Valinas

Alifatinė monoamino monokarboksirūgštis, turinti šakotą anglies atomų grandinę (a-aminoizovalerijono rūgštis; 2-amino-3-metilbutano rūgštis). Valinas yra viena iš dešimties aminorūgščių, dažniausiai randamų žemėje.

Šakotą grandinę turi trys aminorūgštys – leucinas, valinas ir izoleucinas.

Tai yra nepakeičiamosios aminorūgštys. Leucino, valino ir izoleucino apykaita intensyviausiai vyksta ne kepenyse, kaip daugelio aminorūgščių, o raumeniniame ir riebaliniame audinyje, inkstuose ir smegenyse. Pirmosios visų trijų aminorūgščių skilimo reakcijos yra tapačios, pvz., valino:

Pirmiausia šakotos grandinės aminorūgštys griaučių raumenyse ir kituose organuose (ne kepenyse) yra peramininamos su a-ketoglutaratu, katalizuojant šakotų aminorūgščių transaminazėms (jų nėra kepenyse). Susidarę a-ketonorūgštys nunešamos į kepenis. Čia vyksta jų oksidacinis dekarboksilinimas, katalizuojant specifinei šakotos grandinės a-ketonorūgščių dehidrogenazei (mitochondriniam polifermentiniam kompleksui, turinčiam dekarboksilazinį, transacilazinį ir dihidrolipoildehidrogenazinį aktyvumą). Dehidrogenazinio komplekso fosforilinimas ir defosforilinimas reguliuoja šakotos grandinės aminorūgščių metabolizmą.

Po dekarboksilinimo tolesnės visų trijų aminorūgščių katabolizmo reakcijos skiriasi. Valinas yra grynai glikogeninė aminorūgštis, izoleucinas – glikogeninė ir ketogeninė, o leucinas – grynai ketogeninė aminorūgštis. Leucinas per 3-hidroksi-3-metilglutaril-KoA (HMG-KoA) suskyla iki acetoacetato ir acetil-KoA. Valino ir izoleucino paskutinės skilimo reakcijos sutampa su neporinį anglies atomų skaičių turinčių riebalų rūgščių oksidacija ir treonino bei metionino skilimu – susidaro propionil-KoA, toliau vyksta metilmalonil-KoA izomerizacija į sukcinil-KoA.

Izomerizaciją katalizuoja metilmalonil-KoA mutazė, kurios kofermentas yra 5-deoksiadenozilkobalaminas (vitamino B₁₂ darinys). Trūkstant kobalamino (vitamino B₁₂), šios mutazės aktyvumas mažėja.

Valino, izoleucino ir leucino metabolizmo kelias

Leucino katabolizmo metu iš 3-hidroksi-3-metil-glutaril-KoA susidaro acetil-KoA ir acetoacetatas.

Pastaroji reakcija vyksta žinduolių kepenų, inkstų ir širdies ląstelių mitochondrijose. Tuo ir paaiškinamas leucino stiprus ketogeninis poveikis.

Žinoma keletas šakotos grandinės aminorūgščių metabolinių sutrikimų, tačiau geriausiai ištirta „klevo sirupo“ liga. Ji pasitaiko 1 iš 200 000 naujagimių. Kiti sutrikimai dar retesni. „Klevo sirupo“ liga (leucinozė) yra paveldimas sutrikimas; atsiranda dėl šakotų aminorūgščių a-ketonorūgščių dehidrogenazės genetinio sutrikimo, kuriam esant, sutrinka šakotų a-ketonorūgščių oksidacinis dekarboksilinimas. Jei minėtas fermentas yra visiškai neaktyvus, galimas protinis atsilikimas, acidozė, letargija. Ligai būdingas specifinis šlapimo kvapas, primenantis klevo sirupą arba deginto cukraus kvapą. Kraujo plazmoje ir šlapime yra padidėjęs šakotos grandinės aminorūgščių kiekis ir jas atitinkančių a-ketonorūgščių kiekis. Todėl ši liga kartais dar vadinama šakotų ketonorūgščių ketonurija. Be to, šlapime dar randama šakotų a-hidroksirūgščių, susidarančių, redukuojant a-ketonorūgštis. Ligos požymiai atsiranda pirmosios savaitės po gimimo pabaigoje; prasideda vėmimu, kartais letargija. Negydomas kūdikis miršta pirmaisiais gyvenimo metais. Ligoniams skiriamas maistas, sudarytas iš aminorūgščių mišinio, kuriame nėra leucino, valino, izoleucino. Sumažėjus šių aminorūgščių kiekiui kraujyje iki normalių koncentracijų, į maistą dedama šakotos grandinės aminorūgščių (dažniausiai su pienu), tačiau tik tokie kiekiai, kurie būtini baltymo biosintezei vykti. Jeigu gydymas buvo pradėtas pirmąją savaitę po gimimo, ligos eigą galima sušvelninti. Gydyti padeda labai didelės vitamino B₁ (tiamino) dozės. Esant metilmalono rūgšties acidurijai (pasitaiko 1:10 000), būtina maiste sumažinti valino, izoleucino, treonino ir metionino kiekį (aminorūgštis, iš kurių susidaro propionil-KoA). Ši liga atsiranda dėl metilmalonil-KoA mutazės genetinio sutrikimo, priklausomo nuo vitamino B₁₂ (adenozilkobolamino) nepakankamumo (gali būti sutrikusi vitamino B₁₂ rezorbcija arba vitaminas B₁₂ negali virsti kofermentu). Sergant piktybine mažakraujyste, šlapime atsiranda metilmalono rūgšties.

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė