Endogenous Metabolite; mGluR
Glutamine targets multiple metabolic pathways. It donates ammonia from its side chain for urea formation and purine synthesis. It is a precursor for peptide and protein synthesis, amino sugar synthesis, and nucleotide synthesis. It also regulates acid-base balance in the kidney.

除了作为细胞氧化的碳源外，L-谷氨酰胺肽还是蛋白质、氨基酸、嘌呤肽、串联肽和核苷酸合成的关键前体。0.7 mM L-谷氨酰胺和 20 μM L-谷氨酸是体内最丰富的细胞外氨基酸形式[1]。在体外培养中，用 10 mM L-谷氨酰胺处理 BRIN-BD11 细胞 24 小时后，与 1 mM 组相比，148 个基因的表达量增加了 1.8 倍以上，而 18 个基因的表达量降低了 1.8 倍以上。这些基因中有很多都参与了信号传导、细胞凋亡、基因调控以及岛状死亡反应。钙离子调节的磷酸酶钙调磷酸酶和胰蛋白酶Pdx1更容易被L-谷氨酰胺激活[2]。
体外实验表明，谷氨酰胺是肽和蛋白质合成、氨基糖合成、嘌呤和嘧啶合成以及核酸和核苷酸合成的重要前体。它还能为某些细胞的氧化反应提供碳源。谷氨酰胺具有强大的抗氧化和抗炎作用。

在体内，谷氨酰胺被用于营养治疗，目前正在研究其治疗盆腔放射治疗引起的腹泻的疗效。它在免疫功能、肠道屏障完整性和肌肉代谢中发挥作用。

L-谷氨酰胺 (Gln) 是标准遗传密码编码的20种氨基酸之一。它的侧链是酰胺，由谷氨酸侧链上的羟基被氨基取代而形成。谷氨酰胺存在于富含蛋白质的食物中，例如鱼类、红肉、豆类和乳制品。谷氨酰胺是一种补充剂，常用于举重、健美、耐力运动和其他运动，也常用于缓解肌肉痉挛或疼痛，尤其适用于老年人。谷氨酰胺在各类人群饮食中的主要用途是补充运动或日常活动中消耗的氨基酸。目前，关于过量摄入谷氨酰胺问题的研究尚未得出明确结论。然而，适量补充谷氨酰胺是有益健康的，主要是因为在长时间运动后（例如，需要大量氨基酸的锻炼或运动）补充谷氨酰胺可以补充氨基酸储备。这正是谷氨酰胺被推荐用于禁食期间或身体创伤、免疫缺陷或癌症患者的主要原因。大量证据表明，富含谷氨酰胺的饮食与肠道健康密切相关，有助于维持肠道屏障功能、促进肠道细胞增殖和分化，并普遍降低败血症发病率和肠易激综合征的症状。谷氨酰胺之所以具有这种清洁作用，是因为其肠道吸收率高于其他氨基酸，因此被认为是缓解胃肠道疾病的最佳选择。这些疾病是通过比较富含谷氨酰胺和不含谷氨酰胺饮食人群肠道内血浆谷氨酰胺浓度而发现的。然而，尽管谷氨酰胺被认为具有清洁作用，但由于不同食物中谷氨酰胺的浓度差异很大，其临床益处究竟有多大尚不清楚。谷氨酰胺还具有多种缩短术后愈合时间的作用。腹部手术后，通过为患者提供含有谷氨酰胺的肠外营养方案，可以缩短患者的住院等待时间。临床试验表明，与饮食中不含谷氨酰胺的患者相比，补充谷氨酰胺的患者氮平衡得到改善，多形核中性粒细胞生成半胱氨酰白三烯的能力增强，淋巴细胞恢复和肠道通透性（术后患者）也得到改善；而且所有这些改善均未出现任何副作用。谷氨酰胺由谷氨酸和氨合成，是体内主要的氮载体，也是许多细胞的重要能量来源。体外谷氨酰胺酶/受体结合试验通常评估其作为谷氨酰胺合成酶或谷氨酰胺酶等酶底物的作用。活性通过监测谷氨酰胺转化为谷氨酸或氨的掺入来测定。

我们利用克隆BRIN-BD11 β细胞，研究了氨基酸L-谷氨酰胺长时间（24小时）暴露对基因和蛋白质表达的影响。采用寡核苷酸微阵列分析对BRIN-BD11细胞进行了表达谱分析。与1 mM L-谷氨酰胺培养相比，10 mM L-谷氨酰胺培养24小时后，基因表达发生显著变化，其中148个基因表达上调超过1.8倍，18个基因表达下调超过1.8倍，这些基因包括许多参与细胞信号传导、代谢、基因调控和胰岛素分泌反应的基因。后续功能实验证实，L-谷氨酰胺可增加钙离子调节的磷酸酶钙调磷酸酶和转录因子Pdx1的活性。此外，我们还证明β细胞来源的L-谷氨酸以高速率释放到细胞外培养基中。由于钙调磷酸酶是谷氨酸N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体活性的调节因子，我们研究了NMDA对营养诱导的胰岛素分泌的作用，并证实了胰岛素释放受到抑制。这些观察结果表明，L-谷氨酰胺在调节β细胞基因表达、信号传导和分泌功能方面具有重要的长期作用[1]。
在体外细胞实验中，谷氨酰胺是细胞培养基的必需成分，通常添加浓度为2-4 mM。通过谷氨酰胺缺乏或补充实验来评估其对细胞增殖、代谢和存活的影响。

体内动物研究通常采用应激、损伤或感染模型。谷氨酰胺以0.5-2 g/kg的剂量口服或静脉注射给药。疗效评估通过测量免疫功能、肠道屏障完整性和代谢参数来进行。

吸收、分布和排泄
吸收效率极高，主要通过主动转运机制进行。单次给药后达峰时间 (Tmax) 为 30 分钟。多次给药后的吸收动力学尚未确定。排泄主要通过代谢。L-谷氨酰胺经肾小球滤过，但几乎完全被肾小管重吸收。静脉推注给药后的分布容积为 200 mL/kg。在三名受试者中，静脉推注给药后的估计分布容积约为 200 mL/kg。在六名受试者中，单次口服 0.1 g/kg 后，血浆谷氨酰胺平均峰浓度为 1028 μM（或 150 mcg/mL），大约在给药后 30 分钟出现。多次口服给药后的药代动力学尚未完全阐明。代谢是谷氨酰胺清除的主要途径。虽然谷氨酰胺可通过肾小球滤过清除，但几乎完全被肾小管重吸收。

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代谢/代谢物
外源性L-谷氨酰胺可能遵循与内源性L-谷氨酰胺相同的代谢途径，参与谷氨酸、蛋白质、核苷酸和氨基酸糖的合成。
谷氨酰胺在氮稳态和肠道底物供应中发挥重要作用。研究表明，谷氨酰胺可通过肠肾途径（涉及瓜氨酸的器官间转运）成为精氨酸的前体。然而，肠道谷氨酰胺代谢对人体内源性精氨酸合成的重要性尚不明确。本研究旨在探讨人体肠道中谷氨酰胺转化为瓜氨酸的过程以及肝脏对内脏瓜氨酸代谢的影响。 8例接受上消化道手术的患者接受了预先配制的[2-(15)N]谷氨酰胺和[脲基-(13)C-(2)H(2)]瓜氨酸的持续静脉输注。采集动脉血、门静脉血和肝静脉血样本，并测量门静脉血和肝静脉血流量。采用既定方法计算了各器官的氨基酸摄取（清除率）、生成量和净平衡，以及全身血浆中氨基酸的含量。肠道对谷氨酰胺的消耗速率取决于谷氨酰胺的供应量。肠道摄取的谷氨酰胺约有13%转化为瓜氨酸。定量分析表明，谷氨酰胺是肠道释放瓜氨酸的唯一重要前体。谷氨酰胺和瓜氨酸均由肝脏消耗和合成，但两种氨基酸的肝脏净通量与零无显著差异。血浆谷氨酰胺是80%血浆瓜氨酸的前体，而血浆瓜氨酸是10%血浆精氨酸的前体。总之，谷氨酰胺是人体肠道中瓜氨酸合成精氨酸的重要前体。内源性谷氨酰胺参与多种代谢活动，包括谷氨酸的生成以及蛋白质、核苷酸和氨基糖的合成。预计外源性谷氨酰胺也会经历类似的代谢过程。谷氨酰胺在肠道细胞和肝脏中的消除半衰期为1小时。在三名受试者中，静脉推注谷氨酰胺后，其终末半衰期约为1小时。
谷氨酰胺的分子量为146.15 g/mol。它溶于水，通常以粉末形式在室温下储存。它是细胞培养基的重要组成部分。

毒性概述
补充L-谷氨酰胺可能具有免疫调节作用，这可以从几个方面解释。L-谷氨酰胺在保护胃肠道（尤其是大肠）的完整性方面似乎发挥着至关重要的作用。在分解代谢状态下，肠黏膜的完整性会受到损害，导致肠道通透性增加，革兰氏阴性菌从大肠转移到体内。肠道和淋巴细胞等细胞对L-谷氨酰胺的需求似乎远远超过骨骼肌（L-谷氨酰胺的主要储存组织）的供应。L-谷氨酰胺是肠道细胞、结肠细胞和淋巴细胞的首选呼吸燃料。因此，在这些情况下补充L-谷氨酰胺可能产生多种作用。首先，它可能通过保护骨骼肌中的L-谷氨酰胺来逆转分解代谢状态。 L-谷氨酰胺可能抑制革兰氏阴性菌从大肠移位。它有助于维持分泌型IgA，其主要功能是防止细菌黏附于黏膜细胞。L-谷氨酰胺似乎对支持有丝分裂原刺激的淋巴细胞增殖以及白细胞介素-2 (IL-2) 和干扰素-γ (IFN-γ) 的产生至关重要。它也是维持淋巴因子激活的杀伤细胞 (LAK) 所必需的。L-谷氨酰胺可以增强中性粒细胞和单核细胞的吞噬作用。它可以促进肠道内谷胱甘肽的合成，这可能通过减轻氧化应激来维持肠道黏膜的完整性。然而，补充L-谷氨酰胺发挥免疫调节作用的确切机制尚不清楚。L-谷氨酰胺的主要作用可能发生在肠道水平。肠道L-谷氨酰胺可能直接作用于肠道相关淋巴组织，并通过这种机制刺激整体免疫功能，而无需经过内脏床以外的区域。

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肝毒性
在镰状细胞病患者的L-谷氨酰胺临床试验中，未报告血清转氨酶升高和具有临床意义的肝损伤。黄疸在镰状细胞病患者中很常见，主要是由于慢性溶血导致血清间接胆红素水平升高。
镰状细胞病患者也可能因并发症出现肝功能异常波动，例如胆结石（由慢性溶血引起）、病毒性肝炎和铁过载（由输血引起）、充血性肝病（由肺动脉高压引起）以及累及肝脏的静脉闭塞危象（可能伴有血清转氨酶升高和肝功能障碍）。在L-谷氨酰胺的预注册试验中，未报告肝脏不良事件，且活性药物组和安慰剂组之间严重不良事件的发生率无显著差异。L-谷氨酰胺是几乎所有组织的正常成分，即使在高剂量下也不太可能具有内在毒性。对于晚期肝硬化患者，补充谷氨酰胺可能会加重肝性脑病。谷氨酰胺代谢为谷氨酸和氨，这可能会加重严重肝功能障碍患者肝脏清除氨的能力。研究表明，摄入10至20克谷氨酰胺会导致血清氨水平升高，并加重失代偿期肝硬化患者的肝性脑病心理指标。对于肝功能正常的患者，补充谷氨酰胺不会导致血浆氨水平升高，其对肝硬化患者的影响并非由肝损伤引起。然而，镰状细胞病和晚期肝硬化患者应避免使用L-谷氨酰胺。概率评分：E（不太可能是导致急性肝损伤伴黄疸的原因）。
相互作用
放射疗法常用于治疗前列腺癌，但通常会对正常膀胱产生不良影响。作者使用盆腔放射动物模型来研究补充谷氨酰胺是否可以预防放射引起的膀胱损伤，特别是膀胱表面损伤。将3至4月龄的雄性大鼠分为三组，每组8只：对照组（完整动物）；仅接受放射治疗组（10 Gy，照射盆腔和腹部），分别于放射后7天（R7）或15天（R15）处死；以及接受放射治疗并补充L-谷氨酰胺（0.65 g/kg体重/天）的组（分别于放射后7天（RG7）或15天（RG15）处死）。随后，对膀胱固有层和尿路上皮的细胞和血管进行了组织学测量。通过比较对照组与R7组或R15组来评估辐射的影响，并通过比较R7组与RG7组以及R15组与RG15组来评估谷氨酰胺的保护作用。结果显示，R7组的上皮厚度、上皮细胞密度和固有层细胞密度均未受到显著影响。然而，R7组的血管密度下降了48%（p<0.05），而谷氨酰胺显著抑制了这一变化（p<0.02）。R15组的固有层血管密度未发生显著变化。然而，R15组的上皮厚度下降了25%（p<0.05），而谷氨酰胺抑制了这一变化（p<0.01）。 R15组的上皮细胞密度增加了35%（p<0.02），但谷氨酰胺未能阻止这种放射引起的细胞密度增加。R15组的固有层细胞密度也未受影响。R7组和R15组的固有层肥大细胞密度均显著降低。RG7组的肥大细胞密度仍然降低，而RG15组的肥大细胞密度则升高，提示谷氨酰胺介导了肥大细胞密度的恢复。固有层中α-肌动蛋白阳性细胞构成尿路上皮层，并被鉴定为肌成纤维细胞。R7组的尿路上皮层厚度增加，而RG7组与对照组相似，R15组和RG15组的变化则不太明显。总之，盆腔放射治疗会导致膀胱固有层和上皮的组成和结构特征发生显著的急性及亚急性改变。然而，大多数此类变化可通过补充谷氨酰胺来预防。因此，这些结果凸显了这种氨基酸作为放射防护剂的潜在用途。谷氨酰胺是一种中性氨基酸，可被快速分裂的细胞（如红细胞、淋巴细胞和成纤维细胞）利用。它也是谷胱甘肽合成的底物。在正常代谢水平下，谷氨酰胺是一种内源性合成的氨基酸，但在癌症等高代谢状态下，必须外源性补充。动物研究已充分证明，谷氨酰胺可以保护上消化道和下消化道黏膜免受化疗、放疗或其他损伤因素的影响。本研究旨在探讨谷氨酰胺对放射性腹泻的保护作用。患者被随机分配到谷氨酰胺治疗组或安慰剂组。谷氨酰胺治疗组每日三次口服15克谷氨酰胺。根据美国国家癌症研究所通用毒性标准3.0版，评估了腹泻的严重程度、洛哌丁胺的使用需求、肠外支持治疗的需求以及因腹泻导致的治疗中断情况。两组患者的腹泻总体发生率无显著差异。在评估腹泻等级时，谷氨酰胺治疗组无患者出现3-4级腹泻，而安慰剂组有69%的患者出现3-4级腹泻。安慰剂组中，分别有39%和92%的患者需要洛哌丁胺和肠外支持治疗。谷氨酰胺治疗组未发生治疗中断。谷氨酰胺可能对严重的放射性腹泻具有保护作用。

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非人类毒性值
小鼠口服LD50：700 mg/kg
大鼠口服LD50：7500 mg/kg
谷氨酰胺通常被认为安全性高，毒性低。它广泛用作营养补充剂和临床营养制剂。在生理浓度下，尚未有明显的毒性报道。

[1]. Mary Corless , et al. Glutamine Regulates Expression of Key Transcription Factor, Signal Transduction, Metabolic Gene, and Protein Expression in a Clonal Pancreatic Beta-Cell Line. J Endocrinol. 2006 Sep;190(3):719-27.
[2]. Newsholme P, et al. Glutamine and glutamate as vital metabolites. Braz J Med Biol Res. 2003 Feb;36(2):153-63. Epub 2003 Jan 29.[1].
[3]. Brosnan JT. Interorgan amino acid transport and its regulation. J Nutr. 2003 Jun;133(6 Suppl 1):2068S-2072S.
[4]. Newsholme P. Why is L-glutamine metabolism important to cells of the immune system in health, postinjury, surgery or infection? J Nutr. 2001 Sep;131(9 Suppl):2515S-22S; discussion 2523S-4S.

治疗用途
谷氨酰胺缺乏症的探索性治疗可能会对肠道完整性产生负面影响，并导致免疫抑制。极低出生体重（VLBW）婴儿由于出生后最初几周肠内营养有限，容易发生谷氨酰胺缺乏。肠内补充谷氨酰胺可能对喂养耐受性、感染发生率和短期预后产生积极影响。本研究旨在确定肠内补充谷氨酰胺对血浆氨基酸浓度的影响，从而评估肠内补充谷氨酰胺在极低出生体重婴儿中的安全性。在一项双盲、安慰剂对照、随机对照试验中，极低出生体重婴儿（胎龄<32周或出生体重<1500克）从出生后第3天至第30天接受肠内补充谷氨酰胺（0.3克/公斤/天）或等氮安慰剂（丙氨酸）。补充剂添加到母乳或早产儿配方奶中。在四个时间点测量了血浆氨基酸浓度：研究开始前以及出生后第7、14和30天。谷氨酰胺组（n = 52）和对照组（n = 50）的基线患者和营养特征无差异。研究期间，大多数必需氨基酸和非必需氨基酸的血浆浓度均升高。肠内补充谷氨酰胺未产生影响。特别是，治疗组之间血浆谷氨酰胺和谷氨酸浓度的升高无差异（第30天，P值分别为0.49和0.34）。在极低出生体重儿中，肠内补充谷氨酰胺不会改变血浆中谷氨酰胺、谷氨酸或其他氨基酸的浓度。对于极低出生体重儿，每日肠内补充0.3 g/kg的剂量似乎是安全的。
危重患者的探索性治疗涉及相当大的氧化应激。补充谷氨酰胺和抗氧化剂可能具有治疗益处，但目前的数据尚不一致。在这项双盲 2×2 析因试验中，我们随机将来自加拿大、美国和欧洲 40 家重症监护病房 (ICU) 的 1223 例接受机械通气的多器官功能衰竭危重成人患者分为四组：谷氨酰胺组、抗氧化剂组、谷氨酰胺和抗氧化剂联合组以及安慰剂组。所有患者均在入院 24 小时内通过静脉或肠内途径开始接受补充剂治疗。主要终点为 28 天死亡率。根据中期分析方案，最终分析中 p 值小于 0.044 被认为具有统计学意义。接受谷氨酰胺治疗的患者 28 天死亡率有高于未接受谷氨酰胺治疗患者的趋势（32.4% vs. 27.2%；调整后比值比 1.28；95% 置信区间 [CI] 1.00–1.64；P = 0.05）。接受谷氨酰胺治疗的患者院内死亡率和6个月死亡率显著高于未接受谷氨酰胺治疗的患者。谷氨酰胺对器官衰竭或感染并发症的发生率无影响。抗氧化剂对28天死亡率（30.8%，而未接受抗氧化剂治疗组为28.8%；调整后比值比1.09；95% CI 0.86至1.40；P = 0.48）或任何其他次要终点均无影响。两组在严重不良事件方面无差异（P = 0.83）。早期补充谷氨酰胺或抗氧化剂并未改善临床结局，且谷氨酰胺与多器官衰竭危重患者的死亡率增加相关。NutreStore（L-谷氨酰胺口服溶液粉）适用于接受特殊营养支持的短肠综合征（SBS）患者，需与已获批准用于此适应症的重组人生长激素联合使用。 /美国产品标签包含/

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药物警告
L-谷氨酰胺在儿科患者中的安全性和有效性尚未确定。
目前尚不清楚L-谷氨酰胺是否会分泌到人乳中。由于许多药物会分泌到人乳中，因此哺乳期妇女服用L-谷氨酰胺时应谨慎。
谷氨酰胺代谢为谷氨酸和氨。肝功能受损患者的谷氨酸和氨水平可能升高。因此，建议对接受肠外营养（IPN）和NutreStore的患者，特别是肾功能或肝功能受损的患者，进行肾功能和肝功能的常规监测。
FDA妊娠风险类别：C / 风险无法排除。目前缺乏充分、对照良好的临床研究，动物研究未显示对胎儿有任何风险，或缺乏相关数据。妊娠期间服用此药可能对胎儿造成伤害；然而，潜在益处可能大于潜在风险。
有关谷氨酰胺药物警告的更完整数据（共7条，第7条），请访问HSDB记录页面。

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药效学
与其他氨基酸一样，谷氨酰胺是蛋白质中重要的生物化学成分。谷氨酰胺在氮代谢中也至关重要。氨（由固氮作用形成）通过将谷氨酸转化为谷氨酰胺而被同化到有机化合物中。执行此过程的酶称为谷氨酰胺合成酶。谷氨酰胺随后可作为氮供体参与多种化合物的生物合成，包括其他氨基酸、嘌呤和嘧啶。L-谷氨酰胺可提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD) 的氧化还原电位。
谷氨酰胺用于营养治疗，目前正在研究其治疗盆腔放射治疗引起的腹泻的疗效。它也被用作运动员的膳食补充剂以及危重患者的临床营养补充剂。它具有强大的抗氧化和抗炎作用。

C5H10N2O3

146.14

146.069

C, 41.09; H, 6.90; N, 19.17; O, 32.84

56-85-9

D-Glutamine;5959-95-5;DL-Glutamine;6899-04-3;L-Glutamine-15N;80143-57-3;L-Glutamine-13C5;184161-19-1;L-Glutamine-d5;14341-78-7;L-Glutamine-5-13C;159680-32-7;L-Glutamine-1-13C;159663-16-8;L-Glutamine-13C5,15N2;285978-14-5;L-Glutamine-15N2;204451-48-9;L-Glutamine-15N-1;59681-32-2;L-Glutamine-1,2-13C2;L-Glutamine-2-13C;180991-02-0;L-Glutamine-13C5,15N2,d5;2123439-02-9;L-Glutamine-15N2,d5

5961

White crystalline powder
Fine opaque needles from water or dilute ethanol

1.5±0.1 g/cm3

353.5±52.0 °C at 760 mmHg

185ºC

167.6±30.7 °C

0.0±1.8 mmHg at 25°C

1.564

-1.28

106.41

3

4

4

10

146

1

O([H])C([C@]([H])(C([H])([H])C([H])([H])C(N([H])[H])=O)N([H])[H])=O

ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N

InChI=1S/C5H10N2O3/c6-3(5(9)10)1-2-4(7)8/h3H,1-2,6H2,(H2,7,8)(H,9,10)/t3-/m0/s1

(2S)-2,5-diamino-5-oxopentanoic acid

Glavamin; Glumin; Glutamine; L-glutamine; glutamine; 56-85-9; Levoglutamide; L-(+)-Glutamine; Glutamic acid amide; Cebrogen; Stimulina;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

H2O : ~33.33 mg/mL (~228.07 mM)

配方 1 中的溶解度: 7.69 mg/mL (52.62 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶。 (<60°C).

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。