Valina (símbolo Val o V ) es un α- aminoácido que se utiliza en la biosíntesis de proteínas. Contiene un grupo α- amino (que está en la forma protonada -NH 3 en condiciones biológicas), un grupo ácido α- carboxílico (que está en la forma -COO – desprotonada en condiciones biológicas) y un grupo isopropilo de cadena lateral, lo que lo convierte en un aminoácido alifático no polar.
Es esencialen humanos, lo que significa que el cuerpo no puede sintetizarlo: debe obtenerse de la Dieta. Las fuentes dietéticas humanas son alimentos que contienen proteínas, como carnes, productos lácteos, productos de soya, frijoles y legumbres. Está codificado por todos los codones que comienzan con GU (GUU, GUC, GUA y GUG).
Al igual que la Leucina y la Isoleucina, la valina es un aminoácido de cadena ramificada. En la enfermedad de células falciformes, un solo ácido glutámico en la β-globina se reemplaza con valina. Debido a que la valina es hidrofóbica, mientras que el ácido glutámico es hidrofílico, este cambio hace que la hemoglobina sea propensa a la agregación anormal.
Historia y etimología
La valina fue aislada por primera vez de la caseína en 1901 por Hermann Emil Fischer. El nombre valina proviene del ácido valérico, que a su vez lleva el nombre de la valeriana de la planta debido a la presencia del ácido en las raíces de la planta.
Nomenclatura
Según IUPAC, los átomos de carbono que forman valina se numeran secuencialmente a partir de 1 que denota el carboxilo de carbono, mientras que 4 y 4 ‘denotan los dos metil carbonos terminales.
Metabolismo
Fuente y biosíntesis
La valina, como otros aminoácidos de cadena ramificada, es sintetizada por las plantas, pero no por los animales. Por lo tanto, es un Aminoácido esencial en los animales y debe estar presente en la dieta. Los humanos adultos requieren aproximadamente 4 mg / kg de peso corporal al día. Se sintetiza en plantas y bacterias a través de varios pasos a partir del ácido pirúvico.
La parte inicial de la vía también conduce a la leucina. El α-cetoisovalerato intermedio sufre una aminación reductora con glutamato. Las enzimas involucradas en esta biosíntesis incluyen:
- Acetolactato sintasa (también conocida como acetohidroxiácido sintasa)
- Acetohidroxiácido isomeroreductasa
- Dihidroxiácido deshidratasa
- Valina aminotransferasa
Degradación
Al igual que otros aminoácidos de cadena ramificada, el catabolismo de la valina comienza con la eliminación del grupo amino por transaminación, dando alfa-cetoisovalerato, un alfa- cetoácido, que se convierte en isobutiril-CoA a través de la descarboxilación oxidativa por la cadena ramificada α complejo de deshidrogenasa de cetoácido.
Esto se oxida aún más y se reorganiza a succinil-CoA, que puede ingresar al ciclo del ácido cítrico.
Síntesis
La valina racémica se puede sintetizar por bromación de ácido isovalérico seguido de aminación del derivado α-bromo
HO 2 CCH 2 CH (CH 3 ) 2 Br 2 → HO 2 CCHBrCH (CH 3 ) 2 HBr
HO 2 CCHBrCH (CH 3 ) 2 2 NH 3 → HO 2 CCH (NH 2 ) CH (CH 3 ) 2 NH 4 Br
Importancia médica
Resistencia a la insulina
La valina, como otros aminoácidos de cadena ramificada, está asociada con la resistencia a la insulina: se observan niveles más altos de valina en la sangre de ratones, ratas y humanos diabéticos. Los ratones alimentados con una dieta de privación de valina durante un día han mejorado la sensibilidad a la insulina, y la alimentación de una dieta de privación de valina durante una semana disminuye significativamente los niveles de glucosa en sangre.
En ratones obesos y resistentes a la insulina inducidos por la dieta, una dieta con niveles disminuidos de valina y los otros aminoácidos de cadena ramificada da como resultado una adiposidad reducida y una sensibilidad a la insulina mejorada. El catabolito de valina 3-hidroxiisobutirato promueve la resistencia a la insulina del músculo esquelético en ratones al estimular la absorción de Ácidos grasos en la acumulación de Lípidos y músculos.En los humanos, una dieta restringida en proteínas reduce los niveles sanguíneos de valina y disminuye los niveles de glucosa en sangre en ayunas.
Células madre hematopoyéticas
La valina dietética es esencial para la autorrenovación de las células madre hematopoyéticas (HSC), como lo demuestran los experimentos en ratones. La restricción de valina en la dieta reduce selectivamente el HSC repoblando a largo plazo en la médula ósea del ratón. El trasplante exitoso de células madre se logró en ratones sin irradiación después de 3 semanas con una dieta restringida en valina.
La supervivencia a largo plazo de los ratones trasplantados se logró cuando la valina regresó a la dieta gradualmente durante un período de 2 semanas para evitar el síndrome de realimentación.