Valina

Valina (símbolo Val o V) es un α-aminoácido que se utiliza en la biosíntesis de proteínas. Contiene un grupo α-amino (que se encuentra en la forma −NH₃⁺ protonada en condiciones biológicas), un grupo ácido α-carboxílico (que se encuentra en la forma desprotonada − COO⁻ en condiciones biológicas) y un grupo isopropilo de cadena lateral, lo que lo convierte en un aminoácido alifático no polar. Es esencial en el ser humano, es decir, 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).

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 planta valeriana debido a la presencia del ácido en las raíces de la planta.

Nomenclatura

Según la IUPAC, los átomos de carbono que forman la valina se numeran secuencialmente comenzando por 1 que indica el carbono carboxilo, mientras que 4 y 4' denote los dos carbonos de metilo terminales.

Metabolismo

Fuente y biosíntesis

La valina, al igual que otros aminoácidos de cadena ramificada, la sintetizan las plantas, pero no los animales. Por lo tanto, es un aminoácido esencial en los animales y debe estar presente en la dieta. Los humanos adultos requieren alrededor de 24 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 del camino también conduce a la leucina. El α-cetoisovalerato intermedio sufre aminación reductora con glutamato. Las enzimas involucradas en esta biosíntesis incluyen:

1. Sintasa de acetohidroxi (también conocida como sintasa de ácido acetohidroxi)
2. Acetohidroxi acid isomeroreductasa
3. Dihydroxyacid dehydratase
4. Valine aminotransferase

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. complejo de cadena α-cetoácido deshidrogenasa. Este se oxida y reorganiza aún más a succinil-CoA, que puede entrar en el ciclo del ácido cítrico.

Síntesis

La valina racémica se puede sintetizar mediante la bromación del ácido isovalérico seguida de la aminación del derivado α-bromo

HOMBRE₂CCH₂CH(CH)₃)₂ + Br2 → HO₂CCHBrCH(CH)₃)₂ + HBr

HOMBRE₂CCHBrCH(CH)₃)₂ + 2 NH₃ HO₂CCH(NH)₂.₃)₂ + NH₄Br

Importancia médica

Resistencia a la insulina

Los niveles más bajos de valina sérica, al igual que otros aminoácidos de cadena ramificada, están asociados con la pérdida de peso y la disminución de 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 privada de BCAA durante un día mejoraron la sensibilidad a la insulina, y la alimentación con una dieta privada de valina durante una semana reduce significativamente los niveles de glucosa en sangre. En ratones obesos y resistentes a la insulina inducidos por dieta, una dieta con niveles reducidos de valina y otros aminoácidos de cadena ramificada resultó en una reversión rápida de la adiposidad y una mejora en el control del nivel de glucosa. El catabolito de valina 3-hidroxiisobutirato promueve la resistencia a la insulina en ratones al estimular la absorción de ácidos grasos en los músculos y la acumulación de lípidos. En ratones, una dieta restringida en BCAA disminuyó los niveles de glucosa en sangre en ayunas y mejoró la composición corporal.

Células madre hematopoyéticas

La valina en la dieta es esencial para la autorrenovación de las células madre hematopoyéticas (HSC), como lo demuestran los experimentos en ratones. La restricción dietética de valina agota selectivamente las HSC de repoblación a largo plazo en la médula ósea de 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 se reincorporó gradualmente a la dieta durante un período de 2 semanas para evitar el síndrome de realimentación.