Metionin: opredelitev, sinteza, absorpcija, transport in distribucija

L-metionin spada med bistvene (vitalne) aminokisline in ga ne more proizvajati človeški organizem sam. Ustrezen prehranski vnos je zato zelo pomemben. Metionin je pomemben vir žveplo v človeškem prehrana. Ima a žveplo atom, organsko vezan v stranski verigi med skupinama CH2 in CH3. Vez CH3-S-CH2-R-imenujemo tudi tioeter, kjer R pomeni organski ostanek metionin molekula. Poleg metionina cisteina je tudi eden izmed žveplo-vsebujejo aminokisline, ki reagira z drugim cisteina molekula, da tvori disulfidni most - vez med dvema atomoma žvepla, SS vez - da nastane cistin. Privzem žvepla v sledovih poteka pretežno v obliki metionina, ki vsebuje S in cisteina. Ker stranska skupina metionina nima niti pozitivnega niti negativnega naboja, je metionin nevtralna, nepolarna aminokislina, potrebna za endogeno sintezo beljakovin in se zato imenuje proteinogena. Pri biosintezi beljakovin metionin med prevajanjem služi kot začetna aminokislina. Biosinteza beljakovin oz gen Izraz se nanaša na proizvodnjo beljakovine ali polipeptida in je sestavljen iz procesa transkripcije - tvorbe messenger RNA iz DNA - in translacije - sinteze beljakovine iz messenger RNA. Prevajanje, ki poteka v citosolu celic, je navzdol od transkripcije in vključuje transkripcijo messenger RNA (mRNA) s sodelovanjem ribosomi in prenašajo RNA molekule (tRNA). MRNA prehaja iz mesta svoje sinteze, jedra, vezanega na beljakovin skozi jedrske pore v citosol celic. TRNA molekule zagotoviti aminokisline za biosintezo beljakovin in se vežejo na mRNA, medtem ko ribosomi povezati posamezno amino kisline skupaj tvorimo polipeptid s translokacijo (spremembo lokacije) na mRNA. The ribosomi so v končni fazi odgovorni za pretvorbo baznega zaporedja mRNA v aminokislinsko zaporedje in s tem v protein. Tvorba beljakovin iz posameznih amino kisline vedno se začne na začetnem kodonu AUG mRNA. Trije baze adenin-uracil-gvanin - osnovni triplet, kodon - koda posebej za metionin. V skladu s tem tRNA, ki začne biosintezo beljakovin (tvorba novih beljakovin) je treba naložiti z metioninom, da se lahko s svojim osnovnim tripletnim UAC veže na začetni kodon mRNA pod vplivom ribosoma. V nadaljnjem koraku se druga tRNA, napolnjena z aminokislino, pritrdi na naslednji kodon mRNA, tudi s sodelovanjem ribosoma. Kateri amino kisline dovaja tRNA molekule je odvisno od funkcije beljakovine, ki jo je treba sintetizirati, ki naj bi jo protein izvedel v organizmu po zaključku. Nato aminokislina druge tRNA, na primer alanina, se encimsko prenese v metionin s povezovanjem alanina in metionina s peptidno vezjo - tvorbo dipeptida. S translokacijo ribosoma na mRNA in dostavo nadaljnjih aminokislin s pomočjo molekul tRNA se dipeptid razširi na peptidno verigo. Polipeptidna veriga raste, dokler se ne pojavi eden od treh stop kodonov mRNA. Z aminokislinami naložene molekule tRNA se ne vežejo več, sintetizirani protein se cepi in mRNA se loči od ribosoma. Dokončana beljakovina lahko zdaj opravlja svojo funkcijo v organizmu. Zaradi pomena začetne aminokisline v prevodu metionin predstavlja prvo N-terminalno aminokislino katerega koli proteina.

Črevesna absorpcija

Z metioninom bogate prehranske beljakovine, kot so jajca, ribe, jetra, Brazilski oreh in cel koruza beljakovin, se že razgradi na manjše produkte cepitve, kot so poli- in oligopeptidi želodec z encimom, ki cepi beljakovine pepsin. Mesto glavne proteolize (prebave beljakovin) je Tanko črevo. Tam peptidi pridejo v stik s specifičnimi proteazami (cepljenje beljakovin encimi), ki sproščajo posamezne aminokisline, ki pobotati se poli- in oligopeptidi. Proteaze nastajajo v trebušni slinavki in se izločajo v Tanko črevo kot zimogeni (neaktivni predhodniki). Kmalu pred prihodom prehranskih beljakovin zimogeni aktivirajo enteropeptidaze, kalcij in prebavnega encima tripsin.V lumnu Tanko črevo, peptidi se v molekuli cepijo pod vplivom proteaz kimotripsina B in C, sproščajoč metionin na C-končnem koncu peptidne verige. Metionin je zdaj na koncu beljakovin, zaradi česar je dostopen za cepitev cink-odvisen karboksipeptidaza A. Karboksipeptidaze so proteaze, ki izključno napadajo peptidne vezi na koncu verige in tako odcepijo nekatere aminokisline iz karboksi ali amino konca beljakovinskih molekul. Skladno s tem se imenujejo karboksi- ali aminopeptidaze. Metionin se lahko absorbira bodisi kot prosta aminokislina bodisi vezan na druge aminokisline v obliki di- in tripeptidov. V prosti, nevezani obliki se metionin pretežno aktivno in elektrogenično absorbira v enterocite (sluznica celice) tankega črevesa v natrijev cotransport. Ta proces je usmerjen v celico natrijev gradient, ki ga vzdržuje natrij /kalij ATPaza. Če je metionin še vedno del di- ali tripeptidov, se ti transportirajo v enterocite proti koncentracija gradient v protonskem kotransportu. Znotrajcelično se peptidi z amino in dipeptidazami razgradijo na proste aminokisline, vključno z metioninom. Metionin zapusti enterocite prek različnih transportnih sistemov vzdolž koncentracija gradient in se prepelje v jetra prek portala kri. Črevesje absorpcija metionina je skoraj popolna s skoraj 100%. Kljub temu obstajajo razlike v hitrosti absorpcija. Bistvene aminokisline, kot je metionin, levcin, izolevcin in valin se absorbirajo veliko hitreje kot nebistvene aminokisline. Razgradnja prehranskih in endogenih beljakovin na produkte cepitve z nizko molekulsko maso ni pomembna samo za vnos peptidov in aminokislin v enterocite, temveč služi tudi za razrešitev tuje narave beljakovinske molekule in za izključitev imunoloških reakcij.