فينيل ألانين

الفينيل ألانين (رمزه Phe أو F ) ^{[ 3 ]} هو حمض أميني ألفا صيغته C₉ ساعات₁₁ لا_٢. يُعد الفينيل ألانين أحدالأحماض الأمينية العطرية، وأحدالأحماض الأمينية الـ ٢١ المُكوِّنة للبروتيناتالشائعة في جميع الكائنات الحية. كما أنه أحدالأحماض الأمينية الأساسية. هذا يعني أن الإنسان والحيوانات الأخرى لا تستطيعتصنيعالفينيل ألانين حيويًا، لذا يجب عليها الحصول عليه من مصادر غذائية مثل اللحوم ومنتجات الألبان والبيض والبقوليات. يوجد الفينيل ألانين بشكل طبيعي في حليبالثدييات. ويُستخدم في صناعة المنتجات الغذائية والمشروبات، ويُباع كمكمل غذائي لأنه يُعدّ طليعة مباشرة لمعدِّلالأعصابفينيل إيثيل أمين.

يمكن اعتباره مجموعة بنزيل بديلة لمجموعة الميثيل في الألانين ، أو مجموعة فينيل بديلة لذرة هيدروجين طرفية في الألانين. يُصنف على أنه متعادل وغير قطبي نظرًا لطبيعة سلسلة البنزيل الجانبية الخاملة والكارهة للماء . يُستخدم المتصاوغ L في التكوين الكيميائي الحيوي للبروتينات المشفرة بواسطة الحمض النووي DNA . يُعد الفينيل ألانين طليعةً للتيروسين ، والنواقل العصبية أحادية الأمين: الدوبامين ، والنورإبينفرين (النورأدرينالين)، والإبينفرين (الأدرينالين) ، وصبغة الميلانين البيولوجية . يُشفر بواسطة كودونات الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) UUU وUUC. تم تخصيص الرمز F للفينيل ألانين لتشابهه الصوتي. ^{[ 4 ]}

وُصِفَ الفينيل ألانين لأول مرة عام 1879، عندما _حدد شولتز وباربييري مركباً صيغته التجريبية C9H11NO2 في بادرات الترمس الأصفر ( Lupinus luteus ) . وفي عام ₁₈₈₂ ، قام ^{إرلنماير} وليب بتخليق الفينيل ألانين لأول مرة من ^فينيل أسيتالدهيد وسيانيد الهيدروجين والأمونيا . ^{[ 5 ]} _[ ⁶ ]

اكتُشف الكودون الجيني للفينيل ألانين لأول مرة على يد ج. هاينريش ماثاي ومارشال و. نيرنبرغ عام 1961. وقد أظهرا أنه باستخدام الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) لإدخال تكرارات متعددة من اليوراسيل في جينوم بكتيريا الإشريكية القولونية  ، يمكنهما حث البكتيريا على إنتاج عديد ببتيد يتكون حصريًا من أحماض أمينية متكررة من الفينيل ألانين. ساهم هذا الاكتشاف في تحديد طبيعة العلاقة الترميزية التي تربط المعلومات المخزنة في الحمض النووي الجينومي بتعبير البروتين في الخلية الحية.

من المصادر الجيدة للفينيل ألانين البيض والدجاج والكبد ولحم البقر والحليب وفول الصويا. ^{[ 7 ]} ومن المصادر الشائعة الأخرى للفينيل ألانين أي شيء مُحلى بالمُحلي الصناعي الأسبارتام ، مثل مشروبات الحمية الغذائية والأطعمة المُخصصة للحمية والأدوية؛ إذ ينتج عن استقلاب الأسبارتام الفينيل ألانين كأحد نواتج استقلاب هذا المركب . ^{[ 8 ]}

حدد مجلس الغذاء والتغذية التابع لمعهد الطب الأمريكي الكميات الغذائية الموصى بها للأحماض الأمينية الأساسية في عام 2002. بالنسبة للفينيل ألانين والتيروسين، يُنصح البالغون من عمر 19 عامًا فأكثر بتناول 33  ملغم/كغم من وزن الجسم/يوم. ^{[ 9 ]} وفي عام 2005، حُددت الكمية المرجعية للاستهلاك بـ 27  ملغم/كغم يوميًا (بدون التيروسين)، بينما توصي منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية / جامعة الأمم المتحدة في عام 2007 بـ 25  ملغم/كغم يوميًا (بدون التيروسين). ^{[ 10 ]}

لا تُصنّع الحيوانات حمض الفينيل ألانين الأميني الأساسي، بل تحصل عليه من مصادر غذائية كاللحوم ومنتجات الألبان والبيض والبقوليات. أما البكتيريا والعتائق والفطريات والطحالب وبعض الأوليات والنباتات فتُصنّع الفينيل ألانين حيويًا عبر مسار الشيكيمات .

على الرغم من أن الحيوانات لا تستطيع تصنيع الفينيل ألانين، إلا أنها قادرة على تحليله . فمن خلال تفاعل غير قابل للانعكاس، يحوّل إنزيم فينيل ألانين هيدروكسيلاز (PAH) الموجود في الكبد الفينيل ألانين إلى تيروسين. ويتحول L- فينيل ألانين بيولوجيًا إلى L- تيروسين ، وهو حمض أميني آخر من الأحماض الأمينية المشفرة في الحمض النووي. ثم يتحول L- تيروسين بدوره إلى L- دوبا ، الذي يتحول بدوره إلى دوبامين ، ونورإبينفرين (نورأدرينالين)، وإبينفرين (أدرينالين). وتُعرف هذه المواد الثلاث الأخيرة باسم الكاتيكولامينات .

يستخدم الفينيل ألانين نفس قناة النقل النشط التي يستخدمها التربتوفان لعبور الحاجز الدموي الدماغي . عند تناوله بكميات مفرطة، قد يؤثر تناوله كمكمل غذائي على إنتاج السيروتونين والأحماض الأمينية العطرية الأخرى ^{[ 11 ]} ، بالإضافة إلى أكسيد النيتريك، وذلك بسبب الإفراط في استخدام (أو محدودية توافر) العوامل المساعدة المرتبطة به، كالحديد أو رباعي هيدروبترين . وتُعد عائلة هيدروكسيلاز الأحماض الأمينية العطرية وإنزيم سينثاز أكسيد النيتريك هي الإنزيمات المسؤولة عن هذه المركبات .

المسارات الحيوية لتخليق الكاتيكولامينات والأمينات النزرة في دماغ الإنسان [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] ل -فينيل ألانين إل -تيروسين ليفودوبا​ الأدرينالين فينيل إيثيل أمين بارا -تيرامين الدوبامين نورإبينفرين إن -ميثيل فينيل إيثيل أمين إن -ميثيل تيرامين بارا -أوكتوبامين سينفرين 3-ميثوكسي تيرامين AADC AADC AADC المسار الرئيسي PNMT PNMT PNMT PNMT آه آه إنزيم CYP2D6 في الدماغ مسار فرعي COMT DBH DBH قد يتم استقلاب الفينيل ألانين في البشر في نهاية المطاف إلى مجموعة من المواد المختلفة.

يُعدّ مرض بيلة الفينيل كيتون (PKU) اضطرابًا وراثيًا يتمثل في عدم قدرة الجسم على استقلاب الفينيل ألانين نتيجة نقص إنزيم فينيل ألانين هيدروكسيلاز . يُعرف المصابون بهذا المرض باسم "مرضى بيلة الفينيل كيتون"، ويجب عليهم تنظيم تناولهم للفينيل ألانين. غالبًا ما يخضع مرضى بيلة الفينيل كيتون لاختبارات الدم لمراقبة مستوى الفينيل ألانين في دمائهم. قد تُظهر نتائج المختبر مستويات الفينيل ألانين إما بوحدة ملغم/ديسيلتر أو ميكرومول/لتر. يُعادل 1 ملغم/ديسيلتر من الفينيل ألانين تقريبًا 60 ميكرومول/لتر.

يُسبب فرط فينيل ألانين الدم، وهو شكل نادر من بيلة الفينيل كيتون، عدم القدرة على تصنيع عامل مساعد يُسمى رباعي هيدروبترين ، والذي يمكن تعويضه. قد تظهر على الحوامل المصابات بفرط فينيل ألانين الدم أعراض مشابهة للمرض (ارتفاع مستويات الفينيل ألانين في الدم)، ولكن هذه الأعراض تختفي عادةً مع نهاية الحمل. يجب على الحوامل المصابات ببيلة الفينيل كيتون مراقبة مستويات الفينيل ألانين في الدم حتى لو كان الجنين حاملاً لجين الخلل، لأن الجنين قد يتأثر سلبًا بسبب عدم اكتمال نمو الكبد.

يُعدّ المُحلي الصناعي الأسبارتام مصدرًا غير غذائي للفينيل ألانين . يُستقلب هذا المركب في الجسم إلى عدة نواتج كيميائية ثانوية، من بينها الفينيل ألانين. وتحدث مشاكل تكسير الفينيل ألانين في الجسم، التي يُعاني منها مرضى بيلة الفينيل كيتون، عند تناول الأسبارتام أيضًا، وإن كان بدرجة أقل. وبناءً على ذلك، يجب أن تحمل جميع المنتجات التي تحتوي على الأسبارتام في أستراليا والولايات المتحدة وكندا ملصقًا يُشير إلى: "مرضى بيلة الفينيل كيتون: يحتوي على فينيل ألانين". وفي المملكة المتحدة، يجب أن تحمل الأطعمة التي تحتوي على الأسبارتام قائمة بالمكونات تُشير إلى وجود "الأسبارتام أو E951" ^{[ 16 ]} ، ويجب أن تحمل ملصقًا تحذيريًا يُفيد بأنها "تحتوي على مصدر للفينيل ألانين". أما في البرازيل، فإن ملصق " Contém Fenilalanina " (بالبرتغالية: "يحتوي على فينيل ألانين") إلزامي على المنتجات التي تحتوي عليه. وُضعت هذه التحذيرات لمساعدة الأفراد على تجنب هذه الأطعمة.

يمكن إنتاج المتصاوغ الفراغي D-فينيل ألانين (DPA) عن طريق التخليق العضوي التقليدي ، إما كمتصاوغ فراغي منفرد أو كمكون من مكونات الخليط الراسيمي . لا يشارك هذا المتصاوغ في عملية التخليق الحيوي للبروتينات، على الرغم من وجوده بكميات ضئيلة فيها، وخاصة البروتينات القديمة وبروتينات الأغذية المُعالجة . لا تزال الوظائف البيولوجية للأحماض الأمينية D غير واضحة، مع أن D- فينيل ألانين يمتلك نشاطًا دوائيًا على مستقبل النياسين 2. ^{[ 17 ]}

يُسوَّق DL- فينيل ألانين (DLPA) كمكمل غذائي لما يُزعم من خصائصه المسكنة والمضادة للاكتئاب ، والتي دعمتها التجارب السريرية. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} DL- فينيل ألانين هو مزيج من D- فينيل ألانين و L- فينيل ألانين. يُعزى النشاط المسكن المزعوم لـ DL- فينيل ألانين إلى إمكانية تثبيط D- فينيل ألانين لتحلل الإينكيفالين بواسطة إنزيم كاربوكسي ببتيداز A. ^{[ 21 ] [ 22 ]} تعمل الإينكيفالينات كمحفزات لمستقبلات الأفيون من نوعي ميو ودلتا ، ومن المعروف أن محفزات هذه المستقبلات تُنتج تأثيرات مضادة للاكتئاب. ^{[ 23 ]} قد يُعزى جزء من آلية النشاط المضاد للاكتئاب المفترض لـ DL- فينيل ألانين إلى دوره كمادة أولية في تخليق الناقلات العصبية نورإبينفرين ودوبامين ، على الرغم من أن التجارب السريرية لم تجد تأثيرًا مضادًا للاكتئاب من L- فينيل ألانين وحده. ^{[ 18 ]} يُعتقد أن ارتفاع مستويات نورإبينفرين ودوبامين في الدماغ له تأثير مضاد للاكتئاب. يُمتص D- فينيل ألانين من الأمعاء الدقيقة وينتقل إلى الكبد عبر الدورة البابية . ويبدو أن كمية صغيرة من D- فينيل ألانين تتحول إلى L- فينيل ألانين. يُوزع D- فينيل ألانين إلى مختلف أنسجة الجسم عبر الدورة الدموية الجهازية . يبدو أنه يعبر الحاجز الدموي الدماغي بكفاءة أقل من فينيل ألانين- L ، ولذلك يتم إفراز كمية صغيرة من جرعة فينيل ألانين- D المتناولة في البول دون اختراق الجهاز العصبي المركزي. ^{[ 24 ]}

L- فينيل ألانين هو مضاد لقنوات الكالسيوم α ₂ δ Ca ²⁺ بقيمة Ki _تبلغ 980  نانومتر. ^{[ 25 ]}

في الدماغ، يُعدّ L- فينيل ألانين مُضادًا تنافسيًا لموقع ارتباط الجليسين في مستقبل NMDA ^{[ 26 ]} ولموقع ارتباط الغلوتامات في مستقبل AMPA ^{[ 27 ]} . في موقع ارتباط الجليسين في مستقبل NMDA ، يمتلك L- فينيل ألانين ثابت تفكك توازن ظاهري (K_{_B} ) يبلغ 573  ميكرومول، تم تقديره باستخدام انحدار شيلد ^{[ 28 ]} ، وهو أقل بكثير من تركيز L- فينيل ألانين في الدماغ المُلاحظ في حالات بيلة الفينيل كيتون البشرية غير المُعالجة ^{[ 29 ]} . كما يُثبّط L- فينيل ألانين إطلاق الناقلات العصبية في المشابك الغلوتاماتية في الحصين والقشرة الدماغية بتركيز مثبط نصف فعّال (IC _₅₀) يبلغ 980 ميكرومول، وهو تركيز دماغي يُلاحظ في بيلة الفينيل كيتون الكلاسيكية ، بينما يكون تأثير D- فينيل ألانين أقل بكثير ^{[ 27 ] .}

يُنتج حمض L- فينيل ألانين بكميات كبيرة لأغراض طبية، وفي الأعلاف، وفي التغذية، مثل الأسبارتام ، وذلك باستخدام بكتيريا الإشريكية القولونية التي تُنتج طبيعيًا أحماضًا أمينية عطرية مثل الفينيل ألانين. وقد زادت كمية حمض L- فينيل ألانين المُنتج تجاريًا عن طريق الهندسة الوراثية للإشريكية  القولونية ، كتعديل المحفزات التنظيمية أو زيادة عدد الجينات التي تتحكم في الإنزيمات المسؤولة عن تخليق هذا الحمض الأميني. ^{[ 30 ]}

البوروفالان (بورونوفينيل ألانين) هو مشتق ثنائي هيدروكسي بوريل من فينيل ألانين، ويستخدم في العلاج بالتقاط النيوترونات .

4-أزيدو- L- فينيل ألانين هو حمض أميني غير طبيعي مدمج في البروتين ويستخدم كأداة للاقتران الحيوي في مجال البيولوجيا الكيميائية .

• فينيل ألانينول

• طيف الكتلة للفينيل ألانين
• فينيل ألانين في شركة ChemSynthesis