Lysin

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Aminokyselina Lysin (zkratky Lys nebo K) je esenciální aminokyselina, což znamená, že je pro lidský organismus a mnoho dalších živočichů nezbytná, ale tělo si ji nedokáže samo syntetizovat a musí ji přijímat v potravě. Chemicky se jedná o α-aminokyselinu s bazickým postranním řetězcem, který obsahuje primární aminoskupinu na konci butylového řetězce (ε-uhlík). Díky této druhé aminoskupině má lysin v neutrálním pH kladný náboj, což ho řadí mezi bazické (alkalické) aminokyseliny, podobně jako arginin a histidin.

Lysin je klíčovou stavební jednotkou proteinů v těle a hraje zásadní roli v mnoha biologických procesech. Je nezbytný pro růst, tvorbu a opravu tkání, produkci protilátek, hormonů a enzymů. Dále se podílí na vstřebávání vápníku, tvorbě kolagenu a elastinu, a je prekurzorem pro syntézu karnitinu, molekuly zodpovědné za transport mastných kyselin do mitochondrií za účelem produkce energie.

📜 Historie

Lysin byl poprvé izolován v roce 1889 německým chemikem Ferdinandem Heinrichem Edmundem Drechselem. Podařilo se mu jej získat z kaseinu, hlavního proteinu obsaženého v mléce. Drechsel hydrolyzoval kasein pomocí kyseliny chlorovodíkové a následně izoloval novou látku, kterou pojmenoval "lysin" z řeckého slova "lysis", což znamená "uvolnění" nebo "rozklad". Jeho přesná chemická struktura byla objasněna v roce 1902 německými chemiky Emilem Fischerem a Fritzem Weigertem.

Průmyslová výroba lysinu začala ve druhé polovině 20. století, primárně pomocí fermentačních procesů s využitím bakterií, jako je Corynebacterium glutamicum. Tento pokrok umožnil masové využití lysinu jako doplňku v krmivech pro hospodářská zvířata, což mělo zásadní dopad na efektivitu živočišné výroby.

🧬 Biochemie a struktura

🧪 Chemická struktura

Lysin je chirální molekula, přičemž v živých organismech se vyskytuje téměř výhradně v L-konfiguraci (L-lysin). Jeho struktura se skládá z centrálního α-uhlíku, na který jsou navázány čtyři skupiny:

• Karboxylová skupina (-COOH)
• Aminoskupina (-NH₂)
• Atom vodíku (-H)
• Postranní řetězec: -(CH₂)₄-NH₂

Právě postranní řetězec, zakončený ε-aminoskupinou, dává lysinu jeho charakteristické vlastnosti. Při fyziologickém pH (kolem 7,4) je karboxylová skupina deprotonovaná (-COO⁻) a obě aminoskupiny jsou protonované (-NH₃⁺), což molekule uděluje celkový kladný náboj +1. Tato vlastnost je důležitá pro interakce s negativně nabitými molekulami, jako je DNA, a pro tvorbu solné můstky|solných můstků, které stabilizují trojrozměrnou strukturu proteinů.

⚙️ Metabolismus

Jako esenciální aminokyselina musí být lysin přijímán stravou. V těle se neukládá, a proto je nutný jeho pravidelný přísun. Lysin je ketogenní aminokyselina, což znamená, že jeho uhlíkový skelet je v konečné fázi degradace přeměněn na acetyl-CoA, který může vstoupit do Citrátového cyklu za účelem produkce energie nebo být použit pro syntézu ketolátek a mastných kyselin. Nemůže být přeměněn na glukózu.

Hlavní katabolická dráha lysinu u savců je tzv. sacharopinová dráha, která probíhá primárně v játrech.

🔗 Posttranslační modifikace

Postranní řetězec lysinu je velmi reaktivní a často podléhá posttranslačním modifikacím, které zásadně ovlivňují funkci proteinů. Mezi nejdůležitější patří:

• Acetylace a deacetylace: Přidání nebo odebrání acetylové skupiny na ε-aminoskupinu lysinových zbytků v histonech je klíčovým mechanismem epigenetické regulace genové exprese. Acetylace neutralizuje kladný náboj, uvolňuje vazbu histonů na DNA a umožňuje transkripci genů.
• Methylace: Přidání jedné, dvou nebo tří methylových skupin na lysinové zbytky histonů také ovlivňuje strukturu chromatinu a genovou expresi, přičemž může působit aktivačně i represivně v závislosti na pozici.
• Ubikvitinace: Navázání malého proteinu ubikvitinu na lysinový zbytek cílového proteinu je signálem pro jeho degradaci v proteazomu.
• Hydroxylace: V kolagenu a elastinu je lysin hydroxylován na hydroxylysin. Tato modifikace je nezbytná pro tvorbu stabilních příčných vazeb, které zpevňují strukturu pojivových tkání. Pro tuto reakci je nezbytný vitamín C.

биологиická funkce

Lysin plní v organismu širokou škálu nezastupitelných funkcí.

🏗️ Stavební kámen proteinů

Nejzákladnější funkcí lysinu je jeho role jako stavební jednotky při syntéze všech tělesných proteinů, včetně svalových vláken, enzymů a hormonů.

💪 Tvorba kolagenu a elastinu

Lysin je nezbytný pro syntézu kolagenu, hlavního strukturálního proteinu v těle, který tvoří základ kůže, kostí, šlach, chrupavek a krevních cév. Po hydroxylaci na hydroxylysin umožňuje tvorbu pevných příčných vazeb, které zajišťují pevnost a pružnost těchto tkání. Nedostatek lysinu nebo vitamínu C může vést k poruchám tvorby kolagenu, jak je vidět u nemoci kurděje.

🔬 Syntéza karnitinu

Společně s methioninem je lysin prekurzorem pro syntézu karnitinu. Karnitin je esenciální pro transport mastných kyselin s dlouhým řetězcem přes membránu mitochondrií, kde jsou následně oxidovány (spáleny) za vzniku energie. Tento proces je klíčový pro energetický metabolismus, zejména v srdečním a kosterním svalstvu.

🛡️ Imunitní systém

Lysin je důležitý pro správnou funkci imunitního systému. Podílí se na produkci protilátek, které jsou klíčové pro obranu těla proti virům a bakteriím.

🦴 Vstřebávání vápníku

Studie naznačují, že lysin podporuje vstřebávání vápníku z trávicího traktu a zároveň snižuje jeho vylučování ledvinami. Tím přispívá k udržení zdravých a pevných kostí a může hrát roli v prevenci osteoporózy.

🍎 Zdroje v potravě

Bohatým zdrojem lysinu jsou především potraviny s vysokým obsahem bílkovin.

• Živočišné zdroje: Maso (hovězí, vepřové, drůbeží), ryby (např. tuňák, treska), vejce, mléko a mléčné výrobky (zejména tvrdé sýry jako parmezán).
• Rostlinné zdroje: Luštěniny (sója a výrobky z ní jako tofu a tempeh, čočka, cizrna, fazole), quinoa, amarant, pistácie, dýňová semínka.

Obiloviny jako pšenice, rýže nebo kukuřice jsou na lysin relativně chudé. Proto je pro vegetariány a vegany důležité kombinovat různé zdroje rostlinných bílkovin (např. luštěniny s obilovinami), aby zajistili příjem všech esenciálních aminokyselin v dostatečném množství. Lysin je často tzv. první limitující aminokyselinou v rostlinné stravě.

💊 Využití a doplňky stravy

Herpes simplex (opar)

L-lysin je populární doplněk stravy užívaný k prevenci a léčbě oparů způsobených virem Herpes simplex (HSV). Teorie spočívá v tom, že lysin působí jako antagonista argininu, aminokyseliny, kterou virus potřebuje pro svou replikaci. Zvýšený příjem lysinu a snížený příjem argininu by měl virovou replikaci potlačovat. Ačkoliv mnoho uživatelů hlásí pozitivní účinky, vědecké studie poskytují smíšené výsledky a jeho účinnost není jednoznačně potvrzena.

🏃 Sportovní výživa

Díky své roli v syntéze proteinů a tvorbě kolagenu je lysin někdy využíván sportovci pro podporu regenerace svalů a pojivových tkání po zátěži.

🐄 Krmivářství

Největší komerční využití lysinu je v zemědělství jako přísada do krmiv pro monogastrická zvířata, jako jsou prasata a drůbež. Krmiva založená na obilovinách (např. kukuřici) jsou přirozeně chudá na lysin, který je pro tato zvířata první limitující aminokyselinou pro růst. Přidáním synteticky vyrobeného L-lysinu se nutriční hodnota krmiva vyrovná, což umožňuje rychlejší a efektivnější růst zvířat, snižuje celkovou spotřebu krmiva a redukuje produkci dusíkatého odpadu.

🩺 Zdravotní aspekty

📉 Nedostatek lysinu

Nedostatek lysinu je v rozvinutých zemích při běžné stravě vzácný. Může se však vyskytnout u jedinců s velmi restriktivní dietou (např. striktní vegani nekonzumující luštěniny) nebo při podvýživě. Příznaky zahrnují:

• Únava a nedostatek energie
• Nevolnost a závratě
• Ztráta chuti k jídlu
• Zpomalený růst u dětí
• Anémie (chudokrevnost)
• Vypadávání vlasů
• Poruchy reprodukce

Existuje také vzácná genetická porucha zvaná lysinurická proteinová intolerance, při které je narušen transport lysinu, argininu a ornithinu v těle, což vede k jejich nedostatku a hromadění amoniaku v krvi.

📈 Nadbytek a toxicita

Lysin přijímaný z běžné stravy je považován za bezpečný. Extrémně vysoké dávky z doplňků stravy (více než 10–15 gramů denně) mohou způsobit gastrointestinální potíže, jako jsou křeče v břiše a průjem. Lidé s onemocněním ledvin nebo jater by měli užívání vysokých dávek lysinu konzultovat s lékařem.

🤔 Lysin pro laiky

Představte si lysin jako speciální a nepostradatelnou LEGO kostičku pro stavbu vašeho těla. Na rozdíl od jiných kostiček si ji tělo neumí samo vyrobit, takže ji musíte získat z jídla – sníst ji. Tato kostička je naprosto klíčová pro mnoho věcí:

• Stavba a oprava: Je základem pro stavbu svalů a opravu všech tkání po zranění.
• Pevné kosti a kůže: Pomáhá tělu využít vápník pro silné kosti a je nezbytná pro tvorbu kolagenu, který udržuje vaši kůži, šlachy a chrupavky pevné a pružné.
• Obrana proti nemocem: Podílí se na výrobě protilátek, které bojují proti virům a bakteriím.
• Výroba energie: Pomáhá přeměňovat tuky na energii, kterou potřebujete pro fungování.

Nejvíce této "kostičky" najdete v potravinách bohatých na bílkoviny, jako je maso, ryby, vejce, sýr a také v luštěninách (čočka, fazole, sója).

Šablona:Aktualizováno