Struktura kwasu metylomalonowego, właściwości, synteza, zastosowania

Plik kwas metylomalonowy jest związkiem organicznym, którego wzór chemiczny to C₄H.₆LUB₄ lub HOOC-CH (CH₃) -COOH. Jest to kwas dikarboksylowy znany również jako kwas 2-metylopropanodiowy. Występuje w organizmie człowieka, ponieważ jest pochodną metabolizmu.

Kwas metylomalonowy jest półproduktem w metabolizmie tłuszczów i białek. Jego przemiana w organizmie w inny związek zależy od obecności enzymu pochodzącego z kobalaminy lub witaminy B12.

Gdy jej stężenie w surowicy krwi osiągnie wysokie wartości, podejrzewa się problemy takie jak niedobór witaminy B12 lub genetyczny niedobór niektórych enzymów. Z tego powodu jego najbardziej odpowiednim zastosowaniem jest oznaczanie niedoboru witaminy B12..

Wysoki poziom kwasu metylomalonowego może powodować problemy z układem nerwowym i nerkami. Jeśli poziomy są zbyt wysokie, pojawia się zaburzenie metaboliczne zwane kwasicą, na które nie znaleziono leku leczącego, ponieważ był on kontrolowany tylko do pewnego stopnia.

Jednak naukowcy medyczni badają nowe sposoby leczenia kwasicy wywołanej kwasem metylomalonowym..

Indeks artykułów

• 1 Struktura
• 2 Nazewnictwo
• 3 Właściwości
  • 3.1 Stan fizyczny
  • 3.2 Masa cząsteczkowa
  • 3.3 Temperatura topnienia
  • 3.4 Rozpuszczalność
  • 3.5 Stała dysocjacji
• 4 Lokalizacja w przyrodzie
  • 4.1 Trening w ludzkim ciele
  • 4.2 Prawidłowa ilość MMA w ludzkiej surowicy krwi
  • 4.3 Choroba związana z wysokim stężeniem kwasu metylomalonowego
• 5 Synteza
• 6 Stosować jako biomarker niedoboru witaminy B12 lub kobalaminy
• 7 Referencje

Struktura

Kwas metylomalonowy jest utworzony przez główny łańcuch składający się z 3 atomów węgla, z których ten w środku ma przyłączoną grupę metylową -CH₃ a węgle na końcu należą do grup -COOH. Dlatego jest to kwas dikarboksylowy.

Nomenklatura

- Kwas metylomalonowy

- Kwas 2-metylopropanodiowy

- Kwas 1,1-etanodikarboksylowy

- MMA Kwas metylomalonowy)

Nieruchomości

Stan fizyczny

Solidny.

Waga molekularna

118,09 g / mol

Temperatura topnienia

135 ºC

Rozpuszczalność

W wodzie: 679,0 mg / ml

Stała dysocjacji

pK_do = 3,12 (przy 20 ºC)

Lokalizacja w przyrodzie

Jest to ludzki metabolit. Oznacza to, że powstaje podczas pewnych procesów metabolicznych, zwłaszcza z tłuszczów i białek. Po raz pierwszy została wyizolowana z ludzkiego moczu w 1957 roku. Znajduje się głównie w cytoplazmie komórkowej nerek i wątroby..

Jej stężenie powyżej normy wiąże się z wieloma chorobami, takimi jak niedobór witaminy B12 czy złe wchłanianie kobalaminy, niedobór niektórych enzymów m.in.mutazy, fumarazy, co może być spowodowane wadami genetycznymi.

Wczesne wykrycie ujemnego bilansu kobalaminy w organizmie polega na oznaczeniu wzrostu poziomu kwasu metylomalonowego w surowicy. Innymi słowy, gdy brakuje witaminy B12, stężenie MMA w surowicy wzrasta..

MMA zakłóca produkcję energii w mitochondriach poprzez hamowanie dehydrogenazy bursztynianowej, kompleksu białkowego transportującego elektrony.

W konsekwencji wysokie MMA może mieć negatywny wpływ na zdrowie. Donoszono o jego negatywnym wpływie na układ nerwowy i nerki. Z drugiej strony bardzo duży nadmiar MMA powoduje kwasicę.

Trening w organizmie człowieka

MMA występuje w organizmie jako część koenzymu L-metylomalonylo-CoA. W przypadku nieprawidłowego działania enzymu mutazy L-metylomalonylo-CoA powstaje MMA.

Enzym L-metylomalonylo-CoA-mutaza wymaga adenozylo-kobalaminy, koenzymu witaminy B-12, która katalizuje odwracalną izomeryzację L-metylomalonylo-CoA do sukcynylo-CoA. Dlatego, gdy brakuje adenozylo-kobalaminy, uzyskuje się nadmiar MMA..

Normalna ilość MMA w ludzkiej surowicy krwi

Według badań przeprowadzonych w USA rasa lub pochodzenie etniczne osoby wpływa na prawidłową zawartość MMA w surowicy krwi.

Biali nielatynoscy mają znacznie wyższe stężenie MMA w surowicy niż latynosko-meksykańscy i nielatynoscy potomkowie Afro, przy czym ci ostatni mają najniższe stężenie MMA w surowicy. Stwierdzono również, że wiek osoby ma wpływ na poziom MMA.

Stężenie MMA zaczyna wzrastać po 40 roku życia i nadal rośnie wraz z wiekiem. Po 70 roku życia gwałtownie rośnie.

To ostatnie można przypisać upośledzonej funkcji nerek. Jednak nie jest jasne, czy nadmiar MMA uszkadza nerki, czy też uszkodzenie nerek z innych powodów powoduje wzrost MMA..

Choroba związana z wysokim poziomem kwasu metylomalonowego

Bardzo wysokie poziomy MMA powodują zaburzenie metaboliczne zwane kwasicą MMA lub kwasicą..

Sprzyja temu częściowy lub całkowity niedobór enzymu mutazy metylomalonylo-CoA, który jest enzymem mitochondrialnym zależnym od witaminy B12, który interweniuje w końcowym etapie utleniania waliny, izoleucyny i kwasów tłuszczowych.

Nie ma zatwierdzonych metod leczenia tej choroby. Jego zarządzanie sprowadza się do zmniejszenia spożycia białka, suplementacji karnityny i kofaktorów oraz monitorowania medycznego.

Jednakże opracowano możliwą terapię, która polega na dożylnym podaniu informacyjnego RNA zamkniętego w biodegradowalnych nanocząsteczkach lipidowych..

Wspomniany informacyjny RNA koduje tworzenie się enzymu mutazy metylomalonylo-CoA, co prowadzi do redukcji MMA w osoczu.

Synteza

Jedną z syntez kwasu metylomalonowego w laboratorium, która zwróciła uwagę, jest reakcja akrylanu potasu z tetrakarbonylowodorożelazianem potasu przez 4 godziny w temperaturze 70 ° C w atmosferze tlenku węgla CO..

Reakcja jest katalityczna i wysoce powtarzalna, gdzie wyróżniają się łagodne warunki i wydajność powyżej 95%. Była to pierwsza hydrokarboksylacja kwasu akrylowego dająca MMA.

Stosowany jako biomarker niedoboru witaminy B12 lub kobalaminy

Wysokie poziomy MMA w surowicy krwi są związane z niedoborem witaminy B12. Szacuje się, że stężenie MMA w surowicy wzrasta zanim spadek kobalaminy w surowicy zostanie wykryty lub spowoduje uszkodzenie organizmu.

W badaniach wegan i laktoowowegetarian do określenia niedoboru witaminy B12 zastosowano surowicę MMA..

Niektórzy badacze stwierdzili, że leczenie metforminą pacjentów z cukrzycą typu 2 wiąże się ze zwiększeniem stężenia MMA w surowicy. Efekt ten nasila się wraz z czasem leczenia metforminą i jest związany ze spadkiem poziomu witaminy B12 u tych pacjentów..

Ponadto MMA testowano w celu określenia niedoboru witaminy B12 u pacjentów z guzami nowotworowymi, a także u kobiet w ciąży..

Jednak inni badacze sugerują, że użyteczność stężenia MMA w surowicy w określaniu niedoboru witaminy B12 jest ograniczona u pacjentów z prawidłową czynnością nerek i bardzo młodych ludzi..

Bibliografia

1. NAS. National Library of Medicine. (2019). Kwas metylomalonowy. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. i Kafai, M.R. (2018). Populacyjne wartości referencyjne stężeń kwasu metylomalonowego w surowicy i ich związek z wiekiem, płcią, rasą etniczną, stosowaniem suplementów, czynnością nerek i witaminą B12 w surowicy w wyniku wzmocnienia kwasu foliowego. Składniki odżywcze 2018, 10 (1): 74. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. i in. (2018). Poziomy kwasu metylomalonowego i ich związek z suplementacją kobalaminy u hiszpańskich wegetarian. Plant Foods for Human Nutrition 2018, 73 (3): 166-171. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. i in. (2018). Długotrwałe leczenie metforminą w cukrzycy typu 2 i kwasem metylomalonowym: analiza post hoc randomizowanego, kontrolowanego badania 4,3-letniego. Journal of Diabetes and its Complications. Tom 32, wydanie 2, luty 2018, strony 171-178. Odzyskany z sciencedirect.com.
5. An, D. i in. (2017). Terapia systemowa Messenger RNA jako leczenie kwasicy metylomalonowej. Raporty komórkowe 2017, 21 (12), 3548-3558. Odzyskany z sciencedirect.com.
6. Vashi, P. i in. (2016). Kwas metylomalonowy i homocysteina jako wskaźniki niedoboru witaminy B12 w raku. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. i in. (2016). Prospective Study on Serum Methylmalonic and Homocysteine ​​u kobiet w ciąży. Składniki odżywcze 2016, 8 (12): 797. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. i Passelaigue, E. (1990). W pełni regioselektywna katalityczna karbonylacja pochodnych akrylowych: synteza kwasu metylomalonowego przez hydrokarboksylację kwasu akrylowego katalizowaną pentakarbonylem żelaza. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Odzyskany z pubs.acs.org.