Карнозин — дипептид, состоящий из остатков аминокислот β-аланина и гистидина. Обнаружен в высоких концентрациях в мышцах и тканях мозга.
| 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 | 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 |
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 и 57485 |
| ChemSpider | 388363 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | > 14930 мг·лг−1 (мышь, орально) |
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.
Патенты
- Европейский патент А61К45/00 указывает, что комбинация ингибиторов карнозиназы с карнозином усиливает терапевтический эффект (Бабижаев М., Мегуро К.)
- Японский патент JP2008-19188 демонстрирует, что производные карнозина и тролокса обеспечивают лучшую, чем карнозин, защиту нейронов от окислительного стресса (Meguro K., Boldyrev A., et. al.)
- Американский патент US2008/0171095 A1 показывает, что карнозин уменьшает зону ишемической полутени при экспериментальном инсульте у крыс (Majid M., Krisanamurthy R.)
- Российский патент № РФ2353382 (12.09.2007) демонстрирует усиление эффективности терапии болезни Паркинсона при комбинации карнозина с классической терапией (Болдырев А. А. и соавт.)
- Российский патент «Кардиоплегический раствор на основе гистидина, карнозина и ацетилкарнозина (Бокерия Л. А. и соавт.)», приоритетная справка № 2009128589 от 24.07.2009
