TeaTerra

L-теанин — гамма-этиламино-L-глутаминовая кислота, или гамма-глутамил-L-этиламид, важнейшая чайная аминокислота. Она составляет 40-70% всех свободных аминокислот чая и вносит заметный вклад в его вкус, обуславливая сладость и умами. L-теанин был обнаружен в чае в середине ХХ века, а спустя пятьдесят внимание учёных привлекли такие его свойства, как усиление релаксации, концентрации и способности к обучению, антигипертензивное, антиканцерогенное, гепатопротективное, иммуномодулирующее действие и даже влияние на образование новых клеток в мозге (см., например, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21735448/ , https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28429900/ , https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31952134/ ). Несмотря на то, что данные исследований не всегда достаточно убедительны и не всегда однозначны, L-теанин активно продвигается в качестве биологически активной добавки.

С наличием L-теанина нередко пытаются связать предполагаемые полезные свойства чая, хотя содержание этой аминоксилоты в чае существенно ниже, чем количества, способные оказать заметный эффект. К тому же, для полного извлечения L-теанина требуется значительное время: установлено, что оптимальные условия его экстрагирования – соотношение чая и воды 1:20, причём чай должен быть измельчён до частиц размером 0,5-1 мм; 80°С; 30 минут (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21735551/ ). Как видите, это сильно отличается от нормального заваривания чая. Подробнее преувеличения, передёргивания и откровенное враньё о теанине мы рассматривали в посте https://vk.com/club47905050?w=wall-47905050_13133 .

Тем не менее, биосинтез и транспорт этой аминокислоты в чайных растениях представляет определённый интерес.

В тканях Camelia sinensis L-теанин образуется из глутаминовой кислоты и этиламина (см. схему 1). Эта реакция требует энергии, то есть идёт с распадом АТФ, и катализируется двумя видами теанинсинтетаз, довольно сильно отличающимися друг от друга – совпадение аминокислотных остатков в структурах этих ферментов составляет 87%. Экспрессия теанинсинтетазы I в корнях и побегах молодых чайных саженцев сопоставима, экспрессия теанинсинтетазы II в побегах значительно выше, чем в корнях. Любопытно, что теанинсинтетазы явно родственны глутаминсинтетазам: теанинсинтетаза I на 99% гомологична глутаминсинтетазе III, а теанинсинтетаза II на 97% гомологична глутаминсинтетазе I (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii.. ).

Глутаминсинтетазы катализируют энергозависимое образование глутамина из глутаминовой кислоты и аммиака. Глутамин далее реагирует с альфа-кетоглутаровой кислотой, давая две молекулы глутаминовой кислоты (см. схему 1, первая строчка), эту реакцию осуществляет глутамин-2-оксоглутаратаминотрансфераза, она же глутаматсинтаза. Этот простой двухзвенный цикл – важнейший механизм фиксации азота почвы растениями.

Схема 1. Биосинтез L-теанина. GS – глутаминсинтетаза, GOGAT – глутамин-2-оксоглутаратаминотрансфераза, ADC – аланиндекарбоксилаза, TS – теанинсинтетаза.

А этиламин образуется путём декарбоксилирования аланина (вторая строчка схемы 1). Именно он – ключевой элемент биосинтеза L-теанина. Большинство растений содержат и глутаминовую кислоту, и ферменты, катализирующие синтез L-теанина. И при добавлении этиламина, меченого дейтерием, они начинают производить L-теанин, меченый дейтерием (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28796499/ ). Очевидно, доступностью этиламина объясняется необычно высокое накопление L-теанина в листьях чайных растений. Кроме Camelia sinensis, в заметных количествах L-теанин содержится в некоторых других видах камелий, а также в грибах Xerocomus badius (это так называемые польские грибы, нечто среднее между моховиками и белыми).

В первые недели развития чайного растения из семени L-теанин синтезируется во всех его частях, но у взрослых чайных кустов основным местом продукции L-теанина являются корни. Из них он по ксилеме, проводящей ткани растений транспортируется в листья, прежде всего – в листья молодых побегов. По-видимому, существует специальная биохимическая система его распределения и переноса через клеточные и внутриклеточные мембраны, изучение которой пока только началось – обнаружено шесть белков-транспортёров L-теанина (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31461558/ , https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32067561/ ).

В листьях L-теанин гидролизуется до глутаминовой кислоты и этиламина, теанингидролаза пока сравнительно слабо изучена (https://www.jstage.jst.go.jp/article/bbb1961/49/10/49.. ). Этиламин далее окисляется до ацетальдегида, служащего для построения флороглюцинового ядра в катехинах (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii.. ). Эти процессы зависят от освещённости, её снижение затрудняет переход от L-теанина к катехинам. Отчасти с этим связано изменение вкуса чая при затенении кустов перед сбором, широко практикующемся в Японии.

Таким образом, L-теанин благодаря лёгкости образования и распада выполняет роль временного хранилища и азота, и коротких углеродных фрагментов, а также средства доставки их от корней к листьям чайного растения, помогая ему гибко приспосабливаться к условиям окружающей среды. Это уникальная биохимическая «фишка» чайных растений, и развиться ей отчасти помогли люди, отбирая для размножения и селекции кусты, дающие чай с освежающим и сладковатым вкусом.

Весь «жизненный цикл» L-теанина изображён на схеме 2.

Схема 2. Метаболизм L-теанина.

Содержание L-теанина в чайном сырье зависит от условий произрастания, стадии развития побега, сезона и, конечно же, разновидности чайного растения.

В среднем, более богаты аминокислотами, а следовательно, и L-теанином мелколистные разновидности чайных растений. В листьях крупнолистных культиваров содержание аминокислот несколько ниже. Особенно богаты аминокислотами и L-теанином побеги белолистных и желтолистных культиваров на стадии снижения продукции хлорофилла (подробнее это разбиралось здесь — https://vk.com/club47905050?w=wall-47905050_18030 ).

В течение года наибольшее содержание L-теанина (насколько я понимаю, в чайном растении в целом) отмечается весной, затем оно постепенно уменьшается, немного повышаясь осенью. Зимой, в периоде покоя L-теанин накапливается и сохраняется в корнях. В начале периода вегетации он переходит в побеги, и до августа его содержание в корнях остаётся низким https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5383724/ , https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31749819/ ).

Максимальное количество L-теанина содержит верхушка побега – почка и первый лист. По мере развития и роста листа содержание L-теанина в нём уменьшается (см. рис. 3).

Рисунок 3. Содержание L-теанина в различных частях трёх культиваров – Иншуана, Бай Е И Хао и Аньцзи Хуанцзинь Я.

Содержание L-теанина в листьях чайных растений положительно коррелирует с содержанием азота в почве и отрицательно – с освещённостью (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26058162/ ). Если вы внимательно читали написанное выше, то понимаете, почему.

В коммерческих целях разрабатываются технологии микробиологического получения L-теанина при помощи бактериальных L-глутаминсинтетаз, гамма-глутамилметиламидсинтетаз, гамма-глутамилтранспептидаз и L-глутаминаз (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25871834/ ).

05 июля 2020 г.
Источник: Самая домашняя чайная «Сова и Панда» https://vk.com/club47905050
Антон Дмитращук https://vk.com/id183549038