Informasi

Mengapa rekomendasi diet untuk konsumsi metionin dikombinasikan dengan sistein?

Mengapa rekomendasi diet untuk konsumsi metionin dikombinasikan dengan sistein?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Saya ingin memahami asam amino yang hilang dalam sayuran tertentu. Saya mencari rekomendasi AS untuk asam amino (sumber: wikipedia).

Saya tidak mengerti mengapa mereka berpasangan

  • Metionin + Sistein: 25 mg/g protein
  • Fenilalanin + Tirosin: 47 mg/g protein

Saya mencari pembenaran tetapi saya tidak dapat menemukannya. Sementara saya mengakui kesamaan kimia dan struktural di antara mereka, mereka adalah asam amino yang terpisah. Jika pasangan ini dapat dengan mudah diubah dari satu ke yang lain, lalu mengapa repot-repot menganggap metionin dan fenilalanin menjadi penting? Jika Anda dapat dengan mudah mengubah sistein menjadi metionin, maka metionin dapat diproduksi oleh tubuh. Begitu pula dengan fenilalanin. Tetapi umumnya diasumsikan ini tidak terjadi. Dengan demikian, jawaban yang didasarkan pada gagasan bahwa mereka dapat "dengan mudah diubah menjadi satu sama lain", jika benar, perlu mengatasi masalah ini.

Berikut adalah referensi untuk metionin:

Hubungan erat antara asam amino dan kebutuhan protein dan nitrogen telah diketahui dengan baik. Penelitian nutrisi telah difokuskan pada kapasitas makanan untuk memenuhi kebutuhan nitrogen dan asam amino yang sangat diperlukan (IAA) dan mengarah pada kesimpulan bahwa kualitas, bukan hanya kuantitas, protein sangat penting. Hal ini sangat relevan dalam kaitannya dengan asam amino sulfur (SAA) metionin dan sistein karena peningkatan pemahaman tentang hubungannya dengan penyakit kronis (misalnya, penyakit kardiovaskular, demensia, sirosis), imunomodulasi, transkripsi DNA, dan terjemahan RNA. Upaya yang cukup besar telah dikeluarkan untuk menentukan apakah dan sejauh mana sistein dapat menghemat kebutuhan metionin IAA. Studi in vivo pada manusia umumnya setuju bahwa kebutuhan diet SAA berkisar antara 13 dan 16 mg/kg/hari, tetapi seberapa banyak yang dapat dipenuhi oleh sistein relatif terhadap metionin masih kontroversial.

Menggunakan pendekatan indikator oksidasi asam amino (IAAO) untuk mengkaji lebih lanjut masalah ini, Di Buono et al. (9-11) menegaskan kebutuhan rata-rata untuk metionin sebagai 12,6 mg/kg/hari tanpa adanya sistein eksogen tetapi mencatat bahwa tingkat asupan total SAA yang aman untuk populasi secara substansial lebih tinggi pada 21 mg/kg/hari.

Naomi K.Fukagawa; Penghematan Persyaratan Metionin: Evaluasi Data Manusia Mengambil Asam Amino Sulfur Melampaui Protein, Jurnal Nutrisi, Volume 136, Edisi 6, 1 Juni 2006, Halaman 1676S-1681S

… dan fenilalanin:

Kesimpulan: Berdasarkan metode IAAO 24 jam dan IAAB 24 jam, rata-rata kebutuhan fenilalanin sebesar 38 mg/kg/hari diusulkan untuk orang dewasa India yang sehat dengan gizi baik tanpa adanya asupan tirosin. Temuan ini mirip dengan pada orang dewasa Barat.

Anura V Kurpad, Meredith M Regan, Tony DS Raj, Vidya N Rao, Justin Gnanou, Vernon R Young; Kebutuhan fenilalanin harian orang dewasa India yang sehat, The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 83, Edisi 6, 1 Juni 2006, Halaman 1331-1336

Pertanyaan:

  • Mengapa kebutuhan asam amino dikelompokkan bersama?
  • Jika metionin dianggap sebagai asam amino esensial, tidakkah mengelompokkannya dengan sistein memungkinkan makanan tinggi sistein tampak seolah-olah memenuhi kebutuhan metionin Anda?
  • Misalkan saya mengkonsumsi 12,6 mg/kg/hari metionin, apakah ini akan mempengaruhi kemampuan saya untuk mengkonsumsi sistein?
  • Jika kadar metionin dan sistein yang direkomendasikan adalah 19 mg/kg/hari dan artikel ini mengusulkan 12,6 mg/kg/hari, apakah logis untuk mengonsumsi sekitar 6,4 mg/kg/hari?
  • Jika benar, apakah logika yang sama berlaku untuk fenilalanin dan tirosin?

Pada manusia, sistein dapat disintesis dari metionin dan tirosin dari fenilalanin (perhatikan bahwa jalur sebaliknya tidak terjadi). Karena sintesisnya membutuhkan asam amino esensial dan kapasitas biosintetik organisme tidak selalu memenuhi kebutuhannya, mereka diberi label esensial bersyarat. Dalam keadaan normal, manusia dewasa dapat hidup tanpa sumber makanan sistein selama metionin makanan cukup dipasok karena kekurangan makanan dapat dikompensasi oleh biosintesis. Oleh karena itu, lebih sedikit metionin dari makanan yang dibutuhkan ketika makanan juga dilengkapi dengan sistein karena lebih sedikit metionin yang dibutuhkan untuk mensintesis sistein. Efek ini dikenal sebagai sistein hemat dan efek serupa diamati dengan tirosin/fenilalanin.

Data yang Anda kutip adalah nilai referensi untuk PDCAAS, yang merupakan alat indikatif untuk mengevaluasi komposisi asam amino esensial dari sumber protein. Sistem ini diperkenalkan pada tahun 1991 oleh WHO, dan dalam laporan ini mereka memberikan alasan berikut untuk penilaian gabungan metionin dan sistein sebagai asam amino belerang:

Jumlah metionin dan sistin digunakan untuk tujuan penilaian… Sistin bukanlah asam amino esensial tetapi dapat disintesis dari metionin. Sistin dalam diet dengan demikian dapat "menyimpan" metionin, dan total dari keduanya telah ditemukan lebih memuaskan untuk tujuan penilaian daripada metionin saja.

Mereka juga mengenali dan sedikit mengatasi kelemahan dalam metodologi ini yang mengilhami pertanyaan Anda:

Meskipun diketahui bahwa sistin dapat menjadi bagian dari kebutuhan metionin, FAO/WHO/UNU 1985 tidak memberikan indikasi proporsi total asam amino sulfur yang dapat dipenuhi oleh sistin. Untuk tikus, ayam dan babi, proporsinya sekitar 50%. Kebanyakan protein hewani rendah sistin; sebaliknya, banyak protein nabati, terutama kacang-kacangan, mengandung lebih banyak sistin daripada metionin. Jadi, untuk diet protein hewani atau diet campuran yang mengandung protein hewani, sistin tidak mungkin berkontribusi lebih dari 50% dari total asam amino sulfur dan skor yang dihitung menggunakan sistin plus metionin akan sesuai. Namun, dalam semua kombinasi sayuran tertentu, mis. gandum dan kacang-kacangan, bagian dari nilai sistin mungkin tidak direalisasikan. Karena data yang tidak mencukupi pada kebutuhan manusia, bagaimanapun, total dari dua asam amino sulfur, untuk saat ini, tetap menjadi pendekatan yang direkomendasikan untuk menghitung skor asam amino.

Komplikasi lebih lanjut muncul dari kurangnya pengetahuan kita tentang proporsi kebutuhan asam amino sulfur total yang dapat dipenuhi oleh sistin. Tanpa pengetahuan itu, ekspresi nilai protein dalam hal jumlah total metionin dan sistin memiliki keterbatasan teoritis dan praktis.


Itu karena kesamaan struktural mereka. Berikut adalah beberapa foto cepat dari molekul:

Fenilalanin:

Dibandingkan dengan tirosin:

Anda dapat melihat bahwa satu-satunya perbedaan adalah gugus metil pada posisi para pada gugus benzil di tirosin.

Demikian pula, lihat sistein dan metionin:

Sistein:

Dibandingkan dengan metionin:

Keduanya terlihat agak kurang mirip; Anda memiliki gugus metil ekstra pada metionin, rantai butil bukan rantai propil, dan karbon alfa yang mengandung gugus amino berada di posisi R, bukan S. Meskipun demikian, mereka adalah satu-satunya asam amino yang mengandung belerang Juga, jika Anda pergi kembali ke kertas aslinya, mereka berkata,

Sementara RDA disediakan untuk setiap kelompok umur untuk sembilan asam amino yang sangat diperlukan, histidin, isoleusin, leusin, lisin, asam amino sulfur (metionin + sistein), asam amino aromatik (fenilalanin + tirosin), treonin, triptofan, dan valin, persyaratannya untuk asam amino ini digunakan untuk mengembangkan Pola Skor Protein FNB/IOM.

Karena kesamaan mereka, beberapa dari mereka dapat dengan mudah diubah satu dari satu ke yang lain di dalam tubuh. Misalnya, sistein dapat diproduksi dari L-metionin. Hal ini menyebabkan lebih mudah untuk mengklasifikasikannya bersama-sama, karena jika mereka dapat diproduksi satu dari yang lain, mereka menjadi hampir tidak dapat dibedakan antara jalur asupan dan penggunaan.


Sumber:

  • Trumbo, Paula, Sandra Schlicker, Allison A. Yates, dan Mary Poos. "Asupan referensi diet untuk energi, karbohidrat, serat, lemak, asam lemak, kolesterol, protein dan asam amino. (Komentar)." Jurnal Asosiasi Diet Amerika 102, no. 11 (2002): 1621+.

  • Institut Kedokteran Akademi Nasional. 2003. Asupan Referensi Diet. P. 138.

  • Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. Jaringan Data Toksikologi: HSDB: (L)-Tryptophan.

  • Bin P, Huang R, Zhou X. 2017. Resistensi oksidasi asam amino sulfur: Metionin dan sistein. BioMed Research International 2017 : 9584932-6.


Mengubah Diet Meningkatkan Respon terhadap Perawatan Kanker pada Tikus

Diet rendah metionin, sel nutrisi yang dibutuhkan untuk memperbaiki kerusakan DNA, dapat membuat terapi seperti kemoterapi lebih efektif.

Orang harus makan untuk bertahan hidup. Dan sel-sel yang membentuk tubuh juga makan. Atau lebih tepatnya, sel memecah dan membangun kembali makanan menjadi molekul individu yang mereka butuhkan untuk tetap hidup dan tumbuh. Jaringan proses yang kompleks ini disebut metabolisme seluler.

Sel kanker dapat mengubah metabolisme mereka untuk bertahan hidup, sehingga menargetkan metabolisme sel kanker menjadi sangat menarik bagi para peneliti. Pertanyaan yang diajukan antara lain: Apakah mungkin menyerang kebutuhan nutrisi tumor sebagai bagian dari pengobatan kanker? Dan bisakah ini dilakukan dengan mengubah pola makan pasien kanker?

Sebuah studi baru yang didukung NCI menunjukkan bahwa yang terakhir mungkin dilakukan. Dalam studi tersebut, para peneliti menunjukkan bahwa memberi makan tikus diet yang sangat rendah nutrisi metionin meningkatkan kemampuan kemoterapi dan terapi radiasi untuk mengecilkan tumor.

Ketika para peneliti menguji diet rendah metionin pada enam orang dewasa yang sehat, kadar metionin dalam tubuh mereka turun dan mereka mengalami perubahan metabolisme yang serupa dengan yang terlihat dalam studi tikus. Namun, penelitian ini tidak dirancang untuk menguji efek pembatasan metionin pada pengobatan kanker pada manusia.

Konsep menggunakan perubahan pola makan tertentu untuk meningkatkan pengobatan kanker "benar-benar pada tahap yang sangat awal," kata Jason Locasale, Ph.D., dari Duke University, yang memimpin studi baru. “Dan tidak akan ada satu diet untuk [mengobati] kanker. Tetapi aspek diet ini tampaknya memiliki semua jenis efek yang sangat menarik pada hasil kanker, dan kita harus menganggapnya serius.”


Pembatasan Metionin dan Umur Panjang

Kebingungan

Beberapa orang menganggap bahwa metionin adalah sesuatu yang perlu dikurangi dalam diet agar sehat secara optimal.

Tetapi seperti hampir semua hal lain dalam biologi, metionin tidak baik atau buruk. Kita tahu bahwa itu adalah asam amino esensial & kita perlu mendapatkannya dalam jumlah tertentu dari makanan agar tetap sehat.

Di sisi lain, orang menemukan beberapa bahaya menakutkan dari asam amino ini dengan mencari di internet. Dari kerusakan otak hingga risiko penyakit jantung, metionin tampaknya menjadi segalanya tapi sehat.

Untuk memulainya, metionin dianggap aman dalam jumlah yang dikonsumsi orang dengan makanan. Ini juga aman bila digunakan dengan tepat dalam jumlah obat. Bahaya serius hanya terjadi dengan penggunaan dosis yang sangat tinggi (secara oral atau intravena) [1, 2].

Posting ini dimaksudkan untuk mengklarifikasi efek kesehatan dari metionin dan apakah ada manfaat untuk tingkat yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Ilmu Pembatasan

Penelitian pada hewan menunjukkan bahwa membatasi konsumsi metionin dapat meningkatkan umur, tetapi hal ini belum pernah dikonfirmasi pada manusia [3].

Sebuah studi tahun 2005 menunjukkan pembatasan metionin tanpa pembatasan kalori memperpanjang umur tikus [4].

Beberapa penelitian menemukan bahwa pembatasan metionin juga menghambat proses penyakit terkait penuaan tertentu pada tikus. Tetapi tidak ada penelitian manusia yang tepat telah menyelidiki efek metionin pada jalur dan penyakit terkait penuaan pada manusia [5, 6, 7].

Pada tikus, diet metionin meningkatkan produksi ROS mitokondria dan kerusakan oksidatif DNA hati. Para peneliti menduga bahwa ini adalah mekanisme yang masuk akal untuk toksisitas hati yang berlebihan, tetapi data manusia kurang untuk mengkonfirmasi hal ini [8].

Metionin dan Genetika

Ada beberapa gen yang mungkin mempengaruhi jumlah metionin makanan, tetapi dampaknya pada tingkat metionin pada manusia kurang dipahami.

Gen MTR dikodekan untuk enzim MTR, yang mengubah homosistein menjadi metionin (lihat SNP terkait). Gen MTHFR secara tidak langsung mempengaruhi konversi homosistein menjadi metionin, dengan memproduksi bentuk aktif folat [9].

Orang yang memiliki gen yang berfungsi buruk biasanya membutuhkan lebih banyak folat. Tidak mendapatkan folat yang cukup dapat meningkatkan homosistein dan menurunkan metionin [10].

Sindrom Lynch adalah jenis sindrom kanker bawaan yang terkait dengan kecenderungan genetik untuk berbagai jenis kanker. Pada orang dengan sindrom Lynch, asupan metionin yang rendah dikaitkan dengan peningkatan risiko Tumor Kolorektal pada individu MTHFR 677 (AA) dibandingkan dengan orang dengan asupan rendah dan genotipe normal [11].

Namun, tidak ada penelitian yang mereplikasi temuan ini. Kami juga tidak tahu bagaimana mereka berhubungan dengan orang-orang tanpa sindrom Lynch. Terakhir, penelitian ini hanya mengidentifikasi asosiasi potensial. Itu tidak memberikan informasi tentang penyebab [11].


Bahan dan metode

Eksperimen hewan

Percobaan-1

Persetujuan untuk semua eksperimen diperoleh dari komite perawatan dan penggunaan hewan institusional (IACUC) dari Pennington Biomedical Research Center. Tikus jantan Sprague Dawley (SD) antara 250 dan 270 g diperoleh dari Envigo RMS, Inc. (Indianapolis, IN). Tikus-tikus ditimbang beratnya dan dibagi menjadi 4 kelompok (n = 7) dan diberi makan diet yang diperkaya Metionin (Met), Kolesterol tinggi (Cho), atau Metionin+Kolesterol (MetCho). Diet hewan pengerat Purina (#5001) dengan asam kolat 0,5% dan dekstrin maltosa 2% disajikan sebagai diet Con. Diet tinggi Met dilakukan dengan memperkaya diet Con dengan 1,5% metionin, diet tinggi Cho dengan memperkaya diet Con dengan 2% kolesterol, dan diet tinggi Met+Cho dengan memperkaya diet Con dengan 1,5% metionin + 2% kolesterol . Kandungan energi pakan Con, Met, Cho dan MetCho berturut-turut adalah 12,71 kJ/g, 12,77 kJ/g, 12,46 kJ/g dan 12,52 kJ/g. Semua tikus diberikan diet masing-masing ad-libitum, dengan akses gratis ke air. Eksperimen berlangsung selama 35 hari dan tikus dipelihara di ruangan yang dikontrol cahaya (siklus siang/malam 12:12 jam) di bawah suhu konstan (22 °C). Tikus ditempatkan di kandang dengan tempat tidur standar.

Percobaan-2

Tikus SD jantan dewasa dengan berat badan yang sama dibagi menjadi 4 kelompok (n = 7) dan memberi makan diet Con, diet Met, diet Cho, atau diet MetCho selama 35 hari. Dari hari ke 10 sampai hari ke 35, semua tikus diberikan larutan sitagliptin (100 mg/kg berat badan/hari) melalui oral gavage. Dalam percobaan ini kami memiliki kelompok Con tambahan dan tikus dalam kelompok ini divaksinasi dengan kendaraan (air) kendaraan kelompok Con. Glukosa darah puasa diukur pada interval mingguan menggunakan glukometer dan pengambilan sampel vena ekor. Seperti yang dilakukan pada percobaan pertama, sampel darah awal dikumpulkan sebelum memulai rejimen diet dan sampel darah akhir diperoleh pada akhir percobaan.

Percobaan-3

Untuk percobaan 3, tikus SD jantan dewasa dengan berat badan yang cocok secara acak ditugaskan ke 3 kelompok (n = 16 per kelompok diet) dan diberi diet Con atau diet yang diperkaya dengan Cho atau dengan MetCho. Dari setiap kelompok 50% tikus (n = 8) divaksinasi dengan larutan sitagliptin (100 mg/kg berat badan/hari) sedangkan 50% sisanya divaksinasi dengan pembawa (air) secara oral mulai hari ke-10 sampai hari ke-35. Glukosa darah puasa diukur pada interval mingguan menggunakan glukometer dan pengambilan sampel vena ekor.

Pengukuran komposisi tubuh

Berat badan dan komposisi tubuh semua tikus diukur pada interval mingguan selama percobaan. Komposisi tubuh diukur menggunakan spektroskopi domain waktu-NMR (Bruker Minispec, Billerica, MA). Instrumen dikalibrasi menggunakan standar yang sesuai untuk lemak, massa tanpa lemak, dan air sesuai dengan protokol pabrikan.

Koleksi sampel

Sampel darah akhir dikumpulkan pada akhir setiap percobaan dengan tusukan jantung (setelah CO2 inhalasi sebelum eutanasia). Serum dipisahkan dengan sentrifugasi dan disimpan pada -80 ° C untuk analisis parameter biokimia. Semua lobus hati dibedah dengan hati-hati dan segmen kecil dari lobus terbesar hati diproses untuk fiksasi, penyisipan parafin, dan pemotongan untuk analisis histologis. Jaringan yang tersisa dibekukan dalam nitrogen cair dan disimpan pada suhu -80 ° C untuk analisis lebih lanjut.

Isolasi RNA dan PCR waktu nyata

RNA diisolasi dari hati menggunakan TRIzol (MRC, Inc., Cincinnati, OH) dan dihomogenisasi dengan homogenizer genggam. Setelah inkubasi selama 5 menit pada suhu kamar, 1-bromo-3-chloropropane (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) ditambahkan dan divortex. Setelah sentrifugasi pada 12.000 rpm selama 15 menit pada suhu 4 o C, supernatan dipindahkan ke tabung segar untuk penambahan etanol 70% (1:1). Total RNA diisolasi menggunakan RNeasy mini kit (Qiagen, Germantown, MD) sesuai dengan protokol pabrikan dan sampel RNA dikuantifikasi pada spektrofotometer NanoDrop (Thermo Fischer Scientific, Waltham, MA). 2,0 g RNA total ditranskripsi balik menggunakan primer Oligo-(dT)20 dan transkriptase balik M-MLV menggunakan kit dari Promega (Madison, WI). 10 ng cDNA digunakan untuk PCR kuantitatif real-time pada Sistem Langkah Satu Plus (Biosistem Terapan, Kota Foster, CA). Urutan primer yang digunakan dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 1. Ekspresi gen target pada masing-masing sampel dinormalisasi menjadi cyclophilin gen kontrol endogen pada setiap sampel.

Evaluasi histologis dengan pewarnaan H&E

Sampel hati difiksasi dalam 10% Neutral Buffer Formalin dan diproses pada TissueTek VIP 6 Vacuum Infiltration Processor. Mereka tertanam dalam parafin dan bagian 5 m diperoleh untuk pewarnaan dengan hematoxylin dan eosin (H&E). Pewarnaan H&E dilakukan menggunakan Leica St 5020 Autostainer (Buffalo Grove, IL) dan slide digunakan untuk pemeriksaan mikroskopis dan histopatologi. Juga, bagian dipindai pada 20X menggunakan sistem Patologi Digital Hamamatsu Nanozoomer (Kota Hamamatsu, Jepang).

Imunohistokimia

Imunohistokimia dilakukan pada bagian hati yang tertanam parafin. Secara singkat, slide pertama kali dideparafinisasi menggunakan xilena dan didehidrasi menggunakan etanol. Slide tesis kemudian dipanaskan tekanan pada 100 ° C selama 20 menit dalam buffer Na-sitrat. Untuk menonaktifkan slide aktivitas peroksida endogen disimpan selama 12 menit pada suhu kamar dalam 3% H2HAI2 di TBS. Selanjutnya, slide diinkubasi dengan buffer pemblokiran selama 30 menit untuk memblokir situs pengikatan non-spesifik diikuti dengan inkubasi semalam dalam antibodi primer anti 4-HNE (Abcam). Deteksi dilakukan menggunakan kit Leica Bond Polymer Refine dan slide di-counterstain dengan hematoxylin. Slide yang diwarnai dipindai menggunakan sistem Patologi Digital Hamamatsu Nanozoomer (Kota Hamamatsu, Jepang) dan informasi digital disimpan untuk analisis.

Pengukuran trigliserida hati

Kandungan trigliserida dalam jaringan hati diuji menggunakan kit yang tersedia secara komersial dari bahan kimia Cayman (Ann Arbor, MI). Secara singkat, 40-50 mg jaringan hati dihomogenisasi dalam buffer NP40 encer yang mengandung protease inhibitor cocktail. Homogenat disentrifugasi pada 10.000 g selama 10 menit pada suhu 4 ° C dan supernatan dikumpulkan dan diencerkan 10 kali sebelum pengujian trigliserida. Prosedur yang diikuti sesuai dengan protokol pabrikan.

Pewarnaan minyak-merah-O

Untuk memeriksa deposisi lipid dalam hati dari hewan percobaan, bagian hati setebal 10 m menjadi sasaran pewarnaan Oil Red O menggunakan kit pewarnaan Oil Red O NovaUltra (Woodstock, MD). Secara singkat, bagian hati yang dibekukan dikeringkan dengan udara dan difiksasi dalam formalin dan dicuci dengan air mengalir selama 1-10 menit. Setelah dibilas dengan isopropanol 60% bagian ini diwarnai dengan larutan O merah minyak yang baru disiapkan selama 15 menit. Setelah dibilas kembali dengan isopropanol 60% dan air suling, slide dipasang pada media pemasangan dan dipindai menggunakan sistem Patologi Digital Hamamatsu Nanozoomer (Kota Hamamatsu, Jepang).

Pewarnaan picrosirius

Untuk mengevaluasi deposisi kolagen hati, bagian hati diwarnai menggunakan kit pewarnaan Picrosirius Red (Polyscience, Warrington, PA). Secara singkat, bagian hati dideparafinisasi dan dihidrasi dengan air suling. Kemudian sampel direndam ke dalam larutan A (asam fosfomolibdat) selama 2 menit dan dibilas dengan air suling. Selanjutnya, slide disimpan dalam larutan B (pewarnaan merah Picrosirius) selama 60 menit dan kemudian dalam larutan C (asam klorida 0,1 N) selama 2 menit. Setelah ini slide ditempatkan dalam etanol 70% selama 45 detik, sekali lagi didehidrasi, dan digunakan untuk pemasangan. Slide yang diwarnai dipindai menggunakan sistem Patologi Digital Hamamatsu Nanozoomer (Kota Hamamatsu, Jepang) dan informasi digital disimpan untuk dianalisis.

Metabolomik

Sampel serum awal dan akhir serta sampel hati dari ketiga percobaan menjadi sasaran analisis metabolomik oleh Dr. Shawn Campagna, Direktur fasilitas Inti Spektrometri Massa Biologis dan Molekul Kecil di University of Tennessee (https://chem.utk. pendidikan/fasilitas/biologis-dan-molekul-kecil-massa-spektrometri-inti-bsmmsc/).

Analisis statistik

Untuk analisis variabel yang diukur pada akhir setiap percobaan, analisis varians satu arah (untuk diet saja) atau dua arah untuk beberapa perbandingan dilakukan dengan perlakuan diet dan sitagliptin sebagai efek utama diikuti dengan analisis post-hoc menggunakan koreksi Tukey untuk beberapa perbandingan. Data disajikan sebagai mean +/− SEM. P nilai 0,05 atau kurang dianggap signifikan secara statistik.


Ucapan Terima Kasih

Kami berterima kasih atas dukungan dari National Institutes of Health (NIH) R01CA193256, R21CA201963 dan P30CA014236 (J.W.L.), R35CA197616 (D.G.K.), T32CA93240 (D.E.C.) dan Canadian Institutes of Health Research (CIHR, 146818) (X.G.). Kami berterima kasih kepada M. L. Kiel dan T. Hartman atas bantuannya dalam merancang diet, dan S. Heim atas bantuannya dalam persiapan makanan dalam studi manusia. Studi manusia sebagian didukung oleh Clinical Research Center di Penn State University (NIH M01RR10732). Kami berterima kasih kepada anggota laboratorium Locasale untuk diskusi dan meminta maaf kepada mereka yang karyanya tidak dapat kami kutip karena keterbatasan ruang.


Memperkirakan asupan asam amino belerang yang dapat ditoleransi

Berkaitan dengan diskusi tentang pengaruh asupan asam amino sulfur pada perkiraan kebutuhan adalah masalah menentukan asupan atas yang dapat ditoleransi (yaitu, kemungkinan asupan aman) untuk asam amino belerang. Sangat sedikit data yang ada di area ini pada manusia untuk sebagian besar asam amino ( 40), terutama karena studi toksisitas pada manusia tidak etis. Eksperimen persyaratan, jika termasuk diet dengan asupan asam amino yang cukup tinggi, memiliki kesempatan untuk menyumbangkan data pada kurangnya informasi keselamatan saat ini. Mereka yang melakukan percobaan asam amino di masa depan harus memperoleh sampel darah, urin, dan jaringan bila memungkinkan dan mencari biomarker toksisitas yang sesuai. Analisis ini akan memberikan informasi tentang potensi keamanan asam amino ini untuk membantu memandu penelitian lebih lanjut.

Pendekatan tambahan untuk secara potensial mengidentifikasi asupan asam amino yang dapat ditoleransi adalah dengan menggunakan eksperimen persyaratan dengan cara yang berbeda. Ada pola perubahan dalam retensi asam amino dengan meningkatnya asupan, yang khas dari banyak asam amino. Pola umum ini terdiri dari 3 fase: fase dengan kemiringan positif, dataran tinggi, dan kemiringan positif kedua. Fase pertama dihasilkan dari peningkatan retensi asam amino sebagai akibat dari peningkatan penggunaan asam amino pembatas untuk sintesis protein dan fungsi metabolisme lain yang diperlukan. Fase kedua biasanya tidak memiliki kemiringan (yaitu, dataran tinggi) atau kemiringan minimum, tergantung pada asam amino, dan intersep fase 1 dan 2 mewakili ukuran kebutuhan makanan yang sering disebut perkiraan titik putus. Fase 2 mewakili kisaran asupan di mana penambahan tambahan asam amino uji terutama dikatabolisme secara proporsional dengan asupan ekstra. Peningkatan katabolisme sebanding dengan asupan terjadi karena setiap penambahan asupan melebihi kebutuhan untuk metabolisme, dan asam amino dipecah dan digunakan untuk energi. Fase ketiga ditandai dengan kemiringan positif, dan perubahan kemiringan menciptakan intersep atau breakpoint kedua. Perubahan kemiringan hasil dari peningkatan retensi asam amino di kolam tubuh. Peningkatan retensi ini adalah hasil dari asupan makanan yang melebihi kapasitas metabolisme untuk mengkatabolisme asam amino dalam proporsi langsung dengan asupan. Fase ketiga ini, dan breakpoint kedua, biasanya juga ditandai dengan peningkatan laju ekskresi asam amino dalam urin. Breakpoint kedua ini dapat dianggap sebagai salah satu perkiraan asupan atas yang dapat ditoleransi karena ini mewakili asupan di mana mekanisme pengaturan normal tidak lagi cukup untuk membuang kelebihannya. Breakpoint kedua tidak berarti bahwa asam amino atau metabolitnya beracun pada asupan di atas tingkat ini, atau toksisitas tidak dapat terjadi pada asupan yang lebih rendah—ini mungkin akan bervariasi untuk setiap asam amino. Namun, asupan makanan yang diwakili oleh intersep kedua cukup dapat digambarkan sebagai asupan di atas mana risiko efek samping meningkat. Akibatnya, kami menyarankan bahwa asupan di mana intersep kedua ini terjadi akan menjadi titik awal yang baik untuk menilai toksisitas asam amino tertentu.

Penilaian atas asupan yang dapat ditoleransi juga harus mempertimbangkan adaptasi yang terjadi dengan kelebihan asupan asam amino. Mekanisme katabolik untuk sebagian besar asam amino diatur ke atas dengan asupan kronis yang melebihi kebutuhan (41). Selain itu ada jalur overflow untuk beberapa bantuan amino yang tidak menjadi jelas sampai asupan berlebih dikonsumsi untuk jangka waktu tertentu ( 41). Asupan makanan di mana intersep kedua terjadi karena itu dapat bergeser ke kanan (yaitu, asupan yang lebih besar) setelah adaptasi. Jalur normal yang diatur ke atas atau mekanisme baru yang direkrut dapat mengurangi atau meningkatkan efek toksik asam amino. Oleh karena itu, pemahaman yang kuat tentang metabolisme asam amino uji diperlukan untuk menginterpretasikan hasil ini.


PERSYARATAN ASAM AMINO

Dalam menentukan kebutuhan protein, subkomite pertama-tama mempertimbangkan kebutuhan asam amino esensial. Jumlah yang dibutuhkan dari sembilan asam amino esensial harus disediakan dalam makanan, tetapi karena sistin dapat menggantikan sekitar 30% dari kebutuhan metionin, dan tirosin sekitar 50% dari kebutuhan fenilalanin, asam amino ini juga harus dipertimbangkan. Kebutuhan asam amino esensial bayi, anak-anak, pria, dan wanita dipelajari secara ekstensif dari tahun 1950 hingga 1970. Kecuali untuk bayi, di mana kriterianya adalah pertumbuhan dan pertambahan nitrogen, persyaratan tersebut diterima sebagai jumlah asupan yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan nitrogen. dalam studi jangka pendek orang dewasa atau keseimbangan positif pada anak-anak (lihat review oleh FAO/WHO, 1973 NRC, 1974 WHO, 1985). Perkiraan kebutuhan asam amino untuk berbagai kelompok umur tercantum pada Tabel 6-1.

TABEL 6-1

Perkiraan Kebutuhan Asam Amino.

Dalam pendekatan baru untuk memeriksa persyaratan ini, kebutuhan empat asam amino diperiksa pada anak-anak yang dietnya dikontrol secara ketat karena kesalahan metabolisme bawaan dan yang berkembang secara normal (Kindt dan Halvorsen, 1980). Persyaratan yang ditentukan dengan cara ini selama 3 tahun pertama kehidupan sesuai dengan nilai isoleusin, leusin, fenilalanin plus tirosin, dan valin yang diberikan pada Tabel 6-1 untuk bayi dan anak usia 2 tahun.

Kebutuhan histidin belum dihitung setelah masa bayi. Nilai kebutuhan sulit ditentukan karena gejala defisiensi terjadi hanya setelah lama asupan rendah. Kopple dan Swendseid (1981) menunjukkan bahwa keseimbangan nitrogen berkurang ketika asupan histidin kurang dari 2 mg/kg per hari, dan meningkat ketika asupan ditingkatkan menjadi 4 mg/kg per hari. WHO (1985) memperkirakan kemungkinan kebutuhan histidin dewasa antara 8 dan 12 mg/kg per hari dengan ekstrapolasi dari kebutuhan bayi, perkiraan ini mungkin tinggi, tetapi aman.

Persyaratan yang relatif rendah diperkirakan untuk orang dewasa telah dikonfirmasi oleh Inoue et al. (1988) menggunakan metode keseimbangan nitrogen. Studi tingkat oksidasi lisin, leusin, valin, dan treonin seluruh tubuh menunjukkan bahwa kebutuhan orang dewasa untuk asam amino esensial ini telah diremehkan. Perkiraan kebutuhan rata-rata menurut studi pelacak 13 C adalah leusin, 40 mg/kg (Meguid et al., 1986a) lisin, 35 mg/kg (Meredith et al., 1986) treonin, 15 mg/kg (Zhao et al. ., 1986) dan valin, 16 mg/kg (Meguid et al., 1986b). Estimasi baru ini telah ditentang atas dasar metodologis dan teoritis (Millward dan Rivers, 1986) dan memerlukan konfirmasi lebih lanjut.

Studi tentang kebutuhan asam amino esensial individu pada orang tua tidak konsisten. Beberapa menyarankan bahwa kebutuhan meningkat pada orang tua yang lain menunjukkan bahwa mereka menurun (Munro, 1983). Dalam satu studi di mana metodologi dan desain yang sama diterapkan pada orang tua seperti dalam studi pria muda, tidak ada perbedaan persyaratan antara kelompok usia yang ditemukan (Watts et al., 1964). Pola kebutuhan asam amino esensial pada lansia diterima sama dengan pada dewasa muda.

Tidak ada informasi tentang kebutuhan asam amino ibu hamil dan menyusui.

Data menunjukkan keadaan pengetahuan yang tidak memuaskan tentang kebutuhan asam amino. Nilai-nilai pada Tabel 6-1 adalah yang terbaik yang tersedia dan berfungsi sebagai dasar untuk perhitungan pola kebutuhan asam amino pada berbagai usia dan untuk prosedur penilaian asam amino diet (lihat di bawah).


Ucapan Terima Kasih

Kami berterima kasih kepada Erica Goodoff, ELS(D), dari Editing Services, Research Medical Library di The University of Texas MD Anderson Cancer Center, atas dukungan editorialnya. Pekerjaan ini didukung oleh National Key Research and Development Program of China [2020YFA0112300 and 2018YFC2000400 to C.C.], National Natural Science Foundation of China [82072622, 81860488, dan 81560432 to Y.R. 81830087 dan 31771516 ke C.C. 81772847 ke L.R. 81672639 hingga Z.Z. dan 81872414 dan 81802671 untuk JD], Yunnan Leading Medical Talents Program [L-201610] untuk YR, Yunnan Fundamental Research Projects [2019FB112] dan Yunnan Excellent Young Scientist Foundation (2020) untuk JD, dan Project of Innovative Research Team of Yunnan Province [ 2018HC004 dan 2019HC005]. S.-C.J.Y. adalah anggota panel ahli untuk Celgene, Inc. S.-C.J.Y. mendapat dukungan dana dari Bristol-Myer Squibb, Inc. dan DepoMed, Inc. untuk studi klinis yang dimulai oleh peneliti.


Kolam plasma sistein dan bioavailabilitas

Dalam plasma, sistein adalah tiol utama yang berkontribusi terhadap kadar glutathione dan sintesis protein. 172 Dalam kondisi normal, sintesis protein mendominasi jalur lain yang bergantung pada sistein. Although the degradation of glutathione contributes to the cysteine pool, the resulting levels are not sufficient for ‘normal’ metabolism upon cystine scarcity. 173

In healthy volunteers, the total cysteine availability in plasma is 200–300 μM, distributed across three pools—free reduced, free oxidised and protein bound. Up to 65% of cysteine is bound to proteins (protein S-cysteinylation Fig. 4) 174,175 and this pool increases with age. 176 The remaining cysteine circulates mostly as cystine (25–30%, 40–50 μM) and the low abundance pool constituted by reduced cysteine. The concentration of cystine in blood is higher in women than in men and also increases with age. 177 Cystine bioavailability across various tissues is ensured by different strategies, including drug-transporter-dependent mechanisms. The ability of NRF2 to regulate xCT coupled with the decline of NRF2 with age 178 might account for the increased levels of plasma cystine seen with increasing age. Plasma from xCT-knockout mice contains a higher proportion of oxidised cysteine 179 and xCT expression is increased in many tumours, 180 pointing out its relevance in the context of cancer and eventually contributing for cancer metabolic rewiring. As many cysteine-containing proteins (transporters, receptors and enzymes) at extracellular surfaces or in extracellular fluids are prone to oxidation, their activity might be influenced by the thiol/disulphide redox microenvironment. 181

The oxidation of a cysteine residue within a protein can result in the formation of a cysteinyl radical. l -Cystine is reduced to l -cysteine under the action of l -cystine reductase. Reaction between protein cysteinyl residues and low molecular weight thiols such as free cysteine can yield S -cysteinylated proteins.


Abstrak

Plasma cysteine is strongly associated with body fat mass in human cohorts and diets low in cysteine prevents fat accumulation in mice. It is unclear if plasma cysteine affects fat development or if fat accumulation raises plasma cysteine. To determine if cysteine affects adipogenesis, we differentiated 3T3-L1 preadipocytes in medium with reduced cysteine. Cells incubated in media with 10–20 μM cysteine exhibited reduced capacity to differentiate into triacylglycerol-storing mature adipocytes compared with cells incubated with 50 μM cysteine. Low cysteine severely reduced expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma2 (Pparγ2) and its target genes perlipin1 (Plin1) and fatty acid binding protein-4 (Fabp4). Expression of stearoyl-CoA desaturase-1 (Scd1), known to be repressed with cysteine depletion, was also reduced with low cysteine. Medium depletion of the essential amino acids leucine, valine, and isoleucine had only a modest effect on adipocyte specific gene expression and differentiation. Stimulation with the PPARγ agonist BRL-49653 or addition of a hydrogen sulfide donor enhanced differentiation of 3T3-L1 cells cultured in low cysteine. This demonstrates that the ability to induce PPARγ expression is preserved when cells are cultured in low cysteine. It therefore appears that cysteine depletion inhibits adipogenesis by specifically affecting molecular pathways required for induction of PPARγ expression, rather than through a general reduction of global protein synthesis. In conclusion, we show that low extracellular cysteine reduces adipocyte differentiation by interfering with PPARγ2 and PPARγ target gene expression. Our results provide further evidence for the hypothesis that plasma cysteine is a casual determinant for body fat mass.


Tonton videonya: Լիպիդներ (Agustus 2022).