L-valina è un amminoacido essenziale utilizzato in vari settori, tra cui la produzione di integratori alimentari, farmaceutici e nutrizionali. La produzione della L-valina coinvolge principalmente sintesi chimiche e fermentazioni.
È uno dei tre aminoacidi a catena ramificata (BCAA), insieme alla leucina e all'isoleucina, particolarmente importanti per la riparazione e la crescita muscolare. La valina svolge un ruolo cruciale nella fornitura di energia, stimola la rigenerazione muscolare ed è coinvolta in vari processi metabolici.
Quando si fa riferimento alla "L-valina", il prefisso "L-" specifica l'orientamento della molecola nello spazio tridimensionale, indicando la sua chiralità. Gli aminoacidi possono esistere in due forme specchio, designate come L (Levo) e D (Destro), che sono come le mani sinistra e destra. Queste forme sono identiche nella loro formula chimica ma differiscono nel loro arrangiamento spaziale, portando a diverse proprietà e attività nei sistemi biologici.
La forma L degli aminoacidi, inclusa la L-valina, è la forma biologicamente attiva negli esseri umani ed è quella incorporata nelle proteine. Ciò è dovuto al fatto che gli enzimi che sintetizzano le proteine negli organismi viventi sono specifici per la forma L degli aminoacidi. Le forme D degli aminoacidi non vengono utilizzate nella sintesi proteica dalla maggior parte degli organismi viventi e possono avere effetti diversi, a volte dannosi, sui sistemi biologici.
In sintesi, "valina" si riferisce all'aminoacido in generale, senza specificarne l'orientamento, mentre "L-valina" si riferisce specificamente alla forma biologicamente attiva della valina che viene utilizzata nel metabolismo e nella sintesi proteica umana. Esistono anche forme D degli aminoacidi, inclusa la D-valina, che hanno proprietà diverse e una minore importanza nella biologia umana.
Processo di produzione industriale
- Materie prime. Le materie prime di base per la produzione di L-valina includono fonti di carbonio e azoto, come zuccheri, ammonio e composti di azoto.
- Fermentazione. La produzione della L-valina può coinvolgere il processo di fermentazione batterica, in cui i microrganismi, spesso del genere Corynebacterium, Escherichia coli, Corynebacterium glutamicum (1), vengono utilizzati per sintetizzare la L-valina da substrati appropriati.
- Estrazione e purificazione. Dopo la fermentazione, la L-valina può essere estratta dalla miscela reattiva e successivamente purificata per ottenere un prodotto di alta purezza.
- Cristallizzazione. La L-valina può essere cristallizzata per ottenere una forma solida purificata.
L-valina è comunemente disponibile in forma di polvere cristallina bianca o come cristalli, solubile in acqua.
A cosa serve e dove si usa
Integratori Alimentari. L-Valina è uno degli aminoacidi a catena ramificata (BCAA) utilizzati comunemente in integratori alimentari e prodotti per la nutrizione sportiva per supportare la sintesi proteica muscolare e la riparazione dopo l'esercizio fisico
Metabolismo muscolare. Gioca un ruolo cruciale nel supporto del metabolismo muscolare e nella fornitura di energia durante l'attività fisica (2).
Funzione immunitaria. È stato suggerito che la L-Valina possa sostenere la funzione immunitaria, sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per confermare questi effetti
Fegato. Alcuni studi indicano che la L-Valina può avere effetti benefici sulla salute del fegato, aiutando a prevenire l'accumulo di grasso nel fegato (3).
Sicurezza. Generalmente considerata sicura quando assunta come parte di una dieta equilibrata o attraverso integratori, ma è importante non superare le dosi raccomandate per evitare potenziali effetti collaterali
Molecular Formula C5H11NO2
Molecular Weight 117.15 g/mol
CAS 72-18-4
UNII HG18B9YRS7
EC Number 200-773-6
DTXSID40883233
Bibliografia_____________________________________________________________________
(1) Wang X, Zhang H, Quinn PJ. Production of L-valine from metabolically engineered Corynebacterium glutamicum. Appl Microbiol Biotechnol. 2018 May;102(10):4319-4330. doi: 10.1007/s00253-018-8952-2. Epub 2018 Mar 29. PMID: 29594358.
Abstract. L-Valine is one of the three branched-chain amino acids (valine, leucine, and isoleucine) essential for animal health and important in metabolism; therefore, it is widely added in the products of food, medicine, and feed. L-Valine is predominantly produced through microbial fermentation, and the production efficiency largely depends on the quality of microorganisms. In recent years, continuing efforts have been made in revealing the mechanisms and regulation of L-valine biosynthesis in Corynebacterium glutamicum, the most utilitarian bacterium for amino acid production. Metabolic engineering based on the metabolic biosynthesis and regulation of L-valine provides an effective alternative to the traditional breeding for strain development. Industrially competitive L-valine-producing C. glutamicum strains have been constructed by genetically defined metabolic engineering. This article reviews the global metabolic and regulatory networks responsible for L-valine biosynthesis, the molecular mechanisms of regulation, and the strategies employed in C. glutamicum strain engineering.
(2) Gore DC, Wolfe RR. Metabolic response of muscle to alanine, glutamine, and valine supplementation during severe illness. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2003 Sep-Oct;27(5):307-14. doi: 10.1177/0148607103027005307.
Abstract. Background: Alanine and glutamine are released from muscle in response to critical illness. Subsequent depletion of glutamine from muscle is proposed as a principal factor in the limitation of muscle protein synthesis in severely ill patients. The objective of this study was to assess the peripheral metabolic response to enteral supplementation of alanine, glutamine, and valine in critically ill patients....Results: Compared with healthy volunteers, critically ill patients had significantly reduced concentrations of alanine and glutamine in arterial plasma (p < .05), which increased significantly with amino acid supplementation. Muscle glutamine concentrations were significantly less in the patients and were not significantly affected by supplementation. Alanine and glutamine transport into and out of muscle and the rates of alanine and glutamine incorporation into and production from muscle were not affected by supplementation. Phenylalanine kinetics, as a marker of muscle protein metabolism, were not significantly altered by alanine, glutamine, and valine intake. Conclusions: These results demonstrate that alanine, glutamine, and valine administration fails to significantly affect muscle glutamine availability or muscle protein metabolism. These findings suggest that accelerated muscle catabolism in critically ill patients is not in response to any deficiency in alanine or glutamine availability.
(3) Nakanishi C, Doi H, Katsura K, Satomi S. Treatment with L-valine ameliorates liver fibrosis and restores thrombopoiesis in rats exposed to carbon tetrachloride. Tohoku J Exp Med. 2010 Jun;221(2):151-9. doi: 10.1620/tjem.221.151.
Abstract. It has been reported that treatment with branched chain amino acids (BCAAs) increases the survival rates in cirrhotic patients. In this study, we investigated the effect of L-valine, one of BCAAs, on liver fibrosis in rat. To induce liver fibrosis, male Wistar rats were injected carbon tetrachloride (CCl(4)) intraperitoneally (2.0 mL/kg) twice a week for 12 weeks. The rats (seven to fifteen rats for each group) were then administered 1.688 g/kg/day of L-valine intravenously for 7 days or 10% amino acid preparation that provided the same amount of nitrogen. Seven days after the last administration, blood platelet counts and bone marrow megakaryocyte counts were significantly higher in the valine group than in the control group (131.2 +/- 38.3 vs. 106.3 +/- 14.5 x 10(4)/microL, p = 0.04; 18.0 +/- 2.1 vs. 13.5 +/- 2.2 per field, p < 0.01, respectively). Importantly, the mRNA level of thrombopoietin, a key regulator of thrombopoiesis, was significantly higher in the liver of the valine group than the control group. Furthermore, hepatic fibrosis was significantly reduced in the valine group, and the mRNA levels of factors associated with liver fibrosis such as procollagen alpha1(III), transforming growth factor-beta1 and connective tissue growth factor were significantly lower in the liver of the valine group 10 days after the last administration. These results indicate that L-valine treatment ameliorates liver fibrosis and restores thrombopoiesis in rats exposed to CCl(4). Therefore, L-valine supplementation may be helpful for patients with liver cirrhosis.
