VALINE: CARACTÉRISTIQUES, FONCTIONS, ALIMENTS RICHES, BIENFAITS - LA BIOLOGIE - 2025

La valine fait partie des 22 acides aminés identifiés comme les composants «basiques» des protéines; il est identifié par l'acronyme «Val» et par la lettre «V». Cet acide aminé ne peut pas être synthétisé par le corps humain, il est donc classé dans le groupe des neuf acides aminés essentiels pour l'homme.

De nombreuses protéines globulaires ont un intérieur riche en résidus valine et leucine, car les deux sont associées par des interactions hydrophobes et sont essentielles pour le repliement de la structure et la conformation tridimensionnelle des protéines.

Structure chimique de l'acide aminé Valine (Source: Clavecin via Wikimedia Commons)

La valine a été purifiée pour la première fois en 1856 par V. Grup-Besanez à partir d'un extrait aqueux du pancréas. Cependant, le nom «valine» a été inventé par E. Fisher en 1906, quand il a réussi à le synthétiser artificiellement et a observé que sa structure était très similaire à celle de l'acide valérique, trouvé dans les plantes communément appelées «valériane».

La valine est l'un des acides aminés trouvés en positions conservées dans certaines protéines partagées par les vertébrés, par exemple, en position 80 du cytochrome C des vertébrés, la leucine, la valine, l'isoleucine et la méthionine se trouvent dans le même ordre.

Dans les tissus ou biomatériaux aux caractéristiques résistantes, dures et élastiques comme les ligaments, les tendons, les vaisseaux sanguins, les fils ou les toiles d'araignées, on trouve de grandes quantités de valine, ce qui apporte flexibilité et résistance grâce à ses interactions hydrophobes avec d'autres acides aminés.

Une substitution d'un résidu glutamate par un résidu valine dans la chaîne β de l'hémoglobine, la protéine responsable du transport de l'oxygène à travers le sang, provoque une mauvaise formation dans la structure protéique, ce qui donne naissance à l'hémoglobine "S".

Cette mutation provoque une drépanocytose ou une drépanocytose, une condition pathologique dans laquelle les globules rouges acquièrent une forme caractéristique de croissant ou de faucille, qui les différencie des cellules sanguines normales, avec un aspect arrondi et aplati.

Certains des herbicides les plus utilisés aujourd'hui ont comme composés actifs la sulfonylurée et le méthyl sulfométuron, qui endommagent l'enzyme acétolactate synthase, nécessaire à la première étape de synthèse de la valine, de la leucine et de l'isoleucine. Les dommages causés par ces pesticides empêchent les herbes et les mauvaises herbes de se développer normalement.

caractéristiques

La valine est un acide aminé avec un squelette à cinq atomes de carbone et appartient au groupe des acides aminés à chaînes latérales aliphatiques. Son caractère hydrophobe est tel qu'il peut être comparé à celui de la phénylalanine, de la leucine et de l'isoleucine.

Les acides aminés qui possèdent des chaînes hydrocarbonées dans leurs groupes R ou chaînes latérales sont communément connus dans la littérature sous le nom d'acides aminés à chaîne ramifiée ou ramifiée. La valine, la phénylalanine, la leucine et l'isoleucine font partie de ce groupe.

Généralement, les acides aminés de ce groupe sont utilisés comme éléments structuraux internes dans la synthèse des protéines, car ils peuvent s'associer les uns aux autres par des interactions hydrophobes, «fuyant» l'eau et établissant les replis structurels caractéristiques de nombreuses protéines.

Son poids moléculaire est d'environ 117 g / mol et, comme son groupe R ou chaîne latérale est un hydrocarbure ramifié, il n'a pas de charge et son abondance relative dans les structures protéiques est d'un peu plus de 6%.

Structure

La valine partage la structure générale et les trois groupes chimiques typiques de tous les acides aminés: le groupe carboxyle (COOH), le groupe amino (NH2) et un atome d'hydrogène (-H). Dans son groupe R ou chaîne latérale, il possède trois atomes de carbone qui lui confèrent des caractéristiques très hydrophobes.

Comme c'est le cas pour tous les composés chimiques classés comme «acides aminés», la valine possède un atome de carbone central qui est chiral et est connu sous le nom de α-carbone, auquel les quatre groupes chimiques mentionnés sont attachés.

Le nom IUPAC de la valine est l'acide 2-3-amino-3-butanoïque, mais certains chimistes l'appellent également acide α-amino valériane et sa formule chimique est C5H11NO2.

Tous les acides aminés peuvent être trouvés sous la forme D ou L et la valine ne fait pas exception. Cependant, la forme L-valine est beaucoup plus abondante que la forme D-valine et, en outre, elle est plus active spectroscopiquement que la forme D.

La L-valine est la forme utilisée pour la formation des protéines cellulaires et est donc, des deux, la forme biologiquement active. Il remplit des fonctions de nutraceutique, de micronutriment pour les plantes, de métabolite pour l'homme, d'algues, de levures et de bactéries, parmi de nombreuses autres fonctions.

Caractéristiques

La valine, bien qu'elle soit l'un des neuf acides aminés essentiels, ne joue pas un rôle significatif en plus de sa participation à la synthèse des protéines et en tant que métabolite dans sa propre voie de dégradation.

Cependant, les acides aminés volumineux tels que la valine et la tyrosine sont responsables de la flexibilité de la fibroïne, le principal composant protéique des fils de soie produits par les vers de l'espèce Bombyx mori, communément appelés vers à soie ou vers à soie. mûrier.

Les tissus tels que les ligaments et les vaisseaux sanguins artériels sont constitués d'une protéine fibreuse appelée élastine. Celui-ci est composé de chaînes polypeptidiques avec des séquences répétées des acides aminés glycine, alanine et valine, la valine étant le résidu le plus important en ce qui concerne l'extension et la flexibilité de la protéine.

La valine participe aux principales voies de synthèse des composés responsables de l'odeur caractéristique des fruits. Les molécules de valine sont transformées en dérivés ramifiés et méthylés d'esters et d'alcools.

Dans l'industrie alimentaire

Il existe de nombreux additifs chimiques qui utilisent la valine en combinaison avec du glucose pour obtenir des odeurs agréables au goût dans certaines préparations culinaires.

À une température de 100 ° C, ces additifs ont une odeur caractéristique de seigle et à plus de 170 ° C ils sentent le chocolat chaud, ce qui les rend populaires dans la production alimentaire dans l'industrie de la boulangerie et de la pâtisserie.

Ces additifs chimiques utilisent de la L-valine synthétisée artificiellement, car leur purification à partir de sources biologiques est lourde et le degré de pureté requis n'est généralement pas obtenu.

Biosynthèse

Tous les acides aminés à chaîne ramifiée tels que la valine, la leucine et l'isoleucine sont principalement synthétisés dans les plantes et les bactéries. Ce qui signifie que les animaux comme les humains et les autres mammifères ont besoin de manger des aliments riches en ces acides aminés afin de répondre à leurs besoins nutritionnels.

La biosynthèse de la valine commence généralement par le transfert de deux atomes de carbone de l'hydroxyéthylthiamine pyrophosphate au pyruvate par l'enzyme acétohydroxy acide isomérique réductase.

Les deux atomes de carbone sont dérivés d'une deuxième molécule de pyruvate par une réaction TPP-dépendante très similaire à celle catalysée par l'enzyme pyruvate décarboxylase, mais qui est catalysée par la dihydroxyacide déshydratase.

L'enzyme valine aminotransférase, enfin, incorpore un groupe amino au composé cétoacide résultant de la décarboxylation précédente, formant ainsi la L-valine. Les acides aminés leucine, isoleucine et valine ont une grande similitude structurelle, et c'est parce qu'ils partagent de nombreux intermédiaires et enzymes dans leurs voies de biosynthèse.

L'acide céto produit lors de la biosynthèse de la L-valine régule certaines étapes enzymatiques par rétroaction négative ou régulation allostérique dans la voie de biosynthèse de la leucine et des autres acides aminés associés.

Cela signifie que les voies de biosynthèse sont inhibées par un métabolite généré dans celles-ci qui, une fois accumulé, donne aux cellules un signal spécifique qui indique qu'un certain acide aminé est en excès et que sa synthèse peut donc être arrêtée.

Dégradation

Les trois premières étapes de dégradation de la valine sont partagées dans le chemin de dégradation de tous les acides aminés à chaîne ramifiée.

La valine peut entrer dans le cycle de l'acide citrique ou cycle de Krebs pour être transformée en succinyl-CoA. La voie de dégradation consiste en une transamination initiale, catalysée par une enzyme connue sous le nom d'acide aminé aminotransférase à chaîne ramifiée (BCAT).

Cette enzyme catalyse une transamination réversible qui convertit les acides aminés à chaîne ramifiée en leurs α-céto-acides à chaîne ramifiée correspondants.

Dans cette réaction, la participation du couple glutamate / 2-cétoglutarate est essentielle, car le 2-cétoglutarate reçoit le groupe amino qui est éliminé de l'acide aminé qui est métabolisé et devient glutamate.

Cette première étape de réaction du catabolisme de la valine produit du 2-cétoisovalérate et s'accompagne de la conversion du pyridoxal 5'-phosphate (PLP) en pyridoxamine 5'-phosphate (PMP).

Ensuite, le 2-cétoisovalérate est utilisé comme substrat pour un complexe enzymatique mitochondrial, connu sous le nom d'α-cétoacide déshydrogénase à chaîne ramifiée, qui ajoute une partie CoASH et forme de l'isobutyryl-CoA, qui est ensuite déshydrogénée et convertie en méthacrylyl-CoA.

Le méthacrylyl-CoA est traité en aval en 5 étapes enzymatiques supplémentaires impliquant l'hydratation, l'élimination de la partie CoASH, l'oxydation, l'ajout d'une autre partie CoASH et le réarrangement moléculaire, se terminant par la production de succinyl-CoA, qui entre immédiatement dans le cycle de Krebs.

Aliments riches en valine

Les protéines contenues dans les graines de sésame ou de sésame sont riches en valine, avec près de 60 mg d'acide aminé pour chaque gramme de protéine. Pour cette raison, les biscuits, gâteaux et barres au sésame ou nougat sont recommandés pour les enfants ayant une alimentation déficiente en cet acide aminé.

Le soja, en général, est riche en tous les acides aminés essentiels, y compris la valine. Cependant, ils sont pauvres en méthionine et en cystéine. La protéine de soja ou texturation a des structures quaternaires très complexes, mais elles sont faciles à dissoudre et à séparer en sous-unités plus petites en présence de sucs gastriques.

La caséine, qui se trouve généralement dans le lait et ses dérivés, est riche en séquences répétées de valine. Comme la protéine de soja, cette protéine est facilement décomposée et absorbée dans le tractus intestinal des mammifères.

On a estimé que pour 100 grammes de protéines de soja, environ 4,9 grammes de valine sont ingérés; tandis que pour 100 ml de lait, environ 4,6 ml de valine sont ingérés.

Les autres aliments riches en cet acide aminé sont le bœuf, le poisson et divers types de légumes et de légumes verts.

Avantages de son apport

La valine, comme une grande partie des acides aminés, est un acide aminé glucogène, c'est-à-dire qu'elle peut être incorporée dans la voie gluconéogénique, et de nombreux neurologues affirment que son apport aide à maintenir la santé mentale, la coordination musculaire et à réduire le stress.

De nombreux athlètes consomment des comprimés riches en valine, car ils aident à régénérer les tissus, en particulier les tissus musculaires. Étant un acide aminé capable d'être incorporé dans la gluconéogenèse, il aide à la production d'énergie, ce qui est non seulement important pour l'activité physique mais aussi pour la fonction nerveuse.

Les aliments riches en valine aident à maintenir l'équilibre des composés azotés dans le corps. Cet équilibre est essentiel pour la génération d'énergie à partir des protéines ingérées, pour la croissance du corps et la guérison.

Sa consommation prévient les dommages au foie et à la vésicule biliaire, et contribue à l'optimisation de nombreuses fonctions corporelles.

Les BCAA sont l'un des compléments alimentaires les plus populaires parmi les athlètes pour augmenter le volume musculaire et la récupération musculaire.

Ce type de comprimé se compose de comprimés avec des mélanges de différents acides aminés, qui comprennent généralement des acides aminés à chaîne ramifiée tels que la L-valine, la L-isoleucine et la L-leucine; ils sont également riches en vitamine B12 et en autres vitamines.

Certaines expériences menées sur des porcs ont montré que les besoins en valine sont beaucoup plus élevés et limitants pour les mères pendant la phase de lactation, car cet acide aminé aide à la sécrétion du lait et améliore le taux de croissance des nouveau-nés en lactation.

Troubles de carence

L'apport quotidien recommandé de valine pour les nourrissons est d'environ 35 mg pour chaque gramme de protéines consommé, tandis que pour les adultes, la quantité est légèrement inférieure (environ 13 mg).

La maladie la plus courante liée à la valine et à d'autres acides aminés à chaîne ramifiée est connue sous le nom de «maladie des urines du sirop d'érable» ou «acidocétose».

Il s'agit d'une maladie héréditaire causée par un défaut dans les gènes codant pour les enzymes déshydrogénases des α-cétoacides dérivés de la leucine, de l'isoleucine et de la valine, qui sont nécessaires à leur métabolisme.

Dans cette maladie, le corps ne peut assimiler aucun de ces trois acides aminés lorsqu'ils sont obtenus à partir du régime alimentaire, par conséquent, les cétoacides dérivés s'accumulent et sont expulsés dans l'urine (ils peuvent également être détectés dans le sérum sanguin et dans le liquide céphalo-rachidien).

En revanche, une alimentation déficiente en valine a été associée à des pathologies neurologiques telles que l'épilepsie. Elle peut également entraîner une perte de poids, la maladie de Huntington, et peut même conduire au développement de certains types de cancer, car le système de réparation des tissus et la synthèse des biomolécules sont compromis.

Références

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