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谷氨酰胺

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化学结构与性质编辑本段

谷氨酰胺分子式为C₅H₁₀N₂O₃,分子量146.15 g/mol。其结构由一个α-氨基、α-羧基和一个γ-酰胺侧链组成,属于α-氨基酸类。它为水溶性白色晶体,等电点pI约为5.65。 ADSFAEQWER353423413434

生物合成与代谢通路编辑本段

谷氨酰胺可由谷氨酸(glutamate)在ATP存在下通过谷氨酰胺合成酶催化形成:

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谷氨酸 + NH₃ + ATP → 谷氨酰胺 + ADP + Pi ADSFAEQWER353423413434

反应广泛存在于肝、脑、肌肉、肠道等组织,是机体“氮缓冲器”系统的核心环节。 ADFASDFAF23RQ23R

谷氨酰胺亦可通过谷氨酰胺酶(glutaminase, GLS)水解为谷氨酸与氨,参与能量代谢及pH缓冲: ADFASDFAF23RQ23R

谷氨酰胺 + H₂O → 谷氨酸 + NH₃

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谷氨酰胺参与多条代谢通路,包括: ADSFAEQWER353423413434

功能与生物标志意义编辑本段

氮运输与缓冲:谷氨酰胺是哺乳动物体内氨的主要无毒运输形式,在骨骼肌、肠道、脑中作用显著。 ADSFAEQWER353423413434

肠道与免疫支持:肠道上皮细胞淋巴细胞利用谷氨酰胺作为主要能量与碳源,对肠黏膜屏障功能及免疫调节至关重要²。 ADFASDFAF23RQ23R

肿瘤代谢:多数肿瘤细胞存在“谷氨酰胺瘾”(glutamine addiction),即对谷氨酰胺的依赖性升高,用以维持合成代谢、TCA循环与NADPH供应³。

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酸碱平衡调节:在代谢性酸中毒时,谷氨酰胺可在肾小管释放氨中和酸性负荷,调节血pH。

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生物标志物血浆谷氨酰胺浓度常作为下列状态的标志物:

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相关酶与基因编辑本段

谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)

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EC编号:6.3.1.2
基因名:GLUL(位于人类染色体1q25)
功能:合成谷氨酰胺,是血浆氨清除的关键酶。
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谷氨酰胺酶(glutaminase, GLS/GLS2)
EC编号:3.5.1.2
基因名:GLS(肾型)、GLS2(肝型)
功能:在肝、肾、肿瘤细胞中水解谷氨酰胺供能和碳源。 ADFASDFAF23RQ23R

谷氨酰胺转运蛋白(SLC1A5, SLC38A1 等)
主要转运谷氨酰胺进出细胞,对细胞外谷氨酰胺感应及代谢流调控至关重要。 ADSFAEQWER353423413434

临床与研究用途编辑本段

谷氨酰胺补充用于肿瘤化疗后支持治疗、重症营养支持与运动恢复中,但过量可能促进肿瘤生长。代谢组技术常检测血清或尿液中谷氨酰胺浓度,反映氮代谢与肝肾功能状态⁵。 ADFASDFAF23RQ23R

参考资料编辑本段

  • Brosnan JT. Glutamine: a truly functional amino acid. Amino Acids. 2000.
  • Newsholme P. Glutamine metabolism in lymphocytes. J Nutr. 2001.
  • DeBerardinis RJ et al. The biology of cancer: Metabolic reprogramming fuels cell growth and proliferation. Cell Metab. 2008.
  • Wernerman J. Clinical use of glutamine supplementation. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2008.
  • Wishart DS et al. HMDB 5.0: the Human Metabolome Database. Nucleic Acids Res. 2022.
  • Curi R et al. Glutamine metabolism and its effects on cell proliferation. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2005.
  • Karamitsos DT et al. The role of glutamine in the immune system and its potential clinical applications. Nutrition. 2007.
  • 李奎等. 谷氨酰胺在肿瘤代谢中的作用研究进展. 中华肿瘤杂志. 2019.
  • 张伟等. 谷氨酰胺代谢与肿瘤治疗新策略. 生命科学. 2021.

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