Тирозин: аминокислота и её роль в организме¶

Тирозин — условно незаменимая протеиногенная аминокислота, входящая в состав белков всех живых организмов. Относится к классу ароматических аминокислот, содержит гидроксильную группу в пара-положении бензольного кольца. Систематическое название — 2-амино-3-(4-гидроксифенил)пропановая кислота; эмпирическая формула C₉H₁₁NO₃, молярная масса — 181,19 г/моль. Тирозин кодируется кодонами UAU и UAC в матричной РНК.

¶Химические свойства

Тирозин — полярная аминокислота с ароматическим радикалом. Благодаря фенольной гидроксильной группе он обладает слабокислыми свойствами: значение pKa этой группы около 10,07, что позволяет ей участвовать в образовании водородных связей и в фосфорилировании. Изоэлектрическая точка тирозина составляет 5,66. При физиологических значениях pH молекула находится преимущественно в цвиттер-ионной форме.

В составе белков тирозиновые остатки локализуются как на поверхности, так и внутри глобул, участвуя в гидрофобных взаимодействиях и стабилизации третичной структуры.

¶Биосинтез

У животных и человека тирозин синтезируется из другой ароматической аминокислоты — фенилаланина. Реакция катализируется ферментом фенилаланингидроксилазой и требует молекулярного кислорода и кофактора тетрагидробиоптерина. Этот процесс необратим: обратное превращение тирозина в фенилаланин в организме человека невозможно, поэтому фенилаланин относится к незаменимым аминокислотам, а тирозин — к условно незаменимым (при достаточном поступлении фенилаланина потребность в тирозине покрывается эндогенно).

У растений и микроорганизмов тирозин образуется иным путём — через шикиматный путь, из префеновой кислоты.

¶Роль в организме

Тирозин выполняет две группы функций: служит строительным блоком для синтеза белков и является предшественником ряда биологически активных соединений.

¶Предшественник нейромедиаторов

Из тирозина последовательно образуются:

• L-ДОФА — под действием тирозингидроксилазы;
• дофамин — продукт декарбоксилирования L-ДОФА;
• норадреналин и адреналин — катехоламины, регулирующие тонус сосудов, частоту сердечных сокращений и стрессовые реакции.

Нарушения этого пути связаны с болезнью Паркинсона (дефицит дофамина в чёрной субстанции) и некоторыми формами депрессии.

¶Гормоны щитовидной железы

Остатки тирозина в составе белка тиреоглобулина йодируются с образованием моно- и дийодтирозинов, которые затем конденсируются в тироксин (T₄) и трийодтиронин (T₃) — ключевые регуляторы обмена веществ.

¶Другие метаболиты

Тирозин также служит предшественником меланинов — пигментов кожи, волос и радужной оболочки. Нарушение синтеза меланина лежит в основе альбинизма. Кроме того, из тирозина образуются тирамин и растительный алкалоид морфин (у мака).

¶Фосфорилирование белков

Остатки тирозина в белках подвергаются фосфорилированию по гидроксильной группе под действием тирозинкиназ. Это один из центральных механизмов клеточной сигнализации: тирозиновые киназы регулируют рост, деление и дифференцировку клеток. Их гиперактивность связана с развитием ряда онкологических заболеваний, что делает эти ферменты мишенями таргетной терапии.

¶Пищевые источники

Тирозин присутствует в белках животного и растительного происхождения. Наиболее богаты им:

Суточная потребность в фенилаланине и тирозине суммарно оценивается в 25 мг на килограмм массы тела для взрослых.

¶Клиническое значение

Наследственный дефицит фермента фенилаланингидроксилазы приводит к фенилкетонурии — заболеванию, при котором фенилаланин накапливается в крови и оказывает токсическое действие на нервную систему. Пациентам назначают диету с резким ограничением фенилаланина, что одновременно ограничивает и поступление тирозина, поэтому его часто добавляют в специализированные лечебные смеси.

Тирозин используется в фармакологии как компонент инфузионных растворов для парентерального питания и как сырьё для синтеза L-ДОФА — препарата для лечения болезни Паркинсона. Пищевые добавки с тирозином применяются в спортивном питании, однако убедительных данных о существенном влиянии на физическую работоспособность у здоровых людей не получено.