Co to jest metionina i cysteina?
Metionina i cysteina to aminokwasy zawierające siarkę. Cysteina jest syntetyzowana endogenne z metioniny, a produkcja cysteiny odpowiada w przybliżeniu za połowę zapotrzebowania na metioninę w diecie. W tym szlaku metionina jest przekształcana w homocysteinę, która z kolei przekazuje grupę siarkową serynie (nieistotny aminokwas), aby ostatecznie utworzyć cysteinę. Chociaż metionina, ale nie cysteina, jest uważana za niezbędny aminokwas, dodatek cysteiny w diecie „oszczędza” i zmniejsza metaboliczne zapotrzebowanie na metioninę.

Metionina jest aminokwasem obojętnym, podczas gdy cysteina jest zasadowa; zarówno metionina, jak i cysteina są glukoneogenne. Cysteina łatwo reaguje ze sobą i innymi tiolami (tj. związkami zawierającymi siarkę), a cystyna powstaje z wiązania dwusiarczkowego między dwiema cząsteczkami cysteiny. Większość cysteiny w osoczu znajduje się w rzeczywistości jako cystyna.

Metionina pokarmowy jest pochłaniana przez transporter obojętnego aminokwasu w jelicie cienkim (szczególnie jelicie czczym) i metioniny w osoczu aktywnie reabsorbowany w kanaliku proksymalnym z nerki; Cysteina i cystyna pochodząca z pożywienia są wchłaniane w jelicie cienkim i aktywnie ponownie wchłaniane w kanaliku proksymalnym nerki za pośrednictwem transportera dwuzasadowych aminokwasów.

Dlaczego są ważne?
Zarówno metionina, jak i cysteina są włączone do białka strukturalnego i są niezbędne do prawidłowego wzrostu. Siarkowe łańcuchy boczne pomagają stabilizować drugorzędowe i trzeciorzędowe struktury białkowe. Metionina wchodzi w skład koenzymu S-adenozylometioniny, który wpływa i reguluje aktywność szeregu procesów replikacji enzymatycznej i komórkowej.

Odziedziczone defekty transportera dla aminokwasów dwuzasadowych mogą skutkować słabą absorpcją cyst(e)iny (jak również innych aminokwasów dwuzasadowych lizyny, ornityny i argininy) z błony śluzowej jelit oraz słabej reabsorpcji w kanalikach nerkowych. W przeciwieństwie do lizyny, ornityny i argininy cystyna nie jest rozpuszczalna w moczu i łatwo tworzy kryształy i kamienie. Cystynurię i związane z nią bolesne oddawanie moczu oraz niedrożność dróg moczowych z powodu kamicy cystynowej opisano u nowofundlandów, buldogów angielskich i jamników. Zwiększone spożycie DL-metioniny (zarówno w diecie, jak i jako suplement) było stosowane w leczeniu sterylnych krystalurii struwitowych i kamicy moczowej. Utlenianie siarki zawartej w diecie zwiększa wydalanie z moczem amonu (NH 4 +), powodując bardziej kwaśne pH moczu.

Role w ciele
Metionina jest częścią koenzymu s-adenozylo metioniny, który poprzez swoją zdolność do przenoszenia i metylowania innych substratów jest w stanie modyfikować aktywność szeregu różnych procesów metabolicznych, w tym kwasów nukleinowych, białek, lipidów i metabolitów wtórnych); jest także składnikiem białka i prekursorem cysteiny.

Cysteina łatwo tworzy wiązania siarczkowe z innymi grupami tiolowymi stabilizującymi strukturę drugorzędową i trzeciorzędową w białkach, takich jak włosy, glutation i insulina; i działa jako dawca siarki dla choliny, niezbędnego składnika odżywczego podobnego do witamin. Cysteina jest prekursorem tauryny u psów, jednak koty mają niską aktywność wątrobowej dioksygenazy cysteinowej i dekarboksylazy sulfinianowej cysteiny (dwóch kluczowych enzymów w konwersji cysteiny do tauryny) i wymagają w diecie preformowanego źródła tauryny. Cysteina jest także prekursorem kotliny, feromonu moczu wytwarzanego przez koty, który nadaje moczowi kota charakterystyczny aromat.