กรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง

กรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง (BCAAs) คือกรดอะมิโนจำเป็น 3 ชนิด ได้แก่ ลิวซีน ไอโซลิวซีน และวาลีน ซึ่งตั้งชื่อตามโครงสร้างสายโซ่ข้างแบบอะลิฟาติกที่มีกิ่งก้านโดดเด่น พวกมันเป็นที่น่าสังเกตเนื่องจากส่วนใหญ่จะถูกสลายในเนื้อเยื่อส่วนปลาย เช่น กล้ามเนื้อ มากกว่าตับ และสำหรับบทบาทของลิวซีนในการส่งสัญญาณที่กระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีนของกล้ามเนื้อ

Definition

กรดอะมิโนสายโซ่กิ่งคือกรดอะมิโนจำเป็น ลิวซีน ไอโซลิวซีน และวาลีน ซึ่งมีขั้นตอนการสลายแรกที่เหมือนกัน โดยมีเอนไซม์ branched-chain aminotransferase และ branched-chain alpha-keto acid dehydrogenase complex เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมโครงสร้างและวิถีการสลายร่วมกันของ BCAAs ทั้งสามชนิด การเผาผลาญเฉพาะเนื้อเยื่อ และบทบาทการส่งสัญญาณของลิวซีนในการสังเคราะห์โปรตีน เป็นข้อมูลอ้างอิงทางชีวเคมีและโภชนาการ ไม่ใช่คำแนะนำเกี่ยวกับการเสริมอาหารหรือปริมาณยา

Core questions

• อะไรคือสิ่งที่ทำให้กรดอะมิโนสายโซ่กิ่งแตกต่างจากกรดอะมิโนจำเป็นอื่นๆ?
• ทำไม BCAAs ส่วนใหญ่จึงถูกเผาผลาญนอกตับ?
• ลิวซีนส่งสัญญาณไปยังกลไกการสังเคราะห์โปรตีนได้อย่างไร?

Key concepts

• ลิวซีน, ไอโซลิวซีน, วาลีน
• Branched-chain aminotransferase (BCAT)
• Branched-chain alpha-keto acid dehydrogenase (BCKDH)
• การสลายเฉพาะเนื้อเยื่อ
• การส่งสัญญาณของลิวซีนต่อการสังเคราะห์โปรตีน

Mechanisms

BCAAs ทั้งสามชนิดมีขั้นตอนการสลายสองขั้นตอนแรกที่เหมือนกัน: การเปลี่ยนหมู่อะมิโนแบบผันกลับได้โดย branched-chain aminotransferase ไปเป็น branched-chain keto acids ที่สอดคล้องกัน ตามด้วยการดีคาร์บอกซิเลชันแบบออกซิเดชันที่ไม่ผันกลับได้โดย branched-chain alpha-keto acid dehydrogenase complex ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ถูกกำหนดและควบคุม เนื่องจาก aminotransferase มีอยู่มากในกล้ามเนื้อโครงร่างและเนื้อเยื่อส่วนปลายอื่นๆ แต่กิจกรรมของ dehydrogenase มีการกระจายที่แตกต่างกัน การสลาย BCAA ส่วนใหญ่จึงถูกแบ่งระหว่างกล้ามเนื้อและตับ (Brosnan & Brosnan, 2006) นอกเหนือจากการทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นแล้ว ลิวซีนยังทำหน้าที่เป็นสัญญาณสารอาหารที่ส่งเสริมการเริ่มต้นการสังเคราะห์โปรตีนของกล้ามเนื้อ ซึ่งเป็นบทบาทที่ได้รับการศึกษาเป็นพิเศษในบริบทของการออกกำลังกายและการให้อาหาร (Norton & Layman, 2006)

Clinical relevance

การเผาผลาญ BCAA มีความเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจความผิดปกติแต่กำเนิด เช่น โรคน้ำเชื่อมเมเปิลในปัสสาวะ การหมุนเวียนโปรตีนของกล้ามเนื้อ และการจัดการกรดอะมิโนในสมอง ข้อมูลนี้อธิบายชีวเคมีพื้นฐานในระดับอ้างอิง และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจด้านโภชนาการหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

History

เอนไซม์การสลายร่วมกันของกรดอะมิโนสายโซ่กิ่งได้รับการชี้แจงผ่านชีวเคมีในช่วงกลางถึงปลายศตวรรษที่ 20 และความสำคัญของการควบคุมของ branched-chain keto acid dehydrogenase complex ได้รับการยืนยันว่าเป็นขั้นตอนที่จำกัดอัตราและถูกควบคุมอย่างเข้มงวด ความสนใจในลิวซีนในฐานะโมเลกุลส่งสัญญาณสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนเพิ่มขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 (Brosnan & Brosnan, 2006; Norton & Layman, 2006)

Key figures

• John Brosnan
• Donald Layman
• Marc Yudkoff

Seminal works

• brosnan-2006
• norton-2006

Frequently asked questions

กรดอะมิโนชนิดใดบ้างที่เป็นกรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง?

กรดอะมิโนสายโซ่กิ่งคือลิวซีน ไอโซลิวซีน และวาลีน ซึ่งทั้งหมดเป็นกรดอะมิโนจำเป็นที่ต้องได้รับจากอาหาร

ทำไมลิวซีนจึงเป็นที่น่าสนใจเป็นพิเศษในบรรดา BCAAs?

นอกเหนือจากการทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานแล้ว ลิวซีนยังทำหน้าที่เป็นสัญญาณสารอาหารที่กระตุ้นการเริ่มต้นการสังเคราะห์โปรตีนของกล้ามเนื้อ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการศึกษาแยกต่างหากจากไอโซลิวซีนและวาลีน