Tirosina: características, estrutura, funções, benefícios - Ciência - 2023

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o tirosina (Tyr, Y) é um dos 22 aminoácidos que compõem as proteínas de todas as células presentes nos seres vivos. Ao contrário de outros aminoácidos, como valina, treonina, triptofano, leucina, lisina e outros, a tirosina é um aminoácido essencial "condicionalmente".

O nome "tirosina" deriva da palavra grega "tiroteio", que significa queijo, já que esse aminoácido foi descoberto pela primeira vez neste alimento. O termo foi cunhado em 1846 por Liebig, que misturou queijo com hidróxido de potássio e obteve um composto desconhecido, dificilmente solúvel em água.

Após a descrição inicial, outros pesquisadores como Warren de la Rue e Hinterberger o obtiveram de insetos cocóides e proteínas de chifre, respectivamente. Sua separação da hidrólise de outras proteínas com ácido clorídrico foi descrita em 1901 por Mörner.

Geralmente, este aminoácido é obtido em mamíferos graças à hidroxilação da fenilalanina, embora também seja absorvido no intestino a partir de proteínas consumidas com os alimentos.

A tirosina tem múltiplas funções no corpo humano e entre elas as mais relevantes são, talvez, a de substrato para a produção de neurotransmissores e hormônios como a adrenalina e o hormônio tireoidiano.

Caracteristicas

A tirosina pesa aproximadamente 180 g / mol e seu grupo R ou cadeia lateral tem uma constante de dissociação pKa de 10,07. Sua abundância relativa em proteínas celulares não ultrapassa 4%, mas possui múltiplas funções essenciais para a fisiologia humana.

Este aminoácido pertence ao grupo dos aminoácidos aromáticos, nos quais também se encontram a fenilalanina e o triptofano. Os membros deste grupo têm anéis aromáticos em seus grupos R ou cadeias laterais e são geralmente aminoácidos hidrofóbicos ou apolares.

Assim como o triptofano, a tirosina absorve a luz ultravioleta e é um dos resíduos de aminoácidos responsáveis pela absorbância da luz a 280 nm de muitas proteínas, o que a torna útil para sua caracterização.

É considerado um aminoácido essencial "condicionalmente", uma vez que sua biossíntese em humanos depende da fenilalanina, um aminoácido essencial. Se o corpo atende às necessidades diárias de fenilalanina, a tirosina pode ser sintetizada sem problemas e não é um aminoácido limitante.

Porém, se faltar fenilalanina na dieta, o corpo não terá apenas um desequilíbrio desse aminoácido, mas também de tirosina. Também é importante notar que a reação de síntese de tirosina da fenilalanina não é reversível, portanto, a tirosina não pode suprir as necessidades celulares de fenilalanina.

A tirosina também pertence ao grupo de aminoácidos com dupla função na produção de intermediários metabólicos glicogênicos e cetogênicos, que estão envolvidos na síntese de glicose para o cérebro e na formação de corpos cetônicos no fígado.

Estrutura

Como o resto dos aminoácidos, a tirosina, ou ácido β-parahidroxifenil-α-amino propiônico, é um α-aminoácido que possui um átomo de carbono central, denominado carbono α e que é quiral, pois está ligado a quatro diferentes átomos ou moléculas substituintes.

Este carbono quiral está ligado a dois grupos característicos de aminoácidos: um grupo amino (NH2) e um grupo carboxila (COOH). Ele também compartilha uma de suas ligações com um átomo de hidrogênio e a ligação restante é ocupada pelo grupo R ou cadeia lateral de cada aminoácido.

No caso da tirosina, esse grupo consiste em um anel aromático associado a um grupo hidroxila (OH), que lhe confere a capacidade de formar ligações de hidrogênio com outras moléculas e que lhe confere características funcionais essenciais para certas enzimas.

Características

A tirosina é um componente fundamental de muitas proteínas com uma grande diversidade de atividades e funções biológicas.

Em humanos e outros mamíferos, este aminoácido é usado nos tecidos nervoso e renal para a síntese de dopamina, epinefrina e norepinefrina, três neurotransmissores catecolaminérgicos relacionados que são extremamente importantes para o funcionamento do corpo.

Também é essencial para a síntese de protetores de radiação ultravioleta (UV) como a melanina; de alguns analgésicos como endorfinas e moléculas antioxidantes como a vitamina E.

Da mesma forma, esse aminoácido serve para a síntese de tirosina, octopamina e hormônios tireoidianos por meio da organização do iodo no resíduo de tirosina da tireoglobulina.

A tiramina é uma molécula vasoativa encontrada no corpo humano e a octopamina é uma amina relacionada à norepinefrina.

Todas estas funções da tirosina são possíveis graças à sua obtenção a partir de proteínas dietéticas ou por hidroxilação da fenilalanina, tendo o fígado como principal órgão de alimentação sistémica do referido aminoácido.

Funções em plantas

A tirosina e alguns dos intermediários gerados durante sua biossíntese alimentam as vias biossintéticas de metabólitos especializados na defesa, na atração de polinizadores, no transporte eletrônico e no suporte estrutural.

Biossíntese

Em humanos, a tirosina é obtida da dieta ou sintetizada em uma única etapa pelas células hepáticas a partir da fenilalanina, um aminoácido essencial, por meio da reação catalisada pelo complexo enzimático fenilalanina hidroxilase.

Este complexo possui atividade de oxigenase e está presente apenas no fígado de humanos ou outros mamíferos. A reação de síntese de tirosina envolve a transferência de um átomo de oxigênio para a posição para do anel aromático da fenilalanina.

Essa reação ocorre ao mesmo tempo em que uma molécula de água é formada pela redução de outro átomo de oxigênio molecular e o poder redutor é fornecido diretamente por um NADPH conjugado com uma molécula de tetra-hidropterina, que é semelhante ao ácido fólico.

Biossíntese em plantas

Nas plantas, a tirosina é sintetizada de novo a jusante da via do "shiquimato", que alimenta outras vias biossintéticas para outros aminoácidos aromáticos, como fenilalanina e triptofano.

Nesses organismos, a síntese começa a partir de um composto conhecido como "corismato", que é o produto final da via do shiquimato e, além disso, o precursor comum de todos os aminoácidos aromáticos, certas vitaminas e hormônios vegetais.

O corismato é convertido em pré-fenato pela ação catalítica da enzima corismato mutase e esta é a primeira etapa “comprometida” na síntese de tirosina e fenilalanina nas plantas.

O fenato é convertido em tirosina por descarboxilação oxidativa e transaminação, que pode ocorrer em qualquer ordem.

Em uma das vias biossintéticas, essas etapas podem ser catalisadas por enzimas específicas conhecidas como tirosina desidrogenase específica para pré-fenato (PDH) (que converte pré-fenato em 4-hidroxifenilpiruvato (HPP)) e tirosina aminotransferase (que produz tirosina a partir de HPP ), respectivamente.

Outra via de síntese da tirosina a partir do pré-fenato envolve a transaminação do pré-fenato em um aminoácido não proteinogênico denominado L-hidrogenato, catalisado pela enzima pré-fenato aminotransferase.

O L-arogenato é subsequentemente submetido à descarboxilação oxidativa para formar tiroxina, uma reação dirigida por uma enzima tirosina desidrogenase específica do arogenato, também conhecida como ADH.

As plantas usam preferencialmente a rota do hidrogenato, enquanto a maioria dos micróbios sintetizam tirosina a partir do HPP derivado do pré-fenato.

Regulamento

Como é verdade para a maioria das vias biossintéticas de aminoácidos, as plantas têm um sistema estrito de regulação da síntese de aminoácidos aromáticos, incluindo a tirosina.

Nesses organismos, a regulação ocorre em vários níveis, uma vez que os mecanismos que controlam a via do shiquimato também controlam a produção de tirosina, uma via para a qual também existem mecanismos de regulação próprios.

Porém, os requisitos de tirosina e, portanto, a rigidez na regulação de sua biossíntese, são específicos para cada espécie vegetal.

Degradação

A degradação ou catabolismo da tirosina resulta na formação de fumarato e acetoacetato. A primeira etapa dessa via é a conversão do aminoácido em 4-hidroxifenilpiruvato por uma enzima citosólica conhecida como tirosina aminotransferase.

Este aminoácido também pode ser transaminado na mitocôndria dos hepatócitos por uma enzima aspartato aminotransferase, embora essa enzima não seja muito importante em condições fisiológicas normais.

Por meio da degradação da tirosina, pode-se produzir succinil acetoacetato, que pode ser descarboxilado em succinilacetato. O acetato de succinila é o inibidor mais potente da enzima responsável pela síntese do grupo heme, a enzima desidratase do ácido 5-aminolevulínico.

Síntese de epinefrina e noradrenalina

Como mencionado, a tirosina é um dos principais substratos para a síntese de dois neurotransmissores muito importantes para o corpo humano: a adrenalina e a norepinefrina.

Este é usado inicialmente por uma enzima conhecida como tirosina hidroxilase, capaz de adicionar um grupo hidroxila adicional ao anel aromático do grupo R da tirosina, formando assim o composto conhecido como dopa.

A dopa dá origem à dopamina, uma vez que é processada enzimaticamente por uma enzima dopa descarboxilase, que remove o grupo carboxila do aminoácido inicial e merece uma molécula de fosfato de piridoxal (FDP).

A dopamina é posteriormente convertida em norepinefrina pela ação da enzima dopamina β-oxidase, que catalisa a adição de um grupo hidroxila ao -CH que fazia parte do grupo R da tirosina e que funcionava como uma "ponte" entre o anel aromático e carbono α.

A epinefrina é derivada da norepinefrina pela ação da feniletanolamina N-metiltransferase, que é responsável pela transferência dependente de S-adenosil-metionina de um grupo metil (-CH3) para o grupo amino livre da norepinefrina.

Alimentos ricos em tirosina

Como discutido acima, a tirosina é um aminoácido essencial "condicionalmente", visto que é sintetizado no corpo humano por hidroxilação de fenilalanina, um aminoácido essencial.

Portanto, se a ingestão de fenilalanina atende às demandas do organismo, a tirosina não é um fator limitante para o funcionamento normal das células. A tirosina, no entanto, também é adquirida a partir de proteínas consumidas na alimentação diária.

Alguns estudos relatam que a ingestão diária mínima de tirosina e fenilalanina deve ser entre 25 e 30 mg por quilograma de peso, portanto, uma pessoa média deve consumir cerca de 875 mg de tirosina por dia.

Os alimentos com maior teor de tirosina são o queijo e a soja. Também incluem carne bovina, cordeiro, porco, frango e peixe.

Algumas sementes e nozes, como as nozes, também fornecem quantidades significativas desse aminoácido, assim como ovos, laticínios, grãos e cereais.

Benefícios de sua ingestão

A tirosina é comumente consumida na forma de suplementos dietéticos ou nutricionais, especificamente para o tratamento da patologia conhecida como fenilcetonúria, sofrida por pacientes que não conseguem processar adequadamente a fenilalanina e, portanto, não produzem tirosina.

Acredita-se que o aumento da quantidade de tirosina consumida por dia pode melhorar as funções cognitivas relacionadas ao aprendizado, memória e alerta em condições estressantes, uma vez que seu catabolismo está relacionado à síntese dos neurotransmissores adrenalina e noradrenalina.

Algumas pessoas tomam comprimidos ricos em tirosina para ficarem alertas durante o dia, caso tenham perdido uma quantidade significativa de sono.

Como esse aminoácido participa da formação do hormônio tireoidiano, seu consumo pode ter efeitos positivos na regulação metabólica sistêmica.

Transtornos de deficiência

O albinismo e a alcaptonúria são duas patologias relacionadas ao metabolismo da tirosina. A primeira condição está relacionada à síntese defeituosa da melanina a partir da tirosina e a segunda tem a ver com defeitos na degradação da tirosina.

O albinismo é caracterizado pela falta de pigmentação da pele, ou seja, os pacientes que o apresentam apresentam cabelos brancos e pele rosada, já que a melanina é o pigmento responsável por dar cor a essas estruturas.

Essa patologia tem a ver com a deficiência da enzima tirosinase específica dos melanócitos, responsável pela conversão da tirosina em DOPA-quinona, um intermediário na síntese da melanina.

Os sintomas de alcaptonúria são óbvios como pigmentação exagerada (escura) da urina e artrite de desenvolvimento tardio.

Outras patologias metabólicas

Além disso, existem outros distúrbios relacionados ao metabolismo da tirosina, entre os quais:

- Tirosinemia hereditária tipo I: caracterizada por degeneração hepática progressiva e disfunção renal

- Tirosinemia hereditária tipo II ou síndrome de Richner-Hanhart: que é evidente como ceratite e lesões ampulares nas palmas das mãos e na planta dos pés

- Tirosinemia tipo III: que pode ser assintomática ou apresentar retardo mental

- "Hawkinsinuria": caracterizada por acidose metabólica na infância e a incapacidade de crescer durante o crescimento

Existem também outros defeitos inatos no metabolismo da tirosina que têm a ver com deficiências nas enzimas responsáveis por sua degradação, como a tirosina hidroxilase, responsável pela primeira etapa na síntese da dopamina a partir da tirosina.

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