Роль аргинина

Аргинин является положительно заряженной и условно незаменимой аминокислотой. Понятие условно-незаменимая используется по той причине, что у детей и подростков, у пожилых людей синтез аргинина не покрывает потребности организма.

Аргинин в тканях входит в состав белков и, в частности, гистонов, регулирующих состояние ДНК. Метаболизм аргинина по аргиназному пути ведет к синтезу регуляторных полиаминов спермина и спермидина. Превращение по NO-синтазному пути используется для образования оксида азота (NO), выполняющего функцию мессенджера. Аргинин используется в орнитиновом цикле мочевины, при синтезе креатина, выполяющего функцию запасного макроэрга. 

Продуктом α-декарбоксилирования аргинина является еще недостаточно изученный агматин, работающий как нейромедиатор. Он синтезируется в нейронах, хранится в синаптических везикулах, высвобождается путем деполяризации мембраны. Агматин связывается с α2-адренорецепторами и участками связывания имидазолина, блокирует рецепторы NMDA (N-метил-D-аспартат) и катионные каналы. Агматин снижает активность NO-синтазы (NOS) и, вероятно, индуцирует секрецию некоторых пептидных гормонов.

Роль аргинина в клетке Arginine

Пути метаболизма аргинина

Полиамины

Действие аргиназы на молекулу аргинина приводит к образованию мочевины и орнитина. Орнитин в нескольких реакциях превращается в полиамины  спермин и спермидин. Эти высокоактивные вещества содержатся в клетках всех типов и жизненно необходимы для их нормального роста и пролиферации

Спермин и спермидин

  • взаимодействуют с ДНК, РНК и нуклеопротеинами,
  • служат регуляторами активности ферментов транскрипции, репликации и репарации,
  • абсолютно незаменимы при синтезе одного из факторов инициации при трансляции,
  • регулируют процесс полимеризации тубулина.
  • участвуют в регуляции транспорта ионов Са2+ и ионов K+.
Синтез спермина и спермидина Spermine
Синтез полиаминов спермина и спермидина

 Оксид азота

Оксид азота образуется при ферментативном окислении L-аргинина. Процесс сложен и катализируется NO-синтазами (NOS), кофакторами в реакции выступают НАДФН, тетрагидробиоптерин, ФАД и ФМН. 

Синтез оксида азота NO
Синтез оксида азота
(участие ФАД. ФМН, тетрагидробиоптерина не показано)

Оксид азота обладает широким спектром биологического действия, являясь незаряженной сигнальной молекулой, свободно диффундирующей между клетками:

  • выступает как вторичный мессенджер и активирует цитозольную гуанилатциклазу,
  • является нейромедиатором,
  • играет роль в регуляции сосудистого тонуса и расслаблении гладкой мускулатуры сосудов,
  • предотвращает агрегацию тромбоцитов и адгезию нейтрофилов к эндотелию,
  • обладает цитотоксической и микробицидной активностью.
В практическом здравоохранении широко используются нитратсодержащие противоангинальные препараты (нитроглицерин, нитросорбид, амилнитрит и др.), лечебный эффект которых обоснованно связывают с их способностью высвобождать в организме оксид азота.