин получает от 3-фосфоглицерата, промежуточного продукта распада глюкозы, а аминную голову предоставляет глутаминовая кислота. Казалось бы, при таких делах организм не должен бы испытывать недостаток глицина: глюкозу мы всегда получаем в избытке, и глутаминовая кислота, которая глутамат, обильно представлена в рационе. Однако засада подстерегает, где не ждешь. И называется она витамин B9, иначе говоря, фолиевая кислота, которую по идее мы должны получать со свежими листьями и травками. В нашей полосе, где девять месяцев зима, это особенно актуально.

В синтезе глицина задействована активная форма витамина B9 (фолиевой кислоты) – Н₄-Фолат, он же ТетраГидроФолиевая Кислота (ТГФК).

Образование ТГФК из фолиевой кислоты происходит в печени, это сложный каскад реакций, в которых задействованы особые ферменты, коферментом которых выступает НАДФ. Образовавшаяся ТГФК вступает в реакцию с серином при участии фермента СеринОксиМетилТрансфераза.

ТГФК принимает на себя метильную группу CH₃, находящуюся в  β-положении, и превращается N5N10МетиленН₄Фолат, а спиртовая группа отщепляется в виде воды. Что значит это зубодробительное название? Фолат – это сокращенно фолиевая кислота, ибо соединение имеет гидроксильный хвост COOH. Метилен – означает, что соединение приняло на себя метильную группу CH_2, причем приняли ее молекулы азота N в  положении 5 и 10.

Реакция легко обратима, т.е. глицин может стать источником серина. В этом случае N5N10МетиленН₄Фолат отдает метильную группу глицину, а вода станет источником спиртовой группы для серина. N5N10МетиленН₄Фолат, образующийся вместе с глицином, быстренько превращается в N5 МетилН₄Фолат, который задействован в обезвреживании страшного гомоцистеина, превращая его в нужную аминокислоту метионин. В реакции принимает участие активная форма витамина B12 метилкобаламин.

Чем опасен гомоцистеин можно узнать: Дмитрий Быков: ожидаемый исход метаболического синдрома

Биологическая роль глицина

Глицин – это тормозной медиатор, который при перевозбуждении защищает нервную систему от перегрузок, обеспечивая защитное торможение. Он обладает успокаивающим свойством, но при этом не угнетает, а стимулирует процессы обмена в нейронах, так как стимулирует клеточное дыхание. Поэтому после приема глицина в качестве антистрессового препарата нет сонливости и снижения когнитивных функций.

Глицин является неотъемлемой частью дыхательной цепи митохондрий, цикла Кребса. В процессе клеточного дыхания молекулы глицина способны усиливать активность окислительных реакций, повышая эффективность использования ресурсов для получения АТФ. При интоксикации, стрессе, при нарушении функции внешнего дыхания и кровообращения, функция клеточного дыхания нарушается, клетка страдает от недостатка АТФ, что может привести к ее смерти в случае, если проблемы с дыханием клетки не будут разрешены. Глицин помогает решить проблему, восстанавливая активность цикла Кребса.