الجليسين (الرمز Gly أو G ؛ / ˈɡlaɪsiːn /) هو حمض أميني يحتوي على ذرة هيدروجين واحدة كسلسلة جانبية. إنه أبسط حمض أميني ثابت (حمض الكرباميك غير مستقر) ، مع الصيغة الكيميائية NH2 - CH2 - COOH. الجلايسين هو أحد الأحماض الأمينية البروتينية. يتم ترميزه بواسطة جميع الكودونات التي تبدأ بـ GG (GGU ، GGC ، GGA ، GGG). يعتبر الجلايسين جزءًا لا يتجزأ من تكوين حلزونات ألفا في بنية البروتين الثانوية نظرًا لشكله المضغوط. للسبب نفسه ، فهو أكثر الأحماض الأمينية وفرة في الكولاجين الثلاثي الحلزونات.

الجليسين هو أيضًا ناقل عصبي مثبط - يمكن أن يتسبب التداخل في إطلاقه داخل الحبل الشوكي (كما يحدث أثناء عدوى المطثية الكزازية) في حدوث شلل تشنجي بسبب تقلص العضلات غير المقيد.

الجليسين الحمض الأميني الوحيد المكون للبروتينات. يمكن أن يتناسب مع البيئات المحبة للماء أو الكارهة للماء ، بسبب سلسلة جانبية صغيرة من ذرة هيدروجين واحدة فقط.

التاريخ وأصل الكلمة

تم عزل الجلايسين للمرة الأولى من الجيلاتين في عام 1820. أتت التسمية من الكلمة الإغريقية القديمة γλυκύς والتي تعني «حلو المذاق» (والتي ترتبط أيضا بالبادئتين جلايكو- و جلوكو-, كما في جلايكوبروتين (بروتين سكري) وجلوكوز).

الميزات

الغليسين وهو عديم اللون، صلب بلوري الشكل، حلوة المذاق. ويعتبر بروتين فريد من نوعه بين الأحماض الأمينية في أنه ليس مراوان . ويمكن أن يندرج في الماء أو مسعور البيئات، نظرالاحتواء سلسلته على الحد الأدنى من جانب واحد من ذرة الهيدروجين. الغليسين ينتشر في النباتات ومنها فول الصويا (يسمى نوعه في هذا النبات باسم (جليسين ماكس). تم اكتشاف الغليسين في عام 1820، من قبل هنري براكونت .يتم تصنيع الغليسين صناعيا عن طريق علاج حمض الكلور وأسيتيك مع الأمونيا:

ClCH2COOH + 2NH3 → H2NCH2COOH + NH4 الكلورين

ويتم إنتاج حوالي 15 مليون كيلوجرام سنويا بهذه الطريقة.

التمثيل الغذائي

التخليق الحيوي

الجليسين ليس ضروريًا للنظام الغذائي للإنسان ، حيث يتم تصنيعه حيوياً في الجسم من سيرين الأحماض الأمينية ، والذي يُشتق بدوره من 3-فوسفوجليسيرات ، لكن القدرة الأيضية للتخليق الحيوي للجليسين لا تلبي الحاجة إلى تخليق الكولاجين. في معظم الكائنات الحية ، يحفز إنزيم سيرين هيدروكسي ميثيل ترانسفيراز هذا التحول عبر العامل المساعد بيريدوكسال فوسفات:

serine + tetrahydrofolate → glycine + N⁵,N¹⁰-methylene tetrahydrofolate + H₂O

في كبد الفقاريات، يتم تحفيز تخليق الجلايسين بواسطة جلايسين سينثيز (يُسمى أيضًا إنزيم انشقاق الجلايسين). يمكن عكس هذا التحويل بسهولة:

CO₂ + NH⁺
₄ + N⁵,N¹⁰-methylene tetrahydrofolate + NADH + H⁺ ⇌ Glycine + tetrahydrofolate + NAD⁺

بالإضافة إلى كونه مصنوعًا من السيرين ، يمكن أيضًا اشتقاق الجليسين من الثريونين أو الكولين أو الهيدروكسي برولين بواسطة التمثيل الغذائي في الكبد والكلى.

انحلال

يتحلل الجلايسين عبر ثلاثة مسارات:
المسار السائد في الحيوانات والنباتات هو عكس مسار سينسيز الجلايسين المذكور أعلاه. في هذا السياق ، عادةً ما يُطلق على نظام الإنزيم المعني نظام انقسام الجليسين:

Glycine + tetrahydrofolate + NAD⁺ ⇌ CO₂ + NH⁺
₄ + N⁵,N¹⁰-methylene tetrahydrofolate + NADH + H⁺

 المسار الثاني ، يتحلل الجلايسين في خطوتين. الخطوة الأولى هي عكس عملية التخليق الحيوي للجليسين من سيرين مع سيرين هيدروكسي ميثيل ترانسفيراز. ثم يتم تحويل السيرين إلى بيروفات بواسطة سيرين ديهيدراتاز.

المسار الثالث من تحللها ، يتم تحويل الجلايسين إلى جليوكسيلات بواسطة حمض أمينو أوكسيديز D. يتأكسد الجليوكسيلات بعد ذلك عن طريق نازعة هيدروجين اللاكتات الكبدية إلى أكسالات في تفاعل يعتمد على NAD +.

يختلف نصف عمر الجلايسين وطرحه من الجسم بشكل كبير بناءً على الجرعة. في إحدى الدراسات ، تراوح عمر النصف بين 0.5 و 4.0 ساعات.

الجليسين حساس للغاية للمضادات الحيوية التي تستهدف حمض الفوليك ، وتنخفض مستويات الجلايسين في الدم بشدة خلال دقيقة واحدة من حقن المضادات الحيوية. يمكن لبعض المضادات الحيوية أن تستنفد أكثر من 90٪ من الجلايسين في غضون بضع دقائق من تناولها.

الوظيفة الفسيولوجية

تتمثل الوظيفة الرئيسية للجليسين في أنه بمثابة مقدمة للبروتينات. تحتوي معظم البروتينات على كميات صغيرة فقط من الجلايسين ، باستثناء الكولاجين ، والذي يحتوي على حوالي 35٪ من الجلايسين بسبب دوره المتكرر بشكل دوري في تكوين بنية الكولاجين الحلزونية بالتزامن مع الهيدروكسي برولين. في الكود الجيني ، يتم ترميز الجلايسين بواسطة جميع الكودونات التي تبدأ بـ GG ، وهي GGU و GGC و GGA و GGG.

كوسيط حيوي

في حقيقيات النوى الأعلى ، يتم تصنيع حمض δ-aminolevulinic ، السلائف الرئيسية للبورفيرينات ، بيولوجيًا من الجلايسين والسكسينيل CoA بواسطة إنزيم ALA synthase.

يوفر الجلايسين الوحدة الفرعية C2N المركزية لجميع البيورينات.

كناقل عصبي

الجليسين هو ناقل عصبي مثبط في الجهاز العصبي المركزي ، وخاصة في النخاع الشوكي وجذع الدماغ وشبكية العين. عندما يتم تنشيط مستقبلات الجلايسين ، يدخل الكلوريد إلى الخلايا العصبية عبر مستقبلات مؤثرات شاردة ، مما يتسبب في إمكانية تثبيط ما بعد المشبكي (IPSP). الإستركنين هو مضاد قوي لمستقبلات الجلايسين المؤثر في التباين ، في حين أن البيكوكولين هو مضاد ضعيف. الجلايسين هو مساعد مساعد مطلوب مع الغلوتامات لمستقبلات NMDA. على عكس الدور التثبيطي للجليسين في الحبل الشوكي ، يتم تسهيل هذا السلوك في مستقبلات الجلوتامات (NMDA) المثيرة.

الجرعة المميتة ، LD₅₀ من الجلايسين هي 7930 مجم / كجم في الجرذان (عن طريق الفم) ، وعادة ما تسبب الوفاة بسبب فرط الاستثارة.

الاستخدامات

أغذية حيوانية وبشرية

لا يستخدم الجلايسين على نطاق واسع في الأطعمة لقيمته الغذائية ، باستثناء الحقن. وبدلاً من ذلك ، فإن دور الجلايسين في كيمياء الطعام هو مادة النكهة. إنه حلو نوعًا ما ، وهو يقاوم مذاق السكرين. كما أن لها خصائص حافظة ، ربما بسبب تعقيدها لأيونات المعادن. مجمعات الجلسينات المعدنية ، على سبيل المثال يتم استخدام جلايسينات النحاس (II) كمكملات للأعلاف الحيوانية.

اللقيم الكيميائي

الجليسين هو وسيط في تصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات الكيميائية. يتم استخدامه في تصنيع مبيدات الأعشاب غليفوسات ، إيبروديون ، جليفوزين ، إيميبروثرين ، وإيجلينازين. يتم استخدامه كوسيط للدواء مثل ثيامفينيكول.

البحوث المخبرية

يعتبر الجليسين مكونًا مهمًا لبعض الحلول المستخدمة في طريقة SDS-PAGE لتحليل البروتين. يعمل كعامل تخزين مؤقت ، ويحافظ على الرقم الهيدروجيني ويمنع تلف العينة أثناء الرحلان الكهربائي. يستخدم الجليسين أيضًا لإزالة الأجسام المضادة التي تحمل علامات البروتين من أغشية اللطخة الغربية لتمكين فحص العديد من البروتينات المهمة من هلام SDS-PAGE.

يسمح ذلك بسحب المزيد من البيانات من نفس العينة ، مما يزيد من موثوقية البيانات ، ويقلل من كمية معالجة العينة ، وعدد العينات المطلوبة. تُعرف هذه العملية بالتعرية.