АМИНОЭТАНОВАЯ КИСЛОТА

ОПИСАНИЕ
Аминоэтановая кислота, широко известная как глицин, является простейшей аминокислотой и играет важную роль в различных биологических процессах.
Его химическая формула — NH₂CH₂COOH, состоящая из аминогруппы (-NH₂), группы карбоновой кислоты (-COOH) и одного атома водорода в качестве боковой цепи.
Эта простота делает глицин уникальным среди аминокислот, поскольку он ахирален.
 
CAS : 56-40-6
 
СИНОНИМЫ
Глицин, Аминоуксусная кислота, 2-аминоуксусная кислота, Gly , Гликоколл, Аци-нитроэтан
 
Аминоэтановая кислота, широко известная как глицин, является простейшей из всех аминокислот и имеет важное значение как в биохимии, так и в медицине.
Его структура состоит из аминогруппы (-NH₂) и карбоксильной группы (-COOH), присоединенных к одному атому углерода, что делает его основным строительным блоком белков.

Несмотря на то, что глицин не является незаменимым для человека, он играет важную роль в обмене веществ, нейротрансмиссии и синтезе белков, коллагена и других биомолекул.
В данной статье рассматриваются структура и свойства глицина, его биосинтез и пути метаболизма, его биологическое значение для здоровья человека, а также его разнообразные применения в питании, медицине и промышленности.

Последние достижения в исследовании глицина выявили его потенциал как терапевтического средства при различных заболеваниях.
Целью данной статьи является предоставление исчерпывающего обзора роли глицина, его применения и современных тенденций исследований.
 

Глицин, или аминоэтановая кислота, является наименьшей по молекулярной массе аминокислотой и важным метаболитом в живых организмах.
Впервые он был выделен в 1820 году Анри Браконно, который получил его из желатина.
С течением лет его роль в биохимии расширилась, продемонстрировав участие во многих физиологических процессах, включая синтез белка, нейротрансмиссию и детоксикацию вредных веществ.

Глицин является заменимой аминокислотой в организме человека, то есть он может синтезироваться эндогенно из предшественников, таких как серин.
Эта универсальность обусловила его применение в различных промышленных, пищевых и медицинских целях.
В этом обзоре рассматриваются молекулярная структура, биосинтез, биологические функции и применение глицина, а также подчеркивается его значение во многих областях.
 
Химическая структура и свойства
Глицин имеет молекулярную формулу C₂H₅NO₂.
Молекула состоит из аминогруппы (-NH₂), карбоксильной группы (-COOH) и атома водорода, присоединенного к центральному углероду.

Эта структура отличает глицин от других аминокислот, поскольку он не содержит боковой цепи или «R-группы», обычно встречающейся в других аминокислотах.
Такая простота структуры обуславливает небольшой размер молекулы глицина.
 
Функциональные группы:
Аминогруппа (-NH₂): основная группа, способная принимать протон, что делает глицин слабым основанием.
Карбоксильная группа (-COOH): кислотная группа, способная отдавать протон, что позволяет глицину действовать как кислота в растворе.
Атом водорода (H): эта особенность глицина делает его уникальным среди 20 стандартных аминокислот, поскольку он не имеет более крупной боковой цепи.
Физические свойства:
Температура плавления: около 232°C (разлагается).
Растворимость: Глицин хорошо растворяется в воде благодаря своей ионной природе в водной среде.

Его растворимость повышается за счет гидрофильности его функциональных групп.
Оптическая активность: Глицин оптически неактивен, поскольку у него отсутствует хиральный центр (отсутствует асимметричный углерод).
Химическая реактивность:
Глицин может образовывать пептидные связи, соединяясь с другими аминокислотами и образуя пептиды и белки.

Он также участвует в различных ферментативных реакциях в качестве субстрата или кофактора.
Сравнение с другими аминокислотами:
В отличие от большинства аминокислот, у глицина отсутствует боковая цепь, что делает его ахиральным.
Это также единственная аминокислота, которая может занимать узкие места в белковых структурах благодаря своему небольшому размеру и отсутствию стерических препятствий.
 
Биосинтез глицина
Глицин синтезируется в организме двумя основными путями: путем серингидроксиметилтрансферазы (SHMT) и путем глициндекарбоксилазы (GDC).
 
Путь SHMT:
Это основной путь биосинтеза глицина.
Серин, аминокислота, превращается в глицин под действием фермента серингидроксиметилтрансферазы.
Для этой реакции необходим кофактор тетрагидрофолат (ТГФ), который переносит в реакцию одноуглеродную единицу, что приводит к образованию глицина.
 
Путь GDC:
Этот путь происходит в основном в митохондриях, где глициндекарбоксилаза катализирует декарбоксилирование глицина, в результате чего образуется диоксид углерода и одноуглеродная единица, которая может использоваться в различных метаболических процессах.
Этот путь имеет решающее значение для регуляции метаболизма фолиевой кислоты и одноуглеродного метаболизма.
 
Регуляция синтеза глицина:
Синтез глицина строго регулируется организмом на основе клеточных и метаболических потребностей.
Дефицит ферментов, отвечающих за синтез или распад глицина, может привести к нарушениям обмена веществ.
 
Метаболизм и биохимические пути
Глицин играет ключевую роль в нескольких метаболических путях, особенно тех, которые связаны с одноуглеродным метаболизмом, детоксикацией и синтезом белка.
 
Одноуглеродный метаболизм:
Глицин играет центральную роль в одноуглеродном метаболическом цикле, который участвует в синтезе ДНК, реакциях метилирования и взаимопревращении аминокислот.
В этом цикле глицин может взаимопревращаться с серином и участвовать в переносе одноуглеродных единиц, необходимых для биосинтеза пурина и тимидилата.
 
Роль глицина в синтезе коллагена:
Глицин необходим для образования коллагена, составляя примерно треть коллагенового белка.
Эта роль имеет решающее значение для здоровья соединительной ткани, кожи, хрящей и костей.
 
Синтез других соединений:
Глицин является предшественником нескольких важных соединений, в том числе:
 
Порфирины (предшественники гема)
Креатин (важен для мышечной функции)
Глутатион (мощный антиоксидант)
Пурины (компоненты ДНК и РНК)
 
Биологическое значение и функции
Глицин выполняет несколько жизненно важных биологических функций:
 
Нейротрансмиссия:
Глицин действует как тормозной нейромедиатор в центральной нервной системе, главным образом в спинном мозге и стволе головного мозга.
Он функционирует путем связывания с глициновыми рецепторами, которые представляют собой лиганд-зависимые хлоридные каналы, опосредующие ингибиторную сигнализацию.
Тормозящий эффект глицина помогает модулировать двигательный контроль и восприятие боли.
 
Синтез коллагена:
Являясь основным компонентом коллагена, глицин способствует структурной целостности тканей.
Высокое содержание глицина в коллагене способствует формированию тройной спиральной структуры, которая обеспечивает прочность и эластичность соединительных тканей.
 
Детоксикация:
Глицин соединяется с токсичными веществами в печени, образуя водорастворимые соединения, которые легче выводятся с мочой.
Этот процесс способствует детоксикации и выведению отходов.
 
Глицин в здоровье и болезнях человека
Хотя глицин жизненно важен для нормальных биологических процессов, его дефицит или дисбаланс может привести к различным проблемам со здоровьем:
 
Заболевания, связанные с дефицитом глицина:
Некетотическая гиперглицинемия (НКГ): редкое генетическое заболевание, характеризующееся повышенным уровнем глицина в крови и спинномозговой жидкости, что приводит к неврологическим симптомам, таким как судороги и задержка развития.

Гипоглицинемия: состояние, характеризующееся аномально низким уровнем глицина, приводящее к таким симптомам, как вялость, утомляемость и мышечная слабость.
Роль в метаболических заболеваниях:
Глицин участвует в регуляции чувствительности к инсулину и метаболизме глюкозы, а некоторые исследования предполагают, что добавление глицина может иметь терапевтический потенциал при диабете и метаболическом синдроме.
Как антиоксидант, глицин может помочь смягчить окислительный стресс, связанный с ожирением и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Нейродегенеративные заболевания:
Нейропротекторные свойства глицина изучались при таких заболеваниях, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и боковой амиотрофический склероз, где он может способствовать снижению эксайтотоксичности и повышению выживаемости нейронов.
 
Глицин в питании и пищевой промышленности
Глицин естественным образом содержится во многих продуктах, богатых белком, особенно в продуктах с высоким содержанием коллагена, таких как мясо, рыба и молочные продукты.
Его часто употребляют в виде желатина, который богат глицином.
 
Пищевые источники:
Продукты животного происхождения, такие как мясо, рыба и молочные продукты
Добавки желатина и коллагена
Бобовые и некоторые семена (хотя и в меньших количествах)
Дополнение:
Добавка глицина используется в различных терапевтических контекстах, включая лечение расстройств сна, метаболического синдрома и неврологического здоровья. Он также используется в качестве усилителя вкуса при обработке пищевых продуктов.
 
Промышленное применение глицина
Универсальность глицина выходит за рамки биохимии и медицины, он широко применяется в фармацевтической, косметической и сельскохозяйственной промышленности:
 
Фармацевтика:
Глицин используется в качестве буферного агента в инъекционных препаратах и внутривенных растворах.
Он также служит стабилизатором в составах некоторых лекарственных препаратов.
 
Сельское хозяйство:
В сельском хозяйстве глицин входит в состав некоторых гербицидных составов, повышая эффективность этих химикатов.
 
Косметика:
Благодаря своим увлажняющим и успокаивающим свойствам глицин используется в средствах по уходу за кожей, включая кремы и лосьоны.
 
Биотехнология:
Глицин играет важную роль в средах для культивирования клеток, обеспечивая рост и поддержание клеток млекопитающих, что делает его незаменимым в биопроизводстве.
 
Аналитические методы для глицина
Для анализа и количественного определения глицина в биологических образцах доступно несколько методов:
 
Хроматография:
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ): используется для разделения и количественного определения глицина в сложных смесях.
Тонкослойная хроматография (ТСХ): более простой метод, используемый для качественного анализа.

Спектроскопия:
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР): предоставляет подробную структурную информацию о глицине и его взаимодействии с другими молекулами.
Масс-спектрометрия: используется для точного измерения глицина в биологических и экологических образцах.
 
Будущие направления и исследования
Недавние исследования были сосредоточены на следующих областях:
 
Глицин в эпигенетике: роль глицина в метилировании ДНК и регуляции экспрессии генов.
Генная терапия: изучение методов лечения генетических заболеваний, таких как НКХ, на основе глицина.
Воздействие на окружающую среду: изучение роли глицина в круговороте азота в экосистеме и его воздействия на окружающую среду.
 

Глицин — незаменимая аминокислота, имеющая важное биологическое, промышленное и терапевтическое применение.
Его небольшой размер, простая структура и универсальность делают его незаменимым во многих биохимических путях.
Дальнейшие исследования позволят нам лучше понять весь потенциал глицина как для здоровья, так и для лечения болезней.

ИНФОРМАЦИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ АМИНОЭТАНОВОЙ КИСЛОТЫ
 
 
 
 
Меры первой помощи:
Описание мер первой помощи:
Общие советы:
Обратитесь к врачу.
Покажите этот паспорт безопасности лечащему врачу.
Выйдите из опасной зоны:
 
При вдыхании:
При вдыхании выведите пострадавшего на свежий воздух.
Если пострадавший не дышит, сделайте искусственное дыхание.
Обратитесь к врачу.
В случае попадания на кожу:
Немедленно снимите загрязненную одежду и обувь.
Смыть мылом и большим количеством воды.
Обратитесь к врачу.
 
В случае попадания в глаза:
Тщательно промойте большим количеством воды в течение не менее 15 минут и обратитесь к врачу.
Продолжайте промывать глаза во время транспортировки в больницу.
 
При проглатывании:
НЕ вызывайте рвоту.
Никогда ничего не давайте через рот человеку, находящемуся без сознания.
Прополощите рот водой.
Обратитесь к врачу.
 
Меры пожаротушения:
Средства пожаротушения:
Подходящие средства пожаротушения:
Используйте распыленную воду, спиртоустойчивую пену, сухой химикат или углекислый газ.
Особые опасности, возникающие из-за вещества или смеси
Оксиды углерода, оксиды азота (NOx), хлористый водород
 
Советы пожарным:
При необходимости используйте автономный дыхательный аппарат для тушения пожара.
Меры при случайном выбросе:
Меры личной предосторожности, средства индивидуальной защиты и порядок действий в чрезвычайных ситуациях
Используйте средства индивидуальной защиты.
 
Избегайте вдыхания паров, тумана или газа.
Эвакуировать персонал в безопасные зоны.
 
Меры предосторожности по защите окружающей среды:
Предотвратите дальнейшую утечку или разлив, если это безопасно.
Не допускайте попадания продукта в канализацию.
Необходимо избегать выбросов в окружающую среду.
 
Методы и материалы для локализации и очистки:
Собрать с помощью инертного абсорбирующего материала и утилизировать как опасные отходы.
Хранить в подходящих закрытых контейнерах для утилизации.
 
Обращение и хранение:
Меры предосторожности для безопасного обращения:
Избегать вдыхания паров или тумана.
 
Условия безопасного хранения с учетом любых несовместимостей:
Хранить контейнер плотно закрытым в сухом и хорошо проветриваемом месте.
Открытые контейнеры необходимо тщательно запечатать и хранить в вертикальном положении, чтобы предотвратить утечку.
Класс хранения (TRGS 510): 8А: Горючие, коррозионно-активные опасные материалы.
 
Контроль воздействия/индивидуальная защита:
Параметры контроля:
Компоненты с параметрами контроля на рабочем месте
Не содержит веществ с предельно допустимыми концентрациями на рабочем месте.
Контроль воздействия:
Соответствующие технические средства контроля:
Обращаться в соответствии с правилами промышленной гигиены и безопасности.
Мойте руки перед перерывами и в конце рабочего дня.
 
Средства индивидуальной защиты:
Защита глаз/лица:
Плотно прилегающие защитные очки.
Защитная маска (минимум 8 дюймов).
Используйте средства защиты глаз, протестированные и одобренные в соответствии с соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или EN 166 (ЕС).
 
Защита кожи:
Работать в перчатках.
Перед использованием перчатки необходимо осмотреть.
Используйте соответствующие перчатки.
Техника снятия (без прикосновения к внешней поверхности перчатки) позволяет избежать контакта кожи с данным продуктом.
Утилизируйте загрязненные перчатки после использования в соответствии с действующим законодательством и надлежащей лабораторной практикой.
Вымойте и высушите руки.
 
Полный контакт:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Тестируемый материал: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, размер M)
Контакт с брызгами
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Тестируемый материал: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, размер M)
Его не следует толковать как одобрение какого-либо конкретного сценария использования.
 
Защита тела:
Полный защитный костюм от химикатов. Тип защитного снаряжения должен выбираться в зависимости от концентрации и количества опасного вещества на конкретном рабочем месте.
Защита органов дыхания:
Если оценка риска показывает, что использование воздухоочистительных респираторов является целесообразным, используйте полнолицевые респираторы с многоцелевыми комбинированными (США) или респираторными картриджами типа ABEK (EN 14387) в качестве резервной меры технического контроля.
 
Если респиратор является единственным средством защиты, используйте респиратор с подачей воздуха, закрывающий все лицо.
Используйте респираторы и компоненты, протестированные и одобренные в соответствии с соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или CEN (ЕС).
Контроль воздействия на окружающую среду
Предотвратите дальнейшую утечку или разлив, если это безопасно.
Не допускайте попадания продукта в канализацию.
Необходимо избегать выбросов в окружающую среду.
 
Стабильность и реакционная способность:
Химическая стабильность:
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Несовместимые материалы:
Сильные окислители:
Опасные продукты разложения:
Опасные продукты разложения, образующиеся в условиях пожара.
Оксиды углерода, оксиды азота (NOx), хлористый водород.
 
Рекомендации по утилизации:
Методы переработки отходов:
Продукт:
Предложите излишки и не подлежащие переработке решения лицензированной компании по утилизации.
Для утилизации данного материала обратитесь в лицензированную профессиональную службу по утилизации отходов.
Загрязненная упаковка:
Утилизировать как неиспользованный продукт.