Карнозін утворюється з β-аланіну та гістидину під дією карнозінсинтетази. Далі у присутності SAM йде реакція метилювання карнозіну під дією ферменту N-метилтрансферази та утворюється анзерін. β-Аланін, необхідний для синтезу, отримується при катаболізмі піримідинових нуклеотидів.
Карнозін може надходити з м'язів у кров та поглинатися нирками та ентероцитами. У крові та нирках людини присутній Zn-залежний фермент карнозіназа, здатний гідролізувати карнозін на β-аланін та гістидин.
Фізіологічна дія
Карнозін являється поліфункціональною молекулою, і різні дослідження звертали свою увагу на різні сторони його дії. Фізіологічна дія гістидинових діпептидів вивчалася російським біохіміком С.Е. Северіним у 60-х роках та досліджується до теперішнього часу багатьма вченими. Карнозін збільшує амплітуду скорочення скелетних м'язів та активує роботу іонних насосів м'язових клітин, стимулює АТФ-азну активність міозину. Вміст гістидинових пептидів у гладенькій та серцевій мускулатурі у декілька разів нижчий, ніж в скелетній. Вони створюють до 40% буферної ємності швидких м'язів та дозволяють накопичувати багато лактату. Надлишок лактату при відсутності гістидинових пептидів призводить до ацидозу та контрактурі. Карнозін та анзерін володіють антиоксидантною активністю, інгібують NO-залежну гуанілатциклазу, сповільнюють процес старіння людини, впливаючи на швидкість апоптозу.
Утворення комплексів з іонами важких металів. Карнозін та анзерін володіють здатністю до утворення комплексів з металами перехідної валентності Cu, Zn, Co, Va, Mn, Ni та Fe. З міддю(II) карнозін може утворювати монодентантні та бідентантні комплекси, які знаходяться у рівновазі один з одним і можуть перетворюватись один в одного в залежності від середовища. Комплекси карнозіну з кобальтом здатні каталізувати утворення супероксиданіону з молекулярного кисню, проявляючи тим самим прооксидантну дію. Карнозін як сам по собі, так і у комплексі з цинком має виражену здатність нейтралізувати гідроксид радикал, проявляючи властивості антиоксиданту.
У 1990 r. було показано, що карнозін збільшує виживаність гризунів при ero введені тваринам перед опроміненням сублетальними дозами радіації (Boldyrev &, Severin, 1990). Курелла та співавтори (1994) виявили, що за цих умов збільшується життєздатність стовбурових гемопоетичних клітин та збільшується їх колонієутворювальна активність. У той же час було показано, що карнозін знижує число розривів ядерної ДНК та зберігає її нативну структуру в умовах гіпероксії. Карнозін синхронізує клітинний цикл (Gille et al., 1991). Внесення карнозіну у середовище культивування фібропластів збільшує тривалість їхнього життя, одночасно "обертаючи" ознаки фізіологічного старіння клітин (McFarland & Holiday, 1994).
Детальний розгляд можливих хімічних механізмів захисту карнозіном макромолекул клітини від альдегідної атаки було проведено О.В. Тюліною та Е.Е. Куліковим. Атаці в першу чергу піддається вільна аміногрупа, у результаті утворюється насичений альдимін, а згодои - альдегід (реакції 1 і 2). Авторами була показана можливість утворення альдегіду карнозіну. Ця сполука здатна взаємодіяти з іншою молекулою окисника, нейтралізуючи її з утворенням кислоти (реакція 3), взаємодіяти з іншою молекулою карнозіну, утворюючи неактивний та нетоксичний продукт (реакція 4), або реагувати з аміногркпами білка, створюючи його модифікацію (реакція 5). Модифікований таким чином білок може опинитись об'єктом більш швидкої дегідратації (як ферментативної за допомогою протеолізу, так і неферментативної - у процесі окислювальної деструкції - реакція 6). Можлива також взаємодія цього модифікованого білку з ще однією молекулою карнозіну, призводячи до відновлення його вихідної конформації (реакція 7), і утворення сполуки, аналогічно тій, що утворюється в реакції 4.
Вихідний файл: Карнозін дія.cdx
Таким чином, карнозін може бути не тільки як антиоксидант, але і як агент, що сприяє репарації білкових молекул або регуляції тривалості їх активного стану у клітині.
Список використаної літератури
- Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. - 2-е изд., испр. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 784 с.: ил. - (Серия "ХХІ" век"). ISBN 5-9231-0390-7 (с. 516)
- А.А. Болдырев. Гистидин- содержащие дипептиды
- возбудимых тканей. М.: Биоинформсервис, 2001.108 с.
- ISBN 5 8982З 040 8
