Карнозин

Карнозин
Общие
Систематическое наименование	​(2S)​-​2-​​(3-​анинопропаноил амин)​-​3-​​(1H-​имидазол-​5-​ ил)​пропановая кислота
Традиционные названия	бета-аланил-L-гистидин
Хим. формула	C9H14O3N4
Физические свойства
Молярная масса	226,3 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	246-260 °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	6,95
Классификация
Рег. номер CAS	305-84-0
PubChem	439224
Рег. номер EINECS	206-169-9
SMILES	C1=C(NC=N1)CC(C(=O)O)NC(=O)CCN
InChI	InChI=1S/C9H14N4O3/c10-2-1-8(14)13-7(9(15)16)3-6-4-11-5-12-6/h4-5,7H,1-3,10H2,(H,11,12)(H,13,14)(H,15,16)/t7-/m0/s1 CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N
ChEBI	15727
ChemSpider	388363
Безопасность
ЛД50	> 14930 мг·лг−1 (мышь, орально)
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Карнозин (бета-аланил-L-гистидин) — дипептид, состоящий из остатков аминокислот β-аланина и гистидина. Обнаружен в высоких концентрациях в мышцах и тканях мозга.

Открытие

Карнозин был открыт 1900 году B. C. Гулевичем в мясном экстракте и стал первым открытым биогенным пептидом. Вместе с карнозином был открыт и его аналог ансерин, у которого в гетероцикле гистидина водород замещён на метильную группу. Впоследствии Гулевич поручил своему ученику Сергею Евгеньевичу Северину выяснить функцию этих веществ. С. Е. Северин остался верен заветам своего учителя и в 1952 году выяснил функцию мышечных дипептидов. Выяснилось, что если добавить карнозин к раствору, в котором находилась изолированная мышца лягушки, то она под воздействием электрического заряда приобретает способность работать часами без всякого утомления. Этот опыт в дальнейшем вошел в физиологию как «феномен Северина». После измерения всех параметров стало ясно, что в присутствии карнозина мышца в состоянии накапливать колоссальные количества лактата. Отсюда простое объяснение: карнозин выполняет роль pH-буфера и связывает образующиеся при гликолизе протоны. С. Е. Северин не согласился с такой интерпретацией его результатов, считая буферную функцию слишком простой и даже убогой. Результаты эксперимента были опубликованы на русском языке, но не получили резонанса, сам автор не придал значения открытому им эффекту, продолжая искать альтернативные функции карнозина. А через 30 лет после открытия феномена Северина его опыт был повторен за рубежом с использованием ТРИС-буфера. Было описано колоссальное увеличение работоспособности мышц под действием этого вещества, и тут уж его объяснили буферным эффектом без всяких ссылок на С. Е. Северина.

Свойства и функции

Карнозин метаболически инертен, что является важным его свойством как специализированного pH-буфера. Карнозин может без проблем протонироваться и депротонироваться, что никак не скажется на ходе различных метаболических процессов. Важно и то, что в его состав входит необычная β-аминокислота. По-видимому, это еще один способ сделать данное вещество более инертным, в том числе вывести его из-под контроля обычных пептидаз.

В итоге оказалось, что pH-буфер — не единственная функция карнозина. Исследователи из Великобритании, Южной Кореи и других стран показали, что карнозин имеет свойства антиоксиданта. Карнозин является прекрасным хелатором ионов Cu²⁺ и Fe²⁺, которые в свободном виде катализируют превращение перекиси водорода в радикал ОН•. Также он участвует в тушении активных форм кислорода (АФК) и защищает организм от альфа-бета ненасыщенных альдегидов, образующихся из суперокисленных жирных кислот клеточных мембран в процессе окислительного стресса, посредством их химического связывания. Кроме того, карнозин ингибирует рост амилоидных фибрилл, которые образуются, например, при болезни Альцгеймера.

Литература

• В.П.Скулачев, А.В.Богачев, Ф.О.Каспаринский. Мембранная биоэнергетика. — Москва: Издательство Московского университета, 2010. — 368 p. — 1000 экз. — ISBN 978-5-211-05871-2.