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¿Qué son los aminoácidos 'estables en ácido'?

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Tiendo a ver términosaminoácidos,aminoácido estable a los ácidos, yaminoácidos libresse usan a menudo en el campo de la nutrición, pero a veces se usan indistintamente, lo que me confunde.

Yo sé eso:

  • aminoácidos es un término general para describir compuestos orgánicos que abarcan tanto aminoácidos esenciales como no esenciales.

  • aminoácidos libres es un término general para los aminoácidos que no se descomponen de una fuente de proteína; en cambio, existe en su forma original "libremente".

  • aminoácido estable a los ácidos… ni idea

¿Es eso correcto (corrígeme si me equivoco)? ¿Cuál es la relación más amplia entre los tres términos? Consumiría un aminoácido libre ser mejor que uno de una proteína, o de un aminoácido estable a los ácidos? ¿Por qué elegiría uno consumir una clase particular de aminoácidos sobre otra?


Los aminoácidos asparagina y glutamina tienen grupos amida hidrolizables en sus grupos R, como se muestra aquí:

Tenga en cuenta el grupo amida más a la izquierda en ambos aminoácidos. Cuando se exponen al ácido, estos grupos se hidrolizan, liberando amoníaco.

Esto era de interés cuando la gente solía determinar las composiciones de aminoácidos hidrolizando con ácido proteínas purificadas (ejemplo de papel que hace esto) y luego pasándolas por HPLC o espectroscopios de masas. Este método, sin embargo, no distingue asparagina / aspartato y glutamina / glutamato debido a su ácido-inestable naturaleza.

Entonces, para responder a su pregunta, un aminoácido estable en ácido es cualquier aminoácido que no se degrada con el tratamiento con ácido.

Aquí se pueden encontrar aminoácidos adicionales que se degradan bajo tal tratamiento, e incluyen serina, treonina, tirosina, triptófano y cisteína además de los dos aminoácidos anteriores. Estos aminoácidos se degradan por vías alternativas distintas de aquella por la que se degradan los aminoácidos anteriores.

Por último, suponiendo que esté hablando de aminoácidos en suplementos dietéticos, la razón estable al ácido Se informa que los aminoácidos se deben a que la hidrólisis ácida suele ser el método utilizado para hidrolizar las proteínas en aminoácidos y, por lo tanto, el fabricante no podría producir aminoácidos inestables en ácido mediante este método, lo que lleva a esa etiqueta en sus suplementos.


Aminoácido proteinogénico

Aminoácidos proteinogénicos son aminoácidos que se incorporan biosintéticamente a las proteínas durante la traducción. La palabra "proteinogénico" significa "creación de proteínas". A lo largo de la vida conocida, hay 22 aminoácidos codificados genéticamente (proteinogénicos), 20 en el código genético estándar y 2 adicionales que pueden incorporarse mediante mecanismos de traducción especiales. [1]

Por el contrario, los aminoácidos no proteinogénicos son aminoácidos que no se incorporan a las proteínas (como GABA, L-DOPA, o triyodotironina), mal incorporado en lugar de un aminoácido codificado genéticamente, o no producido directamente y aislado por maquinaria celular estándar (como hidroxiprolina). Este último a menudo resulta de la modificación postraduccional de proteínas. Algunos aminoácidos no proteinogénicos se incorporan en péptidos no ribosómicos que son sintetizados por péptidos sintetasas no ribosomales.

Tanto los eucariotas como los procariotas pueden incorporar selenocisteína en sus proteínas a través de una secuencia de nucleótidos conocida como elemento SECIS, que dirige a la célula a traducir un codón UGA cercano como selenocisteína (UGA es normalmente un codón de terminación). En algunos procariotas metanogénicos, el codón UAG (normalmente un codón de terminación) también se puede traducir a pirrolisina. [2]

En eucariotas, solo hay 21 aminoácidos proteinogénicos, los 20 del código genético estándar, más selenocisteína. Los seres humanos pueden sintetizar 12 de estos entre sí o de otras moléculas de metabolismo intermedio. Los otros nueve deben consumirse (generalmente como sus derivados proteicos), por lo que se denominan aminoácidos esenciales. Los aminoácidos esenciales son histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina (es decir, H, I, L, K, M, F, T, W, V). [3]

Se ha encontrado que los aminoácidos proteinogénicos están relacionados con el conjunto de aminoácidos que pueden ser reconocidos por los sistemas de autoaminoacilación de ribozimas. [4] Por lo tanto, los aminoácidos no proteinogénicos habrían sido excluidos por el éxito evolutivo contingente de las formas de vida basadas en nucleótidos. Se han ofrecido otras razones para explicar por qué ciertos aminoácidos no proteinogénicos específicos generalmente no se incorporan a las proteínas, por ejemplo, la ornitina y la homoserina se ciclan contra la estructura del péptido y fragmentan la proteína con vidas medias relativamente cortas, mientras que otros son tóxicos porque pueden incorporarse por error en proteínas, como el análogo de arginina canavanina.


Abstracto

La biodegradabilidad de los complejos de metal-aminoácidos (AA) ha quedado sin documentar. Este conocimiento es necesario para evaluar el papel de AA en la movilidad y biodisponibilidad de los metales en los entornos del suelo. En este estudio, se comparó la biodegradación de glicina libre (Gly), glutamina (Gln), arginina (Arg) e histidina (His) con sus complejos de Zn en un suelo salino natural antes y después del lavado. Las muestras de suelo se recolectaron de 0 a 15 cm de profundidad de un suelo salino antes y 7 días después del lavado. El lavado intenso de los suelos salinos con agua de riego de baja salinidad (CE & lt 2 dS m −1) es una práctica común aplicada por los agricultores de la región antes de la siembra de plantas. Mineralización de AA, revelada por CO2 liberación (35-66% en suelo salino y 20-42% en suelo lavado) después de 48 h de incubación, lo que indica una rápida degradación del AA en el suelo. La complejación con Zn redujo significativamente la mineralización de AA. En suelo salino tratado con AA, la liberación acumulativa de CO2 después de 48 h de incubación varió de 12,4 a 47,5 mg C kg -1, mientras que fue de 5,8 a 37,9 mg C kg -1 en el mismo suelo tratado con complejos Zn-AA (ZnAAC). El efecto de la complejación con Zn sobre el CO2 la liberación dependía del tipo de AA. Una mineralización más baja de C y, por lo tanto, una mayor estabilidad de ZnAAC en comparación con el AA libre respalda la conclusión de que la complejación del metal disminuye en gran medida la degradabilidad del AA. De acuerdo con los resultados, la efectividad de la complejación con AA proteico en la movilización de metales en el suelo debe ser más considerada que la reportada anteriormente.


Nemotécnicos de aminoácidos para la olimpiada de biología

Hay algunos aminoácidos que no utilizan la primera letra del nombre del aminoácido como abreviatura. Éstos incluyen:

    • K = lisina
      • Pensar ' K lisina "
        • Y = tirosina.
          • Piense & # 8216t Y colofonia
            • D = ácido aspártico
              • Piense & # 8216aspar D ácido ic & # 8217
                • Q = glutamina.
                  • Piense & # 8216 Q -tamina & # 8217
                    • R = arginina.
                      • Piense & # 8216 R -ginina & # 8217
                        • E = ácido glutámico.
                          • Piensa & # 8216glut mi micrófono & # 8217 ácido & # 8217
                            • F = fenilalanina
                              • Piense & # 8216 F enilalanina & # 8217
                                • N = asparagina
                                  • Piense & # 8216 norte asparagina & # 8217
                                  • W = triptófano
                                    • Piense & # 8216tWiptófano & # 8217.

                                    Otra ayuda útil para la memoria se encuentra a continuación:

                                    Alifático no polar aminoácidos:

                                    • FVIP WGLAM :
                                          • Fenilalanina (F)
                                          • (V) aline
                                            • (Yo) soleucina
                                              • (P) roline
                                                  • Triptófano (W)
                                                  • (G) licina
                                                    • (L) eucina
                                                      • (A) lanina
                                                      • (M) etionina

                                                      Polar descargado aminoácidos:

                                                      • S an T a N siempre Q uits C hrYstmas:
                                                              • (S) erina
                                                                • (T) hreonina
                                                                  • Espárragos (N) e
                                                                    • Glutamina (Q)
                                                                    • (C) ysteine
                                                                    • T (Y) rosina

                                                                    Aromático : W hif Año fiscal

                                                                    Tener grupos -OH :

                                                                      • Ácido
                                                                          • Delaware ath es siempre negativo (-)
                                                                          • Aspartato (D), Glutamat (E)
                                                                          • Básico :
                                                                            • SuL ies Arkansas e Básico "o BA HRK (pronunciado como ladrido)
                                                                              • (H) istidina, Lisina (K), A (R) ginina

                                                                              ABREVIATURAS DE UNA LETRA PARA AMINOÁCIDOS

                                                                              Aromático aminoácidos: WFY (lea como & # 8220wifey & # 8221). ¡WFY siempre huele bien!


                                                                              COMPORTAMIENTO BASE ÁCIDO DE LOS AMINOÁCIDOS

                                                                              En una solución acuosa a un determinado pH específico del compuesto, esta estructura puede cambiar de modo que un protón del COOH, grupo ácido carboxílico, se transfiera al NH2, grupo amino, dejando un ion con una carga negativa y una carga positiva, lo que da como resultado una carga neta neutra porque el número de grupos amonio protonados con carga positiva y grupos carboxilato desprotonados con carga negativa son iguales. Este ion se llama zwitterion (Alemán que significa ion mestizo o ion híbrido). La forma de iones híbridos de los aminoácidos es la forma más estable del cuerpo humano.

                                                                              La estructura de los aminoácidos depende del pH de la solución. Si reduce el pH a un pH bajo o una condición ácida, la parte -COO & # 8211 del ión híbrido recoge un ión de hidrógeno, el aminoácido ahora tiene una carga general de +1 y ya no es un ión híbrido.

                                                                              Si aumenta el pH a un pH más alto o una condición básica, el ión de hidrógeno se elimina del NH3 + grupo del zwiterión, el aminoácido ahora tiene una carga total de -1 y ya no es un zwiterión.

                                                                              Cambiando el pH

                                                                              Si comienza con un aminoácido que se acidifica mediante la adición de ácido concentrado, tiene el ion de pH bajo con una carga total neta de +1. Si agrega la cantidad justa de base, NaOH, su aminoácido ya no tendrá una carga neta positiva. Ahora ha vuelto a un zwitterion. El pH donde se forma el zwiterión se conoce como el punto isoeléctrico del aminoácido. El punto isoeléctrico es el punto donde la carga total neta es cero. Este pH varía de un aminoácido a otro. A medida que continúa agregando una solución base de NaOH al aminoácido, puede pasar del ion híbrido a un ion de pH alto con una carga total de -1. Puede revertir este proceso agregando ácido al ión y pasar de un aminoácido con carga negativa a un ión bipolar o incluso de nuevo a un ión de aminoácido con carga positiva.

                                                                              Curva de valoración basada en el pH de un aminoácido

                                                                              Cuando grafica el pH frente al volumen de NaOH, la curva tendrá una forma similar a la de la letra & # 8220S & # 8221. Todas las curvas de titulación tienen esta forma característica. La curva de titulación tendrá dos áreas relativamente planas en la parte superior e inferior conocidas como patas. La elevación entre estas áreas planas se conoce como punto de inflexión. En el punto medio de este aumento solo existen zwitteriones. Usando el punto medio del aumento en su gráfico, puede determinar el pH del punto isoeléctrico de su aminoácido.


                                                                              Aminoácidos

                                                                              Figura 1. Los aminoácidos tienen un carbono asimétrico central al que se unen un grupo amino, un grupo carboxilo, un átomo de hidrógeno y una cadena lateral (grupo R).

                                                                              Aminoácidos son los monómeros que componen las proteínas. Cada aminoácido tiene la misma estructura fundamental, que consiste en un átomo de carbono central, también conocido como alfa (α) carbono, unido a un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y a un átomo de hidrógeno. Cada aminoácido también tiene otro átomo o grupo de átomos unidos al átomo central conocido como grupo R (Figura 1).

                                                                              El nombre & # 8220aminoácido & # 8221 se deriva del hecho de que contienen tanto un grupo amino como un grupo ácido carboxílico en su estructura básica. Como se mencionó, hay 20 aminoácidos presentes en las proteínas. Diez de estos se consideran aminoácidos esenciales en el ser humano porque el cuerpo humano no puede producirlos y se obtienen de la dieta.

                                                                              Para cada aminoácido, el grupo R (o cadena lateral) es diferente (Figura 2).

                                                                              Figura 2

                                                                              Figura 2. Hay 20 aminoácidos comunes que se encuentran comúnmente en las proteínas, cada uno con un grupo R diferente (grupo variante) que determina su naturaleza química.

                                                                              La naturaleza química de la cadena lateral determina la naturaleza del aminoácido (es decir, si es ácido, básico, polar o apolar). Por ejemplo, el aminoácido glicina tiene un átomo de hidrógeno como grupo R. Los aminoácidos como la valina, la metionina y la alanina son de naturaleza no polar o hidrófoba, mientras que los aminoácidos como la serina, la treonina y la cisteína son polares y tienen cadenas laterales hidrófilas. Las cadenas laterales de lisina y arginina están cargadas positivamente y, por lo tanto, estos aminoácidos también se conocen como aminoácidos básicos. La prolina tiene un grupo R que está unido al grupo amino, formando una estructura similar a un anillo. La prolina es una excepción a la estructura estándar de un animoácido ya que su grupo amino no está separado de la cadena lateral (Figura 2).

                                                                              Los aminoácidos están representados por una sola letra mayúscula o una abreviatura de tres letras. Por ejemplo, la valina se conoce por la letra V o el símbolo de tres letras val. Así como algunos ácidos grasos son esenciales para una dieta, también son necesarios algunos aminoácidos. Se conocen como aminoácidos esenciales y en los seres humanos incluyen isoleucina, leucina y cisteína. Los aminoácidos esenciales se refieren a aquellos necesarios para la construcción de proteínas en el cuerpo, aunque no los produce el cuerpo, los aminoácidos que son esenciales varían de un organismo a otro.

                                                                              Figura 3. La formación de enlaces peptídicos es una reacción de síntesis por deshidratación. El grupo carboxilo de un aminoácido está unido al grupo amino del aminoácido entrante. En el proceso, se libera una molécula de agua.

                                                                              La secuencia y el número de aminoácidos determinan en última instancia la forma, el tamaño y la función de la proteína. Cada aminoácido está unido a otro aminoácido mediante un enlace covalente, conocido como enlace peptídico, que se forma mediante una reacción de deshidratación. El grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del aminoácido entrante se combinan, liberando una molécula de agua. El enlace resultante es el enlace peptídico (Figura 3).

                                                                              Los productos formados por tales enlaces se denominan péptidos. A medida que se unen más aminoácidos a esta cadena en crecimiento, la cadena resultante se conoce como polipéptido. Si bien los términos polipéptido y proteína a veces se usan indistintamente, un polipéptido es técnicamente un polímero de aminoácidos, mientras que el término proteína se usa para un polipéptido o polipéptidos que se han combinado, a menudo tienen grupos prostéticos no peptídicos unidos, tienen una forma distinta. y tienen una función única. Después de la síntesis de proteínas (traducción), la mayoría de las proteínas se modifican. Estos se conocen como modificaciones postraduccionales. Pueden sufrir escisión, fosforilación o pueden requerir la adición de otros grupos químicos. Solo después de estas modificaciones la proteína es completamente funcional.

                                                                              El significado evolutivo del citocromo c

                                                                              El citocromo c es un componente importante de la cadena de transporte de electrones, una parte de la respiración celular, y normalmente se encuentra en el orgánulo celular, la mitocondria. Esta proteína tiene un grupo protésico hemo, y el ion central del hemo se reduce y oxida alternativamente durante la transferencia de electrones. Debido a que el papel de esta proteína esencial en la producción de energía celular es crucial, ha cambiado muy poco durante millones de años. La secuenciación de proteínas ha demostrado que existe una cantidad considerable de homología de secuencia de aminoácidos del citocromo c entre diferentes especies; en otras palabras, el parentesco evolutivo puede evaluarse midiendo las similitudes o diferencias entre varias especies y secuencias de ADN o proteínas.

                                                                              Los científicos han determinado que el citocromo c humano contiene 104 aminoácidos. Para cada molécula de citocromo c de diferentes organismos que se ha secuenciado hasta la fecha, 37 de estos aminoácidos aparecen en la misma posición en todas las muestras de citocromo c. Esto indica que puede haber un ancestro común. Al comparar las secuencias de proteínas humanas y de chimpancé, no se encontraron diferencias de secuencia. Cuando se compararon las secuencias de humanos y monos rhesus, la única diferencia encontrada fue en un aminoácido. En otra comparación, la secuenciación de humano a levadura muestra una diferencia en la posición 44.


                                                                              RESULTADOS

                                                                              Lectura de codón natural mejorada en ausencia del factor de liberación 1

                                                                              Se planteó la hipótesis de que la deleción del factor de liberación 1 (RF1) promovería una mayor lectura del codón UAG y una mayor incorporación de NSAA, mientras que la competencia por incorporación errónea de AA naturales también podría aumentar. De hecho, nosotros y otros hemos observado la incorporación natural de AA en la UAG y nos motivó a explorar esto con mayor profundidad (6, 9, 10, 20). E. coli contiene 321 codones de parada ámbar naturales (6, 9, 11) y, por lo tanto, las cepas deficientes en RF1 podrían extender potencialmente la síntesis de proteínas naturales más allá del UAG y al siguiente codón de parada en marco (Figura 1A). La proteómica basada en espectrometría de masas es una herramienta ideal para caracterizar estas nuevas formas de proteínas. Los flujos de trabajo proteómicos estándar no pueden identificar fácilmente proteínas extendidas porque las secuencias de proteínas extendidas no están presentes en las bases de datos de secuencias utilizadas para proteómica. Además, las herramientas que identifican rápidamente los péptidos que informan la lectura completa de UAG de los miles de péptidos identificados observados en un experimento proteómico no existían anteriormente.

                                                                              Un flujo de trabajo de proteómica para identificar AA naturales y Sep en codones UAG nativos en Escherichia coli. (A) La incorporación de Sep (P) en el codón de parada (UAG) compite con RF1. La incorporación de Sep extiende la síntesis de proteínas al siguiente codón de parada en marco (UAA o UGA) extendiendo así el ORF natural. (B) Flujo de trabajo de proteómica para la detección y cuantificación de la lectura completa del codón de parada UAG. Las bases de datos personalizadas de marco de lectura abierto (ORF) se generan a partir del E. coli genoma. Los ORF se amplían en silico pasado el codón de parada UAG natural y estos ORF extendidos se añaden al estándar E. coli proteoma. Estas bases de datos interactúan con el software de búsqueda de bases de datos de proteómica para identificar ORF de proteínas extendidas a partir de conjuntos de datos de proteómica de escopeta. Los sitios TAG en los ORF extendidos se traducen como X, o los 20 AA naturales, para poblar las bases de datos y permitir el descubrimiento y la identificación de péptidos con filtros personalizados. La información sobre el nivel de proteínas o péptidos puede extraerse de los datos extendidos del proteoma y transferirse a Skyline para desarrollar métodos MRM para proteómica cuantitativa.

                                                                              Un flujo de trabajo de proteómica para identificar AA naturales y Sep en codones UAG nativos en Escherichia coli. (A) La incorporación de Sep (P) en el codón de parada (UAG) compite con RF1. La incorporación de Sep extiende la síntesis de proteínas al siguiente codón de parada en marco (UAA o UGA) extendiendo así el ORF natural. (B) Flujo de trabajo de proteómica para la detección y cuantificación de la lectura completa del codón de parada UAG. Las bases de datos personalizadas de marco de lectura abierto (ORF) se generan a partir del E. coli genoma. Los ORF se amplían en silico pasado el codón de parada UAG natural y estos ORF extendidos se añaden al estándar E. coli proteoma. Estas bases de datos interactúan con el software de búsqueda de bases de datos de proteómica para identificar ORF de proteínas extendidas a partir de conjuntos de datos de proteómica de escopeta. Los sitios TAG en los ORF extendidos se traducen como X, o los 20 AA naturales, para poblar las bases de datos y permitir el descubrimiento y la identificación de péptidos con filtros personalizados. La información sobre el nivel de proteínas o péptidos se puede extraer de los datos del proteoma extendido y transferirse a Skyline para desarrollar métodos MRM para proteómica cuantitativa.

                                                                              Primero generamos personalizado E. coli bases de datos que contienen en silico predicho E. coli secuencias de proteínas en las que todos los codones ámbar se reasignaron a cada uno de los 20 AA naturales (Figura 1B). Los 321 ORF que contienen UAG anotados en el E. coli La secuencia del genoma (6, 11) se extendió luego al siguiente codón de parada no TAG en marco. Estas bases de datos se combinaron luego en una sola base de datos y se utilizaron junto con una base de datos convencional. E. coli base de datos de proteínas para la extracción de datos proteómicos de escopeta. Luego implementamos un script automatizado para generar una lista de péptidos trípticos que codifican todos los AA posibles en los loci TAG.

                                                                              Primero probamos nuestro método analizando la lectura global del codón UAG en tres E. coli cepas con utilidad demostrada para dirigir la incorporación de Sep en los codones UAG (13, 21). El Sep que codifica genéticamente utiliza un Sep-OTS, que incluye una fosfoseril-tRNA sintetasa, un codón ámbar que decodifica el tRNA Sep y una variante del factor de elongación Tu (EF-Sep) (21). En el análisis proteómico de estas cepas, se identificaron más de 1000 proteínas, incluidas 83 TAG que contienen ORF (consulte la Tabla complementaria S2). Examinamos una cepa BL21 de tipo salvaje (BL21.WT.SEP.OTS2.1) y no detectamos traducción significativa de codones UAG con una excepción (ver Figura 2A y Tablas complementarias S4 y S5). Luego comparamos la misma cepa BL21 que codifica un Sep-OTS (21) establecido (BL21.L11C.SEP.OTS2.1 ver Tabla complementaria S1). En esta cepa, identificamos dos ORF nativos (ilva y luxS) en el que un codón ámbar terminal dirigía la inserción de Sep y la extensión de la proteína nativa al siguiente codón de parada no ámbar (Figura 2A). Finalmente, examinamos la cepa de deleción RF1 EcAR7 (EcAR7.SEP.OTS2.1) (13), nuevamente con Sep-OTS2.1 e identificamos siete fosfopéptidos (ver Tabla complementaria S3) todos con incorporación de Sep en codones UAG nativos (Figura 2A y B). El mayor número de fosfopéptidos identificados en la cepa EcAR7 deficiente en RF1 indica que nuestro método detecta fácilmente una lectura mejorada de las UAG nativas que resultan de la deleción de RF1.

                                                                              Identificación de AA naturales y Sep incorporados en codones UAG nativos en Escherichia coli. (A) Resumen de péptidos que abarcan sitios UAG de cepas RF1 + BL21 (BL21.WT.SEP.OTS2.1 (verde) y BL21.L11C.SEP.OTS2.1 (violeta)) y la cepa deficiente en RF1 EcAR7.SEP.OTS2. 1 (marrón) descubierto con el flujo de trabajo de proteómica. Se enumeran los péptidos con Sep @ UAG (rojo), Q @ UAG (blanco o rojo subrayado * dos Q en sucB) y V @ UAG (negro, cursiva). (B) Espectro de MS en tándem anotado de un fosfopéptido que muestra la incorporación de Sep en el codón UAG nativo en speG.

                                                                              Identificación de AA naturales y Sep incorporados en codones UAG nativos en Escherichia coli. (A) Resumen de péptidos que abarcan sitios UAG de cepas RF1 + BL21 (BL21.WT.SEP.OTS2.1 (verde) y BL21.L11C.SEP.OTS2.1 (violeta)) y la cepa deficiente en RF1 EcAR7.SEP.OTS2. 1 (marrón) descubierto con el flujo de trabajo de proteómica. Se enumeran los péptidos con Sep @ UAG (rojo), Q @ UAG (blanco o rojo subrayado * dos Q en sucB) y V @ UAG (negro, cursiva). (B) Espectro de MS en tándem anotado de un fosfopéptido que muestra la incorporación de Sep en el codón UAG nativo en speG.

                                                                              Uno de los objetivos de la expansión del código genético es producir proteínas con un repertorio AA expandido mientras se conserva la misma fidelidad que la síntesis de proteínas naturales. Además de la incorporación de Sep en el objetivo, nuestro método identificó la incorporación de glutamina fuera del objetivo en los codones UAG nativos (Figura 2A). Estas observaciones fueron más frecuentes en la cepa deficiente en RF1, lo que sugiere que la incorporación errónea de AA en los sitios UAG podría potenciarse en esta cepa.

                                                                              Optimización de los sistemas Sep-OTS y cuantificación de la incorporación de NSAA

                                                                              Aplicamos nuestro flujo de trabajo para cuantificar la fidelidad de varios sistemas Sep-OTS diseñados para un rendimiento mejorado en cepas deficientes en RF1. Se utilizó un reportero de GFP establecido (13) para cuantificar simultáneamente la incorporación de Sep en el objetivo y la incorporación de AA fuera del objetivo (Figura 3A). Expresamos esta proteína en EcAR7, con y sin Sep-OTS y realizamos un análisis proteómico de escopeta estándar de las proteínas purificadas. Luego analizamos los datos de la escopeta con nuestra tubería de bioinformática como se describe anteriormente. Brevemente, los datos de LC-MS / MS se buscaron con MASCOT contra un E. coli base de datos y una base de datos personalizada para GFP que consideró los 20 AA canónicos en el codón UAG (consulte la Figura 3A y la Tabla complementaria S6). Se pueden especificar AA modificados o no estándar vía modificaciones personalizadas en el motor de búsqueda de la base de datos. Observamos que las secuencias de los péptidos que informan sobre la supresión de UAG son únicas en los resultados de la búsqueda de péptidos y los péptidos informadores que informan la lectura completa de UAG pueden identificarse en Microsoft Excel con un filtro de texto simple que contiene la secuencia del péptido informador parcial. Además de Sep, nuestro método identificó un número inesperadamente grande de AA incorporados en el codón UAG. Identificamos péptidos de GFP con inserciones fuera del objetivo de Q, Y, W, K, G, E, S y T (consulte la Tabla complementaria S6). Razonamos que el número de AA fuera del objetivo identificados aumentó debido al hecho de que estábamos apuntando a una sola proteína que aumenta la sensibilidad y el rango dinámico en comparación con todos nuestros experimentos de escopeta de proteoma (Figura 2A). La incorporación fuera del objetivo de Q, Y y W se ha informado previamente (9) y es el resultado del reconocimiento casi afín de codones ámbar por los respectivos aminoacil-tRNA nativos (véase la Figura complementaria S2). Nuestro método identificó de manera única la incorporación cercana de afines de E y K además de la incorporación errónea de G, S y T.La inserción de lisina en UAG se verificó en nuestros datos de proteómica con una base de datos imparcial y reglas de escisión de tripsina donde la incorporación de lisina en UAG produciría una nueva escisión tríptica sitios.

                                                                              Cuantificación MRM sin etiqueta de la incorporación de AA en los codones UAG. (A) El extremo N-terminal del informador GFP con el codón E17 reemplazado por un TAG. La tripsina corta el indicador en los residuos K o R y genera péptidos que informan de la incorporación de AA naturales o no estándar (rojo). (B) Se predice que el aumento de la fuerza de una OTS para la incorporación de NSAA superará a la supresión casi análoga. (C) Se extrajeron trazas de MRM de experimentos con el informador GFP y un codón GAA (E) o con TAG y dos Sep-OTS diferentes. OTS2.1 era nuestro sistema de dos plásmidos original que contenía un tRNA Sep (21). Fusionamos los dos plásmidos (OTS2.1) para obtener un único plásmido que contiene 1 (OTS1.1) y 5 (OTS1.5) tRNA Sep respectivamente, dejando el número de copias para EF-Sep y la constante SepRS. Se muestran los MRM para Sep, E, Y y K. (D) Cuantificación de la inserción de Sep y AA casi análoga a través de una serie de Sep-OTS que muestra una incorporación de Sep elevada con una mayor fuerza de la Sep-OTS y una incorporación errónea reducida de Y, K y Q.

                                                                              Cuantificación MRM sin etiqueta de la incorporación de AA en los codones UAG. (A) El extremo N-terminal del informador GFP con el codón E17 reemplazado por un TAG. La tripsina corta el indicador en los residuos K o R y genera péptidos que informan de la incorporación de AA naturales o no estándar (rojo). (B) Se predice que el aumento de la fuerza de una OTS para la incorporación de NSAA superará a la supresión casi análoga. (C) Se extrajeron trazas de MRM de experimentos con el reportero de GFP y un codón GAA (E) o con TAG y dos Sep-OTS diferentes. OTS2.1 era nuestro sistema de dos plásmidos original que contenía un tRNA Sep (21). Fusionamos los dos plásmidos (OTS2.1) para obtener un solo plásmido que contiene 1 (OTS1.1) y 5 (OTS1.5) tRNA Sep respectivamente, dejando el número de copias para EF-Sep y la constante SepRS. Se muestran los MRM para Sep, E, Y y K. (D) Cuantificación de la inserción de Sep y AA casi análoga a través de una serie de Sep-OTS que muestra una incorporación de Sep elevada con una mayor fuerza de la Sep-OTS y una incorporación errónea reducida de Y, K y Q.

                                                                              Especulamos que la lectura completa de UAG por aminoacil-tRNA casi afines serían los eventos fuera del objetivo más abundantes. Por lo tanto, evaluamos cuantitativamente el impacto de la deleción de RF1 en la fidelidad de la traducción de UAG y la eficiencia de inserción de Sep cuantificada. Nuestros métodos incluyeron una vía para construir ensayos MRM cuantitativos a partir de datos de descubrimiento de escopetas a través de Skyline (19) (Figura 1B). Esto permite un método para cuantificar simultáneamente la inserción de AA natural y de Sep en el codón UAG. Para probar esto, usamos una serie de Sep-OTS con números crecientes de copias de tRNA Sep para competir mejor contra la lectura casi análoga. Usamos nuestro reportero GFP establecido (13) y un nuevo ensayo MRM (ver Tablas complementarias S7 y S8) para realizar la cuantificación sin marca de Sep y la incorporación natural de AA en un solo codón UAG. Es importante destacar que estos experimentos se llevaron a cabo en la cepa EcAR7 deficiente en RF1 (13). Usamos dos péptidos de referencia ubicados aguas abajo del locus TAG para normalizar nuestras muestras para GFP total (ver Figura complementaria S3). Esto permitió una comparación directa de las abundancias relativas de cada péptido indicador en los experimentos. La alta reproducibilidad de este ensayo MRM se demuestra por la baja desviación estándar para la detección de versiones marcadas con isótopos estables con pico de uno de los péptidos de referencia (véase la Figura complementaria S3). Elegimos no realizar una comparación de intensidades absolutas entre péptidos que informan de la inserción de diferentes AA porque se sabe que la longitud del péptido, la composición del AA y la carga alteran las propiedades de ionización. Esta metodología podría ampliarse fácilmente para la cuantificación absoluta de los péptidos indicadores si se incluyeran péptidos marcados con isótopos estables (por ejemplo, péptidos AQUA (22)) para cada analito en el ensayo.

                                                                              Primero cuantificamos la incorporación de AA en nuestro reportero de GFP con un codón GAA de glutamato (E) nativo en la posición 17 (Figura 3C y D). Como era de esperar, solo se detectó la incorporación de E en el objetivo en este codón de sentido nativo. A continuación, cuantificamos simultáneamente la incorporación de Sep, Q, E, Y y K en una construcción de GFP con TAG en la posición 17 coexpresado con Sep-OTS de diferentes fuerzas (Figura 3D). La introducción de Sep-OTS mostró una incorporación de Sep en el objetivo robusta y abundante en los sitios UAG. Se cuantificó fácilmente una sorprendente diversidad de lectura a través del codón ámbar. Nuestro ensayo midió directamente la competencia de aminoacil-tRNA que tiene lugar en el ribosoma. Observamos que la lectura de Q, Y y K casi análoga disminuye con el aumento de la fuerza del Sep-OTS dirigido al aumentar el número de copias del tRNA afín Sep. Estos resultados no solo demuestran la utilidad de la evaluación cuantitativa de la eficiencia y pureza de Sep-OTS del producto de fosfoproteína, sino que también apuntan a mejoras adicionales en E. coli cepas, como una celda completamente recodificada (6), que podrían mejorar la aptitud de la cepa huésped y el rendimiento del Sep-OTS.


                                                                              ¿Qué son los aminoácidos no naturales?

                                                                              En pocas palabras, los aminoácidos no naturales son aminoácidos no proteinogénicos, lo que significa que no se encuentran entre los 20 aminoácidos unidos a los ARNt en las células vivas que se utilizan para polimerizar proteínas.

                                                                              Algunos aminoácidos no naturales ocurren naturalmente, pero la mayoría se sintetizan químicamente.

                                                                              La citrulina es un buen ejemplo de un aminoácido no proteinogénico producido en vivo a través de la oxidación de la arginina, y la p-benzoil-fenilalanina es un ejemplo de uno que no se encuentra en la naturaleza.

                                                                              Algunos aminoácidos no naturales se derivan de las 20 variedades naturales, pero se alteran mediante modificaciones químicas. Hemos resumido los diferentes tipos de aminoácidos no naturales en la Tabla 1.

                                                                              Tabla 1: Diferentes tipos de aminoácidos no naturales.

                                                                              Tipo de modificación UAAModificación
                                                                              No proteinogénico (p. Ej., Citrulina)No existe un codón natural que generalmente se fabrica en vivo mediante la modificación postraduccional de un aminoácido natural
                                                                              Beta-aminoácidosAdición de un segundo carbono entre el grupo amino y los grupos carboxi
                                                                              Homo-aminoácidosAdición de un grupo metileno entre el carbono alfa y el grupo lateral
                                                                              Beta-homo-aminoácidosAdición de un segundo carbono entre los grupos amino y carboxi y la adición de un grupo metileno entre el carbono alfa y el grupo lateral.
                                                                              Grupo lateral modificado (p. Ej., P-benzoil-fenilalanina)Modificación de un grupo lateral de origen natural para conferir funcionalidad adicional.
                                                                              N-metil aminoácidosLa unión de un grupo metilo al nitrógeno en el grupo amino.
                                                                              Aminoácidos alfa-metílicosUn grupo metilo reemplaza al hidrógeno en el carbono alfa.
                                                                              D-aminoácidosLa quiralidad en el carbono alfa está en la configuración D en lugar de la L que se encuentra en los aminoácidos naturales.


                                                                              ¿Cuáles son los beneficios y los riesgos de tomar suplementos de aminoácidos?

                                                                              En ocasiones, los aminoácidos se denominan componentes básicos de la vida o componentes básicos de las proteínas. Son compuestos orgánicos que el cuerpo humano usa para ayudar a formar proteínas. Todos los aminoácidos contienen oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno.

                                                                              Hay tres tipos diferentes de aminoácidos y son:

                                                                              Los aminoácidos no esenciales y condicionales son producidos por el cuerpo, independientemente de la ingesta nutricional, mientras que los aminoácidos esenciales provienen de los alimentos que comemos. Una dieta rica en proteínas se considera una parte importante del cuerpo que recibe suficientes aminoácidos esenciales.

                                                                              Generalmente, cuando la gente habla de suplementos de aminoácidos, se refiere a suplementos que contienen uno o más de los nueve aminoácidos esenciales que el cuerpo no produce por sí solo. Éstos incluyen:

                                                                              • Lisina
                                                                              • Leucina
                                                                              • Histidina
                                                                              • Isoleucina
                                                                              • Metionina
                                                                              • Fenilalanina
                                                                              • Treonina
                                                                              • Valina

                                                                              Arginine is required for children but is typically not included in amino acid supplements.

                                                                              Branch chain amino acids are a group of essential amino acids commonly found in over-the-counter supplements. Branch chain refers to three essential amino acids: leucine, isoleucine, and valine.

                                                                              Essential amino acids are typically received through proper diet and nutrition. Sometimes amino acid supplementation is recommended.

                                                                              A diet that contains sufficient protein from meat, fish, dairy products, and eggs is typically all that is needed. Additional amino acids may be recommended when receiving treatment for diseases such as cancer or while under excessive stress.

                                                                              Amino acids are useful because they:

                                                                              • Help with the digestion of food
                                                                              • Assist in repairing body tissue and the growth process
                                                                              • Are used by the body as an energy source

                                                                              Benefits of amino acid supplements

                                                                              Like any medication or supplement, there are risks and benefits. Speak with your healthcare provider to see if supplementation with an essential amino acid blend would improve your overall health.

                                                                              Muscle function

                                                                              Proper amino acid levels are important for muscle development and strength. They help control the balance between the atrophy and growth of human muscle.

                                                                              Supplementing your diet with essential amino acids may increase the supply of nitrogen to your body. It can also help maintain the amount of amino acids stored in your skeletal muscles.

                                                                              Sports performance

                                                                              Amino acids are frequently marketed to athletes along with a high protein diet. Your muscle growth may be increased if you consume essential amino acids shortly before or after exercise.

                                                                              Amino acids may also aid in the exercise recovery period. It is unclear, however, if there is a significant difference between supplementing with amino acids and simply eating a high protein diet.

                                                                              Blood glucose levels

                                                                              Amino acids have been shown to be beneficial to blood sugar levels. Some people with type 2 diabetes who take amino acids are able to lower their blood sugar without impacting their insulin levels. It is unclear what the long-term effects of amino acid supplements on blood sugar may be.

                                                                              Skin conditions

                                                                              Young women who take amino acid supplements may improve their overall skin condition and its moisture level. They can also improve their muscle mass.

                                                                              PREGUNTA

                                                                              Conclusión

                                                                              Amino acid supplementation may benefit you if your body is lacking in one or more of the essential amino acids. A healthcare provider or nutritionist can help analyze your diet to determine if you should consider taking amino acid supplements.

                                                                              Three of the most commonly mentioned risks of long-term amino acid supplementation are nausea, headache, and pain.

                                                                              Amino acid supplements can impact your blood sugar levels. This means that you should avoid them before and after surgery.

                                                                              Many experts advise against taking supplements that contain a single amino acid. Amino acids with the worst side effects if you take too much include methionine, cysteine, and histidine.

                                                                              Amino acid supplements may interact with other medications that you are taking, including diabetes and thyroid medication. Always check with your doctor before supplementing with amino acids.


                                                                              Referencias

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