Перегляд вихідного коду сторінки Аргінін

{{Речовина
| назва = Аргінін
| інші_назви = δ-гуанідин-α-аміновалеріанова кислота
| зображення = L-Arginin - L-Arginine.svg
| зображення2 = L-arginine-3D-hztl.png 
| систематична_назва = 
| поле1 = {{Речовина Ідентифікатори
| абревіатури = Арг, Arg, R
| номер_CAS = 7200-25-1
| PubChem = 232
| назва_MeSH = Arginine
| SMILES = NC(CCCNC(N)=N)C(O)=O
| DrugBank = DB00125
| KEGG = C02385
| ChEBI = 29016
  }}
| поле2 = {{Речовина Властивості
|  C = 6
|  H = 14
|  N = 4
|  O = 2
|   зовнішній_вигляд = Білі кристали
|   температура_плавлення = 
|   температура_кипіння = 
|   розчинність = 87,1 г/л
|   розчинність1 = 
|   розчинник1 = 
|   pKa = 2,488
|   ізоелектрична_точка = 10,75
  }}
| поле7 = {{Речовина Небезпеки
|  ГДК =
|  ГДК_США =
|  ЛД50 =
|  MSDS =
|  ГГС_піктограми =
|  ГГС_фраза =
|  ГГС_застереження =
|  індекс_ЄС =
|  клас_ЄС = {{Hazchem Xi}}
|  фрази_ризику =
|  фрази_безпеки =
|  R/S_фрази =
|  головні_небезпеки =
<!-- NFPA блок -->
|    небезпека_для_здоров'я =
|    вогненебезпечність =
|    реакційна_здатність =
|    інше =
|  температура_спалаху =
|  температура_самозаймання =
|  вибухові_границі =
  }}
}}
'''Аргіні́н''' ('''δ-гуанідин-α-аміновалеріанова кислота''', скорочення '''Арг''', '''Arg''', '''R''')&nbsp;— [[основа (хімія)|основна]] α-[[амінокислота]], [[Хіральність|<span style="font-variant:small-caps;">l</span>-форма]] якої входить до 20 амінокислот, що кодуються [[генетичний код|генетичним кодом]] ([[кодон]]и ЦГА, ЦГУ, ЦГГ, ЦГЦ, АГА та АГГ в [[мРНК]]{{sfn|Nelson et al|2008|p=1069}}) і становлять основу білків. Для людини аргінін є [[Умовно замінні амінокислоти|напівнезамінною]] амінокислотою, тобто біохімічні шляхи для її біосинтезу існують, проте в певні періоди життя, зокрема інтенсивного росту та розвитку, а також під час деяких захворювань вони не можуть забезпечувати достатньої кількості цієї сполуки, через що вона повинна потрапляти в організм із їжею{{sfn|Nelson et al|2008|p=686}}. Для деяких видів тварин, як-от птахів, хижих та морських ссавців, аргінін є незамінною амінокислотою<ref name=bazer/>.

Завдяки [[гуанідин]]овому угрупуванню є найосновнішою з амінокислот. Часто входить до частин білків, що взаємодіють з [[ДНК]]. У [[організм]]і тварин деградується до [[сечовина|сечовини]].

Окрім того, що аргінін входить до складу білків, ця амінокислота також важлива для багатьох інших метаболічних шляхів клітини, зокрема синтезу [[оксид азоту(II)|Нітроген (II) оксиду]], [[поліаміни|поліамінів]], [[пролін]]у, [[глутамат]]у, [[креатин]]у та [[агматин]]у<ref name=morris>{{cite journal
 |author       = Morris SM Jr
 |title        = Arginine: beyond protein
 |journal      = Am J Clin Nutr
 |volume       = 83
 |pages        = 508S-512S
 |year         = 2006
 |pmid         = 16470022
 |url          = http://www.ajcn.org/content/83/2/508S.long
 |accessdate   = 14 серпня 2012
 |archive-date = 19 грудня 2011
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20111219001727/http://www.ajcn.org/content/83/2/508S.long
}}</ref>.

== Історія дослідження ==
Аргінін був вперше виділений із проростків [[люпин]]у [[1886]] року, а через 9 років з'ясувалося, що він входить до складу тваринних білків. [[1897]] року вдалося встановити [[хімічна будова|хімічну будову]] цієї амінокислоти шляхом її лужного [[гідроліз]]у до орнітину та сечовини, а пізніше (у [[1910]]&nbsp;р.) структура аргініну була підтверджена шляхом його синтезу із [[бензилорнітин]]у. [[1924]] було відкрито, що аргінін є головною амінокислотою в основних білках [[сперма|сперми]] риб. А 1930 році [[Вільям Каммінг Роуз]] показав у своєму класичному експерименті, що аргінін належить до замінних амінокислот, тобто може синтезуватися в організмі [[ссавці]]в. [[1932]] року [[Ганс Адольф Кребс|Ганс Кребс]] та [[Курт Гензеляйт]] відкрили [[цикл сечовини]], у якому аргінін є проміжним метаболітом, що поклало початок детальному вивченню метаболізму цієї амінокислоти<ref name=wu>{{cite journal
 |author       = Wu G, Morris SM Jr
 |title        = Arginine metabolism: nitric oxide and beyond
 |journal      = Biochem J
 |volume       = 15
 |pages        = 1-17
 |year         = 1998
 |pmid         = 9806879
 |url          = http://www.biochemj.org/bj/336/0001/bj3360001.htm
 |accessdate   = 14 серпня 2012
 |archive-date = 15 серпня 2002
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20020815211734/http://www.biochemj.org/bj/336/0001/bj3360001.htm
}}</ref>.

У пізні 1930-ті та 1940-ві роки Фостер встановив, що аргінін є попередником у синтезі креатину. Тоді ж було виявлено, що надходження цієї амінокислоти із дієтою необхідне для росту [[курка|курчат]] і молодих [[пацюк]]ів, але не обов'язкове для нормальної життєдіяльності дорослих здорових пацюків. Подальші дослідження, що тривали до 1970-х років, показали, що аргінін&nbsp;— замінна амінокислота для дорослих здорових людей та багатьох інших ссавців, але незамінна для їхніх малят та для [[хижак]]ів<ref name=wu />.

Віндмюллер ({{lang-en|Windmueller}}) та Спаєт ({{lang-en|Spaeth}}) у 1980-х роках показали, що головним джерелом цитруліну в крові, який використовується тканинами для синтезу аргініну, є [[тонка кишка]]. Згодом це призвело до відкриття метаболічного шляху біосинтезу цитруліну із глутаміну/глутамату через Δ<sup>1</sup>-піролін-5-карбоксилат. Також наприкінці 1980-х років була з'ясована роль аргініну як попередника у синтезі NO в [[ендотелій|едотелії]] та [[макрофаг]]ах, а пізніше і в багатьох інших типах клітин<ref name=wu />.

== Структура та властивості ==
[[Файл:Betaine Arginine.png|міні|ліворуч|200пкс|Делокалізація позитивного заряду в гуанідиновому угрупуванні <span style="font-variant:small-caps;">l</span>-аргініну]]
Аргінін як α-амінокислота містить [[аміногрупа|аміно-]] та [[карбоксильна група|карбоксильну групу]] розташовані біля одного (α) атома [[Вуглець|Карбону]]. Цей атом є хіральним, і в залежності від розташування замісників біля нього розрізняють <span style="font-variant:small-caps;">l</span>- та <span style="font-variant:small-caps;">d</span>-форми, до складу білків входить перша із них.

R-група аргініну складається із карбонового ланцюга довжиною три атоми, на кінці якого розташоване гуанідинове угрупування, завдяки якому ця амінокислота має сильні основні властивості. Коли аргінін перебуває в [[іон]]ізованій формі, позитивний заряд у гуанідиновій групі рівномірно розподіляється між трьома атомами [[Нітроген]]у й атомом Карбону завдяки [[делокалізація електронів|делокалізації електронів]]{{sfn|Ластухін et al|2006|с=475}}.

Логарифмічна [[константа кислотної дисоціації|константа дисоціації]] карбоксильної групи аргініну pK<sub>1</sub> = 2,17; константа дисоціації α-аміногрупи pK<sub>2</sub> = 9,04, а гуанідинвого угрупування pK<sub>R</sub>(R група) = 12,48. Аргінін найосновніша із 20 стандартних амінокислот, [[ізоелектрична точка]] для неї становить pI = 10,76{{sfn|Nelson et al|2008|p=73}}.

[[Індекс гідропатичності]] (заміна [[вільна енергія Гіббса|вільної енергії]] при перенесенні R групи із гідрофобного розчинника у воду) для аргініну становить -4,5&nbsp;кДж/моль, вона найбільш [[Гідрофільність|гідрофільна]] із 20 стандартних амінокислот{{sfn|Nelson et al|2008|p=73}}.

У розчині або у складі білків аргінін можна якісно та кількісно визначити завдяки [[реакція Сакагучі|реакції Сакагучі]]. Вона полягає у взаємодії [[гіпохлорит натрію|гіпохлориту натрію]] і 2-[[нафтол]]у з гуанідином у лужному середовищі з утворенням сполук червоного забарвлення{{sfn|Ластухін|2005|с=114}}<ref>{{cite journal
| author  = Jorpes E, Thorén S
| title   = The use of the Sakaguchi reaction for the quantitative determination of arginine
| journal = Biochem J
| volume  = 26
| pages   = 1504-6
| year    = 1932
| pmid    = 16744969
| url     = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1261062/pdf/biochemj01112-0140.pdf
}}</ref>.

== Одержання ==
Одержання орнітину
[[Файл:1Орнітин-дигідрохлорат.tif|центр|безрамки|666x666пкс]]
Основа: В пов'язує протон карбоксильної групи, після чого слідує нуклеофільна атака '''δ-NH<sub>2</sub>-групи''' (більш сильний нуклеофільний центр, ніж α-аміногрупа) по <math>C\equiv N</math>-зв'язку ціанаміду
[[Файл:2аргінін.tif|центр|безрамки|668x668пкс]]

== Біосинтез аргініну ==
[[Файл:Mammalian biosynthesis of arginine.svg|right|220px|Біосинтез аргініну в ссавців]]

=== Шлях біосинтезу аргініну у ссавців ===
Основними джерелами аргініну в організмі людини є їжа, обмін білків та ендогенний синтез. При чому у дорослих осіб тільки 5—15&nbsp;% загальної кількості цієї амінокислоти в крові припадає на утворену ''de novo''. Більшість синтезу аргініну в організмі відбувається за участі [[тонкий кишечник|тонкого кишечника]] та [[нирки|нирок]]<ref name=wu />.

Біосинтез аргініну ''de novo'' розпочинається із [[глутамат]]у, який [[фосфорилювання|фосфорилюється]] до γ-глутамілфосфату із використанням однієї молекули [[АТФ]], після чого утворений продукт відновлюється до [[глутамат-γ-семіадьдегід]]у. Ці реакції [[каталіз]]ують [[глутаматкіназа]] та [[ALDH18A1|γ-глутамілфосфатредуктаза]] відповідно. Глутамат-γ-семіальдегід спонтанно циклізується у [[Δ1-піролін-5-карбоксилат|Δ<sup>1</sup>-піролін-5-карбоксилат]] (П5К), який далі може бути перетворений у [[пролін]], проте під час біосинтезу аргініну глутамат-γ-семіальдегід повинен вступати в реакцію [[переамінування]] із глутаматом, внаслідок якої він перетворюється до <span style="font-variant:small-caps;">l</span>-[[орнітин]]у. Рівновага реакції циклізації семіальдегу у П5К сприяє утворенню останнього, проте вона може протікати і в напрямку необхідному для синтезу орнітину, за умов нестачі аргініну в організмі. Орнітин також може бути синтезований із проліну, що окиснюється до П5К [[PRODH|проліноксидазою]]<ref name=wu />{{sfn|Nelson et al|2008|p=863}}.

Орнітин є проміжним продуктом циклу сечовини, в реакціях якого він перетворюється до аргініну. Спершу ця амінокислота вступає в реакцію [[конденсація|конденсації]] із [[карбамоїлфосфат]]ом, продуктом якої є <span style="font-variant:small-caps;">l</span>-[[цитрулін]]. Каталізує це перетворення [[OTC|орнітинкарбамоїлтрансфераза]] (інша назва орнітинтранскарбамоїлаза). Карбамоїлфосфат синтезується у [[мітохондрія]]х із [[гідрокарбонат]]у та [[аміак]]у ферментом [[карбамоїлфосфатсинтаза-1|карбамоїлфосфатсинтазою I]], яка потребує наявності [[N-ацетилглутамат]]у як [[алостерична регуляція|алостеричного]] активатора. У [[цитоплазма|цитоплазмі]] клітини [[ASS1|аргініносукцинатсинтаза]] (АСС) каталізує взаємодію цитруліну із [[аспартат]]ом, продуктом якої є [[аргініносукцинат]], що відразу ж розщеплюється [[аргініносукциназа|аргініносукциназою]] (аргініносукцинатліазою, АСЛ) до аргініну та [[фумарат]]у<ref name=wu />{{sfn|Nelson et al|2008|p=862}}.

<table style="float:left; width:300px; margin:10px; border-collapse:collapse;">
  <caption style="background-color:#FFEFC3; font-variant:small-caps; padding:5px;">Експресія ферментів біосинтезу аргініну органами ссавців</caption>
  <tr style="background-color:#F9F9E9;">
    <td style="padding:5px;">Орнітинамінотрансфераза</td>
    <td rowspan="3" style="padding:5px;">Більшість органів</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#F9F9E9;">
    <td style="padding:5px;">Аргініносукцинатсинтаза (АСС)</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#F9F9E9;">
    <td style="padding:5px;">Аргініносукцинатліаза (АСЛ)</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#FCF9CE;">
    <td style="padding:5px;">Карбамоїлфосфатсинтаза I</td>
    <td rowspan="3" style="padding:5px;">Печінка, тонка кишка</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#FCF9CE;">
    <td style="padding:5px;">Орнітинтранскарбамоїлаза</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#FCF9CE;">
    <td style="padding:5px;">N-ацетилглутаматсинтаза</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#F9F9E9;">
    <td style="padding:5px;">Проліноксидаза</td>
    <td style="padding:5px;">Печінка, тонка кишка, нирки</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#FCF9CE;">
    <td style="padding:5px;">Глутаматкіназа</td>
    <td rowspan="2" style="padding:5px;">Тонка кишка</td>
  </tr>
  <tr style="background-color:#FCF9CE;">
    <td style="padding:5px;">γ-глутамілфосфатредуктаза</td>
  </tr>
</table>
[[Експресія генів|Експресія]] ферментів шляху біосинтезу аргініну із глутамату відрізняється в різних органах. Деякі із них, такі як орнітин-δ-амінотрансфераза, аргінінсукцинатсинтаза та аргінінсукциназа, наявні у більшості тканин, інші, наприклад карбамоїлфосфатсинтаза I, орнітинтранскарбамоїлаза та [[NAGS|N-ацетилглутаматсинтаза]] (фермент, необхідний для синтезу N-ацетилглутамату), експресуються тільки [[печінка|печінкою]] та тонкою кишкою, проліноксидаза&nbsp;— крім цих органів також і нирками, а глутаматкіназа і γ-глутамілфосфатредуктаза наявні тільки в [[ентероцит]]ах. Таким чином деякі реакції цього біохімічного шляху можуть відбуватись тільки в окремих органах. Більшість біосинтезу аргініну в організмі відбувається завдяки метаболічній колаборації між тонкою кишкою та нирками, відомій також як кишково-ниркова вісь ({{lang-en|intestinal-renal axis}})<ref name=wu />.

==== Кишково-ниркова вісь біосинтезу аргініну ====
Клітини тонкої кишки поглинають глутамін і глутамат, а також пролін, із крові та порожнини кишки, у їхніх мітохондріях значна частина цих амінокислот перетворюється у цитрулін, в ентероцитах також може синтезуватись деяка кількість аргініну. Цитрулін вивільняється у кров, звідки може поглинатись іншими органами. Найактивніше його використовують нирки, на які припадає приблизно 60&nbsp;% сумарного синтезу аргініну в дорослих ссавців. Перетворення цитруліну в аргінін відбувається завдяки активності АСС та АСЛ. Найбільша концентрація цих ферментів спостерігається у проксимальних звивистих канальцях<ref name=wu />.

Профіль синтезу аргініну різними органами змінюється із віком: відразу після народження весь біохімічний шлях утворення цієї амінокислоти відбувається у тонкій кишці, пізніше в ентероцитах збільшується експресія [[аргіназа|аргінази]] і основним їхнім продуктом стає цитрулін. Одночасно в нирках зростає активність ферментів, необхідних для перетворення цитруліну в аргінін<ref name=wu />.

Основним чинником, що визначає активність біосинтезу аргініну нирками, є концентрація цитруліну в крові, оскільки та частина біохімічного шляху, яка відбувається у тонкій кишці, протікає значно повільніше. Проте експериментальні дані свідчать, що утворення цитруліну не є строго регульованим процесом. Зокрема, його інтенсивність у щурів та свиней не збільшується за умов вживання дієти бідної на аргінін, навіть коли попередники (глутамін, глутамат) наявні у великій кількості. Припускається, що для регуляції загального вмісту аргініну в організмі більше значення має контроль над його [[катаболізм]]ом, ніж над біосинтезом<ref name= wu />.

==== Біосинтез аргініну в печінці ====
У [[гепатоцит]]ах велика кількість аргініну постійно утворюється в циклі сечовини, проте, він одразу ж розщеплюється аргіназою. Таким чином для того, щоб у печінці відбувався сумарний синтез цієї амінокислоти, цикл сечовини повинен поповнюватись за рахунок інших метаболітів, таких як орнітин. Крім того, всі ферменти циклу сечовини організовані у [[метаболон]], в якому проміжні [[метаболіт]]и не вивільняються у цитоплазму (чи матрикс мітохондрій), а передаються від одного [[активний центр|активного центру]] до іншого. Про те, що печінка робить дуже малий вклад у сумарний синтез аргініну (або взагалі не робить), свідчать випадки [[трансплантація|трансплантації]] цього органа людям із вродженими дефектами ферментів циклу сечовини. Навіть після отримання здорової печінки вони повинні отримувати весь аргінін із дієти<ref name=wu/>.

==== Синтез аргініну NO-продукуючими клітинами ====
Аргінін є основним джерелом для синтезу NO у багатьох типах клітин, фермент [[NO-синтаза]] ([[NOS2|iNOS]]) перетворює його на оксид Нітрогену (II) та цитрулін. Останній може знову перетворюватись в аргінін, у шляху відомому як [[цитрулін/NO цикл]] (або цитрулін/аргінін-цикл), основними ферментами якого є АСС та АСЛ. Проте інтенсивність цього шляху значно нижча, ніж циклу сечовини у печінці, внаслідок чого в клітинах може накопичуватись цитрулін. Причиною цього може бути знижена активність АСС у порівнянні із iNOS або/і браком каналювання субстратів між ферментами<ref name=wu />.

=== Бактерійний шлях біосинтезу аргініну ===
[[Файл:Bacterial biosynthesis of arginine.svg|right|150px|Основний шлях біосинтезу аргініну в бактерій]]
У [[бактерії|бактерій]] шлях біосинтезу аргініну із [[глутамат]]у ''de novo'' схожий до такого у ссавців, проте він може протікати більш ефективно, через те, що [[аміногрупа]] в α-положенні глутамату захищається [[ацетил]]ьною групою, через що циклізація семіальдегіду стає неможливою. Першою реакцією цього шляху є утворення [[N-ацетилглутамат]]у, внаслідок перенесення [[ацетил]]ьної групи із [[ацетил-КоА]] ферментом N-ацетилглутаматсинтазою. Далі N-ацетилглутамат активується приєднанням фосфатної групи і [[відновлення|відновлюється]] до N-ацетилглутамат-γ-семіальдегіду. Останній вступає в реакцію [[переамінування]] із глутаматом, одним із продуктів якої є [[N-ацетилорнітин]], який перетворюється в [[орнітин]] шляхом відщеплення ацетильної групи (фермент [[OAT|N-ацетилорнітиназа]]). Подальші перетворення орінтину аналогічні до тих, що відбуваються у ссавців{{sfn|Nelson et al|2008|p=862}}{{sfn|Voet et al|2011|p=1071}}.

== Транспорт аргініну ==
Аргінін поглинається клітинами із плазми, його час півжиття у крові дорослої свині становить 1,06&nbsp;год, вагітної&nbsp;— 0,75&nbsp;год, а неонатальної&nbsp;— 0,65&nbsp;год<ref name=bazer/>. Транспорт цієї амінокислоти через [[плазматична мембрана|мембрану]] забезпечується однією із систем y<sup>+</sup>, b<sup>o,+</sup>, B<sup>o,+</sup>, y<sup>+</sup>L. З яких найважливішою є перша&nbsp;— y<sub>+</sub>&nbsp;— високоафінний [[натрій|Na]]-незалежний транспортер аргініну, [[лізин]]у та орнітину. Перелічені системи транспорту експресуються тканиноспецифічно, наприклад y<sub>+</sub> наявна майже у всіх клітинах організму, крім гепатоцитів. Кількість транспортерів аргініну підлягає регулюванню, зокрема вона може бути збільшена у відповідь на дію бактерійних [[ендотоксин]]ів або [[цитокін]]ів [[запалення]]<ref name=wu/>.

== Включення у білки ==
Аргінін кодується шістьма кодонами мРНК: ЦГА, ЦГУ, ЦГГ, ЦГЦ, АГА та АГГ{{sfn|Nelson et al|2008|p=1069}}. Які всі інші амінокислоти, перед включенням у білок він бути активованим і приєднаним до відповідної [[тРНК]]. Ці реакції забезпечує фермент [[аргініл-тРНК-синтаза]]. Спершу відбувається [[аденілювання]] аргініну по карбоксильній групі, пізніше аденіл заміщується на відповідну тРНК. Утворена сполука аргініл-тРНК може бути використана у процесі [[трансляція (біологія)|трансляції]], що відбувається на [[рибосома]]х{{sfn|Nelson et al|2008|p=}}.

Аналіз більше 1150 білків показав, що аргінін становить близько 5,1&nbsp;% усіх амінокислот в їх складі{{sfn|Nelson et al|2008|p=73}}. Підвищений його вміст спостерігається у тих білках, що взаємодіють із негативно зарядженими молекулами, такими як ДНК, зокрема в протамін сперми лосося (сальмін) містить 85,2&nbsp;% цієї амінокислоти{{sfn|Ластухін|2005|с=98}}. Основні властивості аргініну також сприяють формуванню просторової структури поліпептидів, завдяки утворенню іонних зв'язків із вільними карбоксильними групами інших амінокислот{{sfn|Ластухін|2005|с=119}}.

Після включення до складу поліпептиду залишок аргініну може зазнавати модифікації, зокрема [[пептидиларгініндеаміназа|пептидиларгініндеамінази]] (PAD) здатні перетворювати його у залишок цитруліну<ref>{{cite journal
| author  = Vossenaar ER, Zendman AJ, van Venrooij WJ, Pruijn GJ
| title   = PAD, a growing family of citrullinating enzymes: genes, features and involvement in disease
| journal = Bioessays
| volume  = 25
| pages   = 1106-18
| year    = 2003
| pmid    = 14579251
| doi     = 10.1002/bies.10357
}}</ref>. Також аргінін може зворотно метилюватись з утворенням ω-N-метиларгініну{{sfn|Voet et al|2011|p=}} з метою регулювання активності білків{{sfn|Nelson et al|2008|p=78}}.

== Функції аргініну поза білками ==
Окрім того, що аргінін є однією із двадцяти стандартних амінокислот, що кодуються генетичним кодом і входять до складу білків, ця амінокислота має ряд інших функцій в організмі. Зокрема, вона необхідна для синтезу сечовини в уреателічних організмів, продукування оксиду Нітрогену (II), поліамінів, агматину, креатину, також аргінін може виступати попередником для утворення інших амінокислот, зокрема проліну та глутамату і глутаміну<ref name=wu/>. Перелічні шляхи утилізації аргініну в організмі функціонують з різною інтенсивністю, наприклад швидкість утворення NO у 180 разів нижча за швидкість продукції сечовини, й у 8&nbsp;— за швидкість продукції креатину<ref name=morris />. На продукцію поліамінів використовується навіть менше аргініну, ніж на конститутивний синтез NO<ref name=bazer>{{cite journal
| author  = Wu G, Bazer FW, Davis TA, Kim SW, Li P, Marc Rhoads J, Carey Satterfield M, Smith SB, Spencer TE, Yin Y
| title   = Arginine metabolism and nutrition in growth, health and disease
| journal = Amino Acids
| volume  = 37
| pages   = 153-68
| year    = 2008
| pmid    = 19030957
| doi     = 10.1007/s00726-008-0210-y
}}</ref>.
<!--
глюкогенна амінокислота{{sfn|Voet et al|2011|p=872}}. катаболізує до глутамату, потім α-кетоглутарат{{sfn|Voet et al|2011|p=1034}}. катаболізм{{sfn|Nelson et al|2008|p=699}}-->

=== Катаболізм арігініну за участі аргінази ===
{{main|Аргіназа}}
Найбільша кількість аргініну в організмі ссавців катаболізується за участі ферменту аргінази (КФ 3.5.3.1) до орнітину та сечовини. Ця реакція є одним із етапів циклу сечовини, що забезпечує детоксифікацію [[аміак]]у в уреателічних тварин. Цикл сечовини протікає головним чином у печінці, де у великій кількості експресується аргіназа I (один із двох [[ізофермент]]ів у ссавців). Також аргіназа I наявна у клітинах [[ендотелій|ендотелію]], [[епітелій|епітеліальних]] клітинах молочних залоз, [[макрофаг]]ах, а в [[примат]]ів ще і в [[еритроцит]]ах. Аргіназа II натомість експресується майже у всіх клітинах, що містять мітохондрії, за винятком гепатоцитів. Її роль, ймовірно, полягає у регуляції доступу аргініну для інших шляхів його катаболізму, зокрема вона може обмежувати доступність субстрату для синтезу NO, зібльшувати кількість орінтину, необхідного для утворення поліамінів ([[путресцин]]у, [[спермідин]]у та [[спермін]]у) та проліну. Деяка активність аргінази також спостерігається у позаклітинних рідинах, вона значно зростає в умовах запалення або травм<ref name=bazer/>. В ушкоджених місцях аргіназа може мати протизапальний ефект, одночасно негативно впливаючи на швидкість синтезу NO, і позитивно&nbsp;— на утворення проліну, необхідного для продукції [[колаген]]у<ref name=wu/>.

Зовсім немає аргіназоної активності в клітинах [[плацента|плаценти]] свиней й ентероцитах поросят, що вигодовуються молоком. Завдяки цьому максимальна кількість аргініну може постачатись від матері до дитини. Проте така закономірність спостерігається не у всіх видів, наприклад ті ж тканини овець мають досить високі рівні аргінази<ref name=bazer/>. Також цей фермнет дуже активний у молочних залозах під час [[лактація|лактації]], оскільки він необхідний для утворення проліну із аргініну<ref name=wu/>.

=== Утворення креатину ===
У людини, що важить 70&nbsp;кг приблизно 2,3&nbsp;г аргініну в день витрачається на синтез креатину (10&nbsp;% всього аргініу в кровообігу). Ця сполука у фосфорильваному стані ([[фосфокреатин]]) слугує резервуаром вільної енергії для швидкої регенерації АТФ у тих типах клітин, які його дуже інтенсивно використовують (м'язи, [[нейрон]]и). Кількості фосфокреатину в склетених м'язах людини достатньо для забезпечення їх енергії впродовж кількох хвилин{{sfn|Voet|2011|p=583}}. Також є відомості про те, що креатин має [[антиоксидант|антиоксидативні]] і протизапальні властивості, а також покращує [[глюкозотолерантність]] у людей<ref name=bazer/>.

Фосфокреатин синтезується в організмі завдяки метаболічній кооперації між нирками, [[підшлункова залоза|підшлунковою залозою]], печінкою та скелетними м'язами. Першу реакцію на шляху перетворення аргініну в креатин каталізує [[аргінін:гліцин амідинотрансфераза]] (КФ 2.1.4.1)&nbsp;— мітохондріальний фермент, що експресується головним чином у ниркових трубочках та підшлунковій залозі, і в значно меншій кількості в печінці та інших органах. Продуктом цієї реакції, що полягає у перенесенні гуанідинової групи із аргініну на [[гліцин]], є [[гуанідиноацетат]] та орнітин. Гуанідиноацетат підлягає метилюванню цитоплазматичним ферментом [[гуанідиноацетат-N-метилтрансфераза|гуанідиноацетат-N-метилтрансферазою]] із утворенням креатину. Цей етап найбільш інтенсивно протікає у печінці та підшлунковій залозі, і значно повільніше у нирках. Креатин вивільняється у кров, звідки може поглинатись м'язами і нейронами та фосфорилюватись до фосфокреатину<ref name=wu/>.

У деяких [[безхребетні|безхребетних]], таких як [[омар]], функцію фосфокреатину виконує [[фосфоаргінін]]{{sfn|Voet|2011|p=583}}.

=== Синтез NO ===
{{Main|NO-синтаза}}
Аргінін є попередником для синтезу монооксиду азоту (NO)&nbsp;— сигнальної молекули, що бере участь у регуляції ряду фізіологічних процесів, таких як розширення кровоносних судин, передача нервових імпульсів та [[імунна відповідь]]. Утворення NO забезпечує фермент NO-синтаза, що у ссавців має три ізоформи (нейрональна nNOS, ендотеліальна eNOS, індуцибельна iNOS), які відрізняються функціями, поширенням у тканинах та особливостями регуляції{{sfn|Nelson et al|2008|p=882}}.

Реакція перетворення аргініну до цитруліну та NO відбувається у два етапи із проміжним продуктом N<sup>ω</sup>-гідроксил-<span style="font-variant:small-caps;">l</span>-аргінін (NOHA) та потребує кисню, НАДФН, 5,6,7,8-тетрагідробіоптерину, ФМН та ФАД{{sfn|Voet et al|2011|p=687}}.

=== Синтез агматину ===
Фермент [[аргініндекарбоксилаза]], який каталізує декарбоксилювання аргініну до агматину, був спершу виявлений у рослинних та бактерійних клітинах, проте пізніше його знайшли і в мозку, печінці, нирках, надниркових залозах, макрофагах та тонкій кишці [[ссавці]]в. Фізіологічна роль агматину точно не встановлена, проте тривають його дослідження як можливого [[нейромедіатор]]а та регулятора багатьох функцій організму<ref name=wu/><ref>{{cite journal
| author  = Galgano F, Caruso M, Condelli N, Favati F
| title   = Focused review: agmatine in fermented foods
| journal = Front Microbiol
| volume  = 3
| year    = 2012
| pmid    = 22701114
| doi     = 10.3389/fmicb.2012.00199
}}</ref>.

== Ауксотрофність деяких ракових клітин за аргініном ==
У деяких лініях злоякісних клітин, зокрема [[меланома|меланоми]], [[гепатоцелюлярна карцинома|гепатоцелюлярної карциноми]], [[нирковоклітинний рак|нирковоклітинного раку]] та деяких [[мезотеліома|мезотеліом]], спостерігається брак експресії аргініносукцинатсинтази, внаслідок чого вони стають [[ауксотроф]]ними за аргініном. Через це ферменти, що розщеплюють аргінін, такі як [[аргіназа]] та бактерійна [[аргініндеіміназа]], можуть використовуватись як протипухлинні препарати при цих типах раку<ref>{{cite journal
| author  = Feun L, You M, Wu CJ, Kuo MT, Wangpaichitr M, Spector S, Savaraj N
| title   = Arginine deprivation as a targeted therapy for cancer
| journal = Curr Pharm Des
| volume  = 14
| pages   = 1049-57
| year    = 2008
| pmid    = 18473854
}}</ref>.

== Вміст аргініну в харчових продуктах ==
Вміст аргініну відносно високий у морській їжі, соку кавуна, горіхах, насінні, водоростях, м'ясі, концентраті рисового білка та у соєвому білку, але низький у молоці більшості ссавців (включно із людиною, коровами і свиньми). Проте велика частина від загальної кількості цієї амінокислоти, що поступає в організм дорослої людини із їжею, не потрапляє в кров, оскільки близько 40&nbsp;% аргініну відразу ж розщеплюється у тонкій кишці<ref name=bazer/>.

== Примітки ==
{{reflist|2}}

== Література ==
* {{cite book
|title = Lehninger Principles of Biochemistry
|edition = 5th
|publisher = W. H. Freeman
|year = 2008
|isbn = 978-0-7167-7108-1
|author = Nelson D.L., Cox M.M.
|ref = Nelson et al
|url-access = registration
|url = https://archive.org/details/lehningerprincip00lehn_1
}}
* {{cite book
|title = Biochemistry
|edition = 4th
|publisher = Wiley
|year = 2011
|isbn = 978-0470-57095-1
|pages = 487—496
|author = Voet D., Voet J.G.
|ref= Voet et al}}
* {{cite book
|title = Хімія природних органічних сполук
|url = https://archive.org/details/isbn_9667597474
|publisher = Національний університет «Львівська політехніка», «Інтелект-Захід»
|year = 2005
|isbn = 966-7597-47-4
|author = Ластухін О.Ю.
|location = Львів
|сторінки = [https://archive.org/details/isbn_9667597474/page/n557 560]
|ref = Ластухін
}}
* {{cite book
|автор= Ластухін Ю.О., Воронов С.А.
|назва= Органічна хімія
|url= https://archive.org/details/isbn_9667022196
|рік= 2006
|видавництво= Центр Європи
| розміщення= Львів
|сторінки= [https://archive.org/details/isbn_9667022196/page/n430 864]
|isbn= 966-7022-19-6
|ref = Ластухін et al}}

== Посилання ==
* [http://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/2866/arginin АРГІНІН] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160310142819/http://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/2866/arginin |date=10 березня 2016 }} [[Фармацевтична енциклопедія]]
{{Амінокислота}}
{{Бібліоінформація}}
[[Категорія:Амінокислоти]]