METILMALONO RŪGŠTIS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, SINTEZĖ, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Methylmalonic rūgšties yra organinis junginys, kurio cheminė formulė yra C ₄ H ₆ O ₄ arba formulės junginys CH ( ₃ ) -COOH. Tai dikarboksirūgštis, dar žinoma kaip 2-metilpropanedio rūgštis. Jis randamas žmogaus organizme, nes yra metabolizmo darinys.

Metilmalono rūgštis yra tarpinė priemonė riebalų ir baltymų metabolizme. Jo virsmas organizme kitu junginiu priklauso nuo fermento, gauto iš kobalamino arba vitamino B12, buvimo.

Žmogaus ląstelė vizualizuota per fluorescencinį mikroskopą. Jo citoplazmoje susidaro metilmalono rūgštis. Melsvai žalia: šerdis. Raudona: membranos. Marcas Vidalas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kai jo koncentracija kraujo serume pasiekia aukštą reikšmę, įtariamos tokios problemos kaip vitamino B12 trūkumas ar kai kurių fermentų genetinis trūkumas. Dėl šios priežasties tinkamiausias jo vartojimas yra vitamino B12 trūkumui nustatyti.

Didelis metilmalono rūgšties kiekis gali sukelti nervų sistemos ir inkstų problemų. Jei jų kiekis yra per didelis, atsiranda medžiagų apykaitos sutrikimas, vadinamas acidurija, kuriam gydomojo vaisto nerasta, nes jis buvo kontroliuojamas tik tam tikru mastu.

Tačiau medicinos mokslininkai ieško naujų būdų, kaip gydyti metilmalono rūgšties sukeltą aciduriją.

Struktūra

Methylmalonic rūgštis yra suformuotas iš pagrindinėje grandinėje 3 anglies atomų, iš kurių vienas iš centrui pridedamą metilo grupė -CH ₃ ir galines anglies atomų Belong į -COOH grupes. Todėl tai yra dikarboksilo rūgštis.

Malono rūgšties arba 2-metilpropanedio rūgšties molekulės struktūra. „Fvasconcellos“, 2007 m. Gegužės 26 d. 18:59 (UTC). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

- metilmalono rūgštis

- 2-metilpropanedio rūgštis

- 1,1-etandikarboksirūgšties

- MMA (metilmalono rūgštis)

Savybės

Fizinė būklė

Kieta.

Molekulinė masė

118,09 g / mol

Lydymosi temperatūra

135 ºC

Tirpumas

Vandenyje: 679,0 mg / ml

Disociacijos konstanta

pKa = 3.12 (esant 20 ° C)

Vieta gamtoje

Tai žmogaus metabolitas. Tai reiškia, kad jis susidaro vykstant tam tikriems medžiagų apykaitos procesams, ypač iš riebalų ir baltymų. Pirmą kartą jis buvo išskirtas iš žmogaus šlapimo. Jis yra daugiausia inkstų ir kepenų ląstelių citoplazmoje.

Jo koncentracija, viršijanti normaliąsias vertes, siejama su daugeliu ligų, tokių kaip vitamino B12 trūkumas ar kobalamino malabsorbcija, kai kurių fermentų, pvz., Mutazės, fumarazės, trūkumas, kurį gali sukelti genetiniai defektai.

Ankstyvas neigiamas kobalamino balanso nustatymas organizme atliekamas nustatant metilmalono rūgšties padidėjimą serume. Kitaip tariant, kai trūksta vitamino B12, padidėja MMA koncentracija serume.

MMA trukdo energijos gamybai mitochondrijose, slopindama sukcinato dehidrogenazę, elektroną pernešančią baltymų kompleksą.

Mitochondrija - vieta ląstelėje, kurioje malono rūgštis gali trikdyti normalius metabolizmo procesus. Louisa Howard. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Taigi didelis MMA gali turėti neigiamos įtakos sveikatai. Buvo pranešta apie neigiamą jo poveikį nervų sistemai ir inkstams. Kita vertus, labai didelis MMA perteklius sukelia aciduriją.

Treniruotės žmogaus kūne

MMA randama organizme kaip koenzimo L-metilmalonil-CoA dalis. Kai sutrinka fermento L-metilmalonil-CoA-mutazės veikimas, susidaro MMA.

Fermentui L-metilmalonil-CoA-mutazei reikalingas adenozil-kobalaminas, vitamino B-12 koenzimas, katalizuojantis grįžtamąjį L-metilmalonil-CoA izomerizavimąsi sukcinil-CoA. Todėl, kai nepakanka adenozilkobalamino, gaunamas MMA perteklius.

Normalus MMA kiekis žmogaus kraujo serume

Remiantis JAV atliktais tyrimais, žmogaus rasė ar etninė priklausomybė veikia normalų MMA kiekį kraujo serume.

Kraujo analizės laboratorija. Autorius: Darko Stojanovic. Šaltinis: „Pixabay“.

Baltosios ne Ispanijos MMA koncentracija serume yra žymiai didesnė nei ispanų-meksikiečių ir ne Ispanų afro-palikuonių, pastarųjų MMA koncentracija serume yra mažiausia. Taip pat nustatyta, kad žmogaus amžius daro įtaką MMA lygiui.

MMA koncentracija pradeda didėti sulaukus 40 metų ir toliau didėja su amžiumi. Po 70 metų jis smarkiai padidėja.

Pastarąjį galima priskirti sutrikusiai inkstų funkcijai. Tačiau neaišku, ar perteklinis MMA kenkia inkstams, ar inkstų pažeidimas dėl kitų priežasčių padidina MMA.

Liga, susijusi su dideliu metilmalono rūgšties kiekiu

Labai didelis MMA kiekis sukelia medžiagų apykaitos sutrikimą, vadinamą acidurija arba MMA acidemija.

Jį skatina dalinis arba visiškas fermento metilmalonil-CoA-mutazės, kuri yra mitochondrijų fermentas, priklausomas nuo vitamino B12, trūkumas, kuris įsiterpia į paskutinįjį valino, izoleucino ir riebalų rūgščių oksidacijos etapą.

Nėra patvirtintų šios ligos gydymo būdų. Jo valdymas yra sumažintas iki baltymų suvartojimo sumažinimo, karnitino ir kofaktorių papildymo bei medicininio stebėjimo.

Tačiau buvo sukurta galima terapija, kurią sudaro į veną švirkščiamos pasiuntinės RNR, kapsuliuotos biodegraduojamose lipidų nanodalelėse.

Autorius: frolicsomepl. Šaltinis: „Pixabay“.

Minėta pasiuntinio RNR koduoja fermento metilmalonil-CoA-mutazės susidarymą, kuris lemia MMA sumažėjimą plazmoje.

Sintezė

Viena iš metilmalono rūgšties sintezių laboratorijoje, kuri patraukė dėmesį, yra kalio akrilato reakcija 4 valandas 70 ° C temperatūroje, naudojant anglies monoksido CO atmosferą, su kalio tetrakarbonilhidrofurfatu.

Reakcija yra katalizinė ir lengvai pakartojama, kai išsiskiria švelnios sąlygos ir išeiga didesnė kaip 95%. Tai buvo pirmasis akrilo rūgšties hidrokarboksilinimas, gaunantis MMA.

Naudokite kaip vitamino B12 ar kobalamino trūkumo biomarkerį

Didelis MMA kiekis kraujo serume buvo susijęs su vitamino B12 trūkumu. Manoma, kad MMA koncentracija serume padidėja prieš nustatant kobalamino sumažėjimą serume arba padarant žalą organizmui.

Tyrinėjant veganus ir lakto-ovo-vegetarus, MMA serumas buvo naudojamas vitamino B12 trūkumui nustatyti.

Žmogaus kraujo tyrimai. Šaltinis: „Pixabay“.

Kai kurie tyrėjai nustatė, kad II tipo cukriniu diabetu sergančių pacientų gydymas metforminu yra susijęs su padidėjusia MMA koncentracija serume. Šis poveikis sustiprėja vartojant metforminą ir yra susijęs su vitamino B12 lygio sumažėjimu šiems pacientams.

Be to, buvo tiriama MMA, siekiant nustatyti vitamino B12 trūkumą sergantiems vėžiu ir nėščioms moterims.

Tačiau kiti tyrėjai teigia, kad sergantiems normalia inkstų funkcija ir labai jauniems žmonėms MMA koncentracijos serume naudingumas nustatant vitamino B12 trūkumą yra ribotas.

Nuorodos

1. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Metilmalono rūgštis. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. ir Kafai, MR (2018). Metilammono rūgšties koncentracijos serume populiacijos etaloninės vertės ir jų ryšys su amžiumi, lytimi, rasine etnine priklausomybe, papildų vartojimu, inkstų funkcija ir vitamino B12 kiekiu serume po folio rūgšties. Nutrients 2018, 10 (1): 74. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. ir kt. (2018 m.). Metilmalono rūgšties lygiai ir jų ryšys su kobalamino papildymu Ispanijos vegetarams. Augaliniai maisto produktai žmonių mitybai 2018, 73 (3): 166–171. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
4. Išvadoje, M. et al. (2018 m.). Ilgalaikis gydymas metforminu sergant 2 tipo diabetu ir metilmalono rūgštimi: atsitiktinių imčių kontroliuojamo 4,3 metų tyrimo posthoko analizė. Žurnalas apie diabetą ir jo komplikacijas. 32 tomas, 2 leidimas, 2018 m. Vasario mėn., 171–178 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
5. An, D. et al. (2017). Sisteminė Messenger RNR terapija kaip metilmalinės acidemijos gydymas. „Cell Reports 2017“, 21 (12), 3548-3558. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
6. Vashi, P. ir kt. (2016). Metilmalono rūgštis ir homocisteinas kaip vitamino B-12 trūkumo sergant vėžiu rodikliai. „PLOS ONE 2016“ 11 (1): e0147843. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. ir kt. (2016). Perspektyvus nėščių moterų metilmalono ir homocisteino kiekis serume. Maistingosios medžiagos 2016, 8 (12): 797. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. ir Passelaigue, E. (1990). Visiškai regioselektyvus akrilo darinių katalitinis karbonilinimas: metilmalono rūgšties sintezė geležies pentakarbonilinės katalizuotos akrilo rūgšties hidrokarboksilinimo metu. Organometalika, 1990, 9, 1711–1713. Atkurta iš pubs.acs.org.