Norvalina
La norvalina (abreviatura:Nva ) es un aminoácido de fórmula CH3 (CH2)2 CH(NH2)CO2H. El compuesto es análogo estructural del ácido valérico e isómero del aminoácido más común valina.[1] Como muchos de los α-aminoácidos, la norvalina presenta asimetría importante (quiralidad) en su estructura.
Origen[editar]
La acumulación intracelular de la norvalina y la norleucina, se ha documentado que se produce por la reducida especificidad de sustrato de las enzimas biosintéticas de aminoácidos de cadena ramificada que actúan sobre varios alfa-cetoácidos relacionados. La ausencia de especificidad absoluta de sustrato de la leucil-ARNt sintasa conduce a un norvalil-ARNt(Leu) mal cargado que evade las actividades de corrección de traducción y produce proteínas que contienen norvalina. Una situación similar explica la presencia de cantidades mínimas pero detectables de norleucina en lugar de metionina. Con algunas excepciones, tanto la leucina como la metionina son raras en el sitio catalítico de muchas enzimas, por lo que reemplazarlas con norvalina y norleucina, respectivamente, no habría alterado significativamente los polipéptidos catalíticos pequeños y estructurales simples en las primeras etapas de la evolución biológica. El informe de que la reducción del oxígeno libre da como resultado altos niveles de acumulación intracelular de piruvato y la posterior biosíntesis de norvalina demuestra las consecuencias bioquímicas y metabólicas del desarrollo de un ambiente altamente oxidativo. Los resultados discutidos aquí también sugieren que la búsqueda de vida extraterrestre puede requerir una definición más amplia de biomarcadores.[2]
Características[editar]
• Como la mayoría de los otros α-aminoácidos, la norvalina presenta un carbono quiral (carbono asimétrico).
• Es un sólido blanco soluble en agua.
• Es un ácido valérico que está sustituido en la posición 2 por un grupo amino.
• Tiene configuración S y es el enantiómero del ácido D-2-aminopentanoico (que presenta configuración R).
• Es un tautómero del ácido L-2 aminopentanoico zwitterion. [3]
• Pertenece a la clase de compuestos orgánicos conocidos como l-alfa aminoácidos.
• Podría ayudar a aumentar la síntesis de proteínas, lo que podría favorecer el crecimiento muscular y la recuperación después del ejercicio.
• A menudo se incluye en suplementos combinados con otros aminoácidos de cadena ramificada como la leucina y la isoleucina ya que se cree que funcionan de manera sinérgica. (La suplementación de norvalina es un tema en constante investigación).
• En combinación con la Oxacilina, es eficaz contra Staphylococcus aureus resistente a la meticilina.
• Actúa como inhibidor de la enzima arginasa, por lo que evita la degradación de la arginina en ornitina y urea, dejándola disponible para la acción de la NO sintasa.
Ocurrencia[editar]
La norvalina es un aminoácido no proteinógeno de cadena no ramificada del cual existen dos enantiómeros: el enantiómero S, llamado L-norvalina y el enantiómero R, llamado D-norvalina. En estudios anteriores se descubrió que era componente natural del péptido antifúngico del Bacillus subtilis. Se puso más atención en la norvalina y otros aminoácidos de cadena no ramificada modificados cuando se averiguó que se unían a ciertas proteínas recombinantes situadas en la Escherichia coli.[4] Se ha examinado su biosíntesis . "La incorporación de Nva en péptidos refleja la selectividad imperfecta de la Aminoacil ARNt sintetasa asociada". En los experimentos de Miller-Urey centrados en la investigación de la síntesis prebiótica de aminoácidos, se observa que se produce norvalina, pero también norleucina.[2]
Estudios anteriores han aclarado que la norvalina y la norleucina están formadas a partir del piruvato, sustrato alternativo de la alfa-isopropilmalato sintasa.
La limitación de oxígeno provoca la acumulación de norvalina en E. coli K-12 W3110 durante el crecimiento en un medio de sal mineral a base de glucosa.
La norvalina se acumula inmediatamente después de un cambio a la limitación de oxígeno en concentraciones altas de glucosa.
Por el contrario, la norvalina libre no se acumula en E. coli W3110 en cultivos aeróbicos. El análisis de los componentes del medio, respaldado por estudios transcriptómicos, propone un mecanismo de desbordamiento puramente metabólico del piruvato a la vía de síntesis de aminoácidos de cadena ramificada, que se ve respaldado aún más por la acumulación significativa de piruvato después de la reducción de oxígeno.
Los resultados indican que el metabolismo de desbordamiento del piruvato es necesario y suficiente, pero la desregulación de la vía de los aminoácidos de cadena ramificada puede ser un parámetro modulador adicional.
Hasta ahora, la síntesis de norvalina se ha relacionado principalmente con un desequilibrio de la síntesis de los aminoácidos de cadena ramificada en condiciones en las que el nivel de piruvato es alto. Se muestra que simplemente una reducción de oxígeno es suficiente para provocar la acumulación de norvalina en una alta concentración de glucosa como consecuencia de la acumulación de piruvato y su alargamiento directo de la cadena sobre el alfa-cetobutirato y el alfa-cetovalerato.[4]
Nomenclatura[editar]
La norvalina y la norleucina (grupo hidrocarbonado más largo) ambos poseen el prefijo nor- por razones históricas, a pesar del uso convencional del prefijo como indicador de que hay un grupo hidrocarbonado faltante (bajo el cual teóricamente se los tendría que llamar "dihomoalanina" y "trihomoalanina"). La Comisión Conjunta de Nomenclatura IUPAC/IUB aconseja que se abandone el uso de este nombre y se emplee el nombre sistemático. [5]
Funciones[editar]
La L-norvalina promueve la inhibición de la enzima arginasa por retroalimentación negativa, ya que presenta similitud estrutural con la ornitina haciendo que se reduzca la producción de urea y ornitina. La L-arginina es utilizada como sustrato tanto por la arginasa para que sea producida urea y ornitina como por la Óxido nítrico sintasa (NOS) para que sea producido óxido nítrico (NO). Con la inhibición de la arginasa, que no altera la actividad de la NOS, la cantidad de recursos disponibles de arginina aumenta potenciando la producción de óxido de nitrógeno (II) (NO).[6][7]
La L-norvalina es consumida por los deportistas para que su rendimiento deportivo mejore, ya que aumenta la producción de NO, una sustancia que dilata los vasos sanguíneos (agente vasodilatador) y mejora la circulación sanguínea.[8]
Además, se ha demostrado que la L-norvalina tiene propiedades antiinflamatorias beneficiosas, que son evidentes en las células endoteliales humanas (estos efectos son independientes de la inhibición de la arginasa) que se pueden atribuir en parte a su capacidad para inhibir la actividad de la p70s6k (S6K1). El silenciamiento de S6K1 impide la regulación positiva de E-selectina, una proteína que participa en eventos que conducen al proceso de inflamación.[9]
Importancia médica[editar]
Se han podido observar, mediante varios experimentos, los exitosos efectos de la Norvalina en nuestro organismo. Dicha proteína se ha sometido a prueba, obteniendo como resultados la reversión del desgaste cognitivo en organismos que padecen la Enfermedad de Alzheimer.[10]
El tratamiento basado en esta proteína es neuroprotectora, hecho que se confirma por la reducción de beta-amiloidosis, el alivio de la microgliosis y la reducción de los niveles de transcripción de necrosis tumoral.
Otro beneficio encontrado en la Norvalina es su función como potente agente antihiperglucémico, pudiendo actuar como posible terapia para individuos que presenten hiperglucemia o pre-diabetes.[11]
Además, se han analizado muestras de Norvalina junto a epetraborol (EPT) y se ha demostrado lo beneficioso que puede llegar a ser contra enfermedades causadas por la bacteria M. abscessus y otras infecciones micobacteriales como la Tuberculosis.[12]
Se confirma entonces la función de la Norvalina como potencial agente antihipertensivo y merece ser estudiado en mayor profundidad. Además de que se han podido observar cambios en la sangre y orina debido al efecto que produce dicho aminoácido sobre la regulación de la presión arterial.[13]
Adicionalmente, su uso es realmente útil contra inflamaciones, ya que posee propiedades antiinflamatorias.
Se ha desmentido el mito de disfunción mitocondrial causada solamente por la Norvalina.
Su toxicidad se limita a ensayos in vitro específicos en concentraciones extremadamente altas, por lo que realmente no es perjudicial para ser usada como suplemento de culturismo en el cuerpo del ser humano.[8]
Referencias[editar]
- ↑ «Medical Definition of NORVALINE». www.merriam-webster.com (en inglés). Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ a b Alvarez-Carreño, Claudia; Becerra, Arturo; Lazcano, Antonio (2013-10). «Norvaline and Norleucine May Have Been More Abundant Protein Components during Early Stages of Cell Evolution». Origins of Life and Evolution of Biospheres (en inglés) 43 (4-5): 363-375. ISSN 0169-6149. doi:10.1007/s11084-013-9344-3. Consultado el 30 de octubre de 2023.
- ↑ «Norvaline». PubChem (en inglés). Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ a b Soini J, Falschlehner C, Liedert C, Bernhardt J, Vuoristo J, Neubauer P (2008). «Norvaline is accumulated after a down-shift of oxygen in Escherichia coli W3110». Microbial Cell Factories 7: 30. PMC 2579280. PMID 18940002. doi:10.1186/1475-2859-7-30.
- ↑ «Nomenclature and Symbolism For Amino Acids and Peptides». Pure and Applied Chemistry 56 (5): 595-624. 1984. doi:10.1351/pac198456050595.
- ↑ Chang, Chiung-I; Liao, James C.; Kuo, Lih (1 de enero de 1998). «Arginase modulates nitric oxide production in activated macrophages». American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 274 (1): H342-H348. ISSN 0363-6135. doi:10.1152/ajpheart.1998.274.1.h342. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ Pokrovskiy, Mihail V.; Korokin, Mihail V.; Tsepeleva, Svetlana A.; Pokrovskaya, Tatyana G.; Gureev, Vladimir V.; Konovalova, Elena A.; Gudyrev, Oleg S.; Kochkarov, Vladimir I.; Korokina, Liliya V. (2011). «Arginase Inhibitor in the Pharmacological Correction of Endothelial Dysfunction». International Journal of Hypertension 2011: 1-4. ISSN 2090-0392. doi:10.4061/2011/515047. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ a b Polis, Baruh; Gilinsky, Michael A.; Samson, Abraham O. (17 de diciembre de 2019). «Reports of L-Norvaline Toxicity in Humans May Be Greatly Overstated». Brain Sciences 9 (12): 382. ISSN 2076-3425. doi:10.3390/brainsci9120382. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ Ming, Xiu-Fen; Rajapakse, Angana; Carvas, João Miguel; Ruffieux, Jean; Yang, Zhihong (13 de marzo de 2009). «Inhibition of S6K1 accounts partially for the anti-inflammatory effects of the arginase inhibitor L-norvaline». BMC Cardiovascular Disorders 9 (1). ISSN 1471-2261. doi:10.1186/1471-2261-9-12. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ Polis, Baruh; Srikanth, KolluruD; Gurevich, Vyacheslav; Gil-Henn, Hava; Samson, AbrahamO (2019). «L-Norvaline, a new therapeutic agent against Alzheimer’s disease». Neural Regeneration Research (en inglés) 14 (9): 1562. ISSN 1673-5374. doi:10.4103/1673-5374.255980. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ Javrushyan, Hayarpi; Nadiryan, Edita; Grigoryan, Anna; Avtandilyan, Nikolay; Maloyan, Alina (2022-06). «Antihyperglycemic activity of L-norvaline and L-arginine in high-fat diet and streptozotocin-treated male rats». Experimental and Molecular Pathology (en inglés) 126: 104763. doi:10.1016/j.yexmp.2022.104763. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ Sullivan, Jaryd R.; Lupien, Andréanne; Kalthoff, Elias; Hamela, Claire; Taylor, Lorne; Munro, Kim A.; Schmeing, T. Martin; Kremer, Laurent; Behr, Marcel A. (12 de octubre de 2021). «Efficacy of epetraborole against Mycobacterium abscessus is increased with norvaline.». En Boshoff, Helena Ingrid, ed. PLOS Pathogens (en inglés) 17 (10): e1009965. ISSN 1553-7374. doi:10.1371/journal.ppat.1009965. Consultado el 28 de octubre de 2023.
- ↑ Gilinsky, Michael A.; Polityko, Yulia K.; Markel, Arkady L.; Latysheva, Tatyana V.; Samson, Abraham O.; Polis, Baruh; Naumenko, Sergey E. (14 de febrero de 2020). «Norvaline Reduces Blood Pressure and Induces Diuresis in Rats with Inherited Stress-Induced Arterial Hypertension». BioMed Research International (en inglés) 2020: 1-10. ISSN 2314-6133. doi:10.1155/2020/4935386. Consultado el 28 de octubre de 2023.
Enlaces externos[editar]
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