Struktura kyseliny methylmalonové, vlastnosti, syntéza, použití

The kyselina methylmalonová je organická sloučenina, jejíž chemický vzorec je C₄H₆NEBO₄ nebo HOOC-CH (CH₃) -COOH. Je to dikarboxylová kyselina známá také jako kyselina 2-methylpropandiová. Nachází se v lidském těle, protože je derivátem metabolismu.

Kyselina methylmalonová je meziproduktem v metabolismu tuků a bílkovin. Jeho transformace v těle na jinou sloučeninu závisí na přítomnosti enzymu odvozeného od kobalaminu nebo vitaminu B12.

Když jeho koncentrace v krevním séru dosáhne vysokých hodnot, je podezření na problémy, jako je nedostatek vitaminu B12 nebo genetický nedostatek některých enzymů. Z tohoto důvodu je jeho nejrelevantnějším použitím pro stanovení nedostatku vitaminu B12..

Vysoké hladiny kyseliny methylmalonové mohou způsobovat problémy s nervovým systémem a ledvinami. Pokud jsou hladiny příliš vysoké, dojde k metabolické poruše zvané acidurie, pro kterou nebyl nalezen léčebný lék, protože byl kontrolován pouze do určité míry.

Lékařští vědci však studují nové způsoby léčby acidurie způsobené kyselinou methylmalonovou..

Rejstřík článků

• 1 Struktura
• 2 Názvosloví
• 3 Vlastnosti
  • 3.1 Fyzický stav
  • 3,2 Molekulová hmotnost
  • 3.3 Teplota tání
  • 3.4 Rozpustnost
  • 3.5 Disociační konstanta
• 4 Poloha v přírodě
  • 4.1 Trénink v lidském těle
  • 4.2 Normální množství MMA v séru lidské krve
  • 4.3 Nemoc spojená s vysokou hladinou kyseliny methylmalonové
• 5 Syntéza
• 6 Používejte jako biomarker pro nedostatek vitaminu B12 nebo kobalaminu
• 7 Reference

Struktura

Kyselina methylmalonová je tvořena hlavním řetězcem se 3 uhlíky, z nichž ten ve středu má připojenou methylovou skupinu -CH₃ a koncové uhlíky patří do -COOH skupin. Jedná se tedy o dikarboxylovou kyselinu.

Nomenklatura

- Kyselina methylmalonová

- Kyselina 2-methylpropandiová

- Kyselina 1,1-etandikarboxylová

- MMA Kyselina methylmalonová)

Vlastnosti

Fyzický stav

Pevný.

Molekulární váha

118,09 g / mol

Bod tání

135 ° C

Rozpustnost

Ve vodě: 679,0 mg / ml

Disociační konstanta

pK_na = 3,12 (při 20 ° C)

Poloha v přírodě

Je to lidský metabolit. To znamená, že se tvoří během určitých metabolických procesů, zejména z tuků a bílkovin. Poprvé byl izolován z lidské moči v roce 1957. Nachází se hlavně v buněčné cytoplazmě ledvin a jater..

Jeho koncentrace nad normální hodnoty je spojena s mnoha chorobami, jako je nedostatek vitaminu B12 nebo malabsorpce kobalaminu, nedostatek některých enzymů, jako je mutáza, fumaráza, mimo jiné, které mohou být způsobeny genetickými vadami.

Včasná detekce negativní rovnováhy kobalaminu v organismu se provádí stanovením zvýšení kyseliny methylmalonové v séru. Jinými slovy, při nedostatku vitaminu B12 se zvyšuje koncentrace MMA v séru..

MMA interferuje s produkcí energie v mitochondriích tím, že inhibuje sukcinát dehydrogenázu, proteinový komplex transportující elektrony.

V důsledku toho může mít vysoká MMA negativní vliv na zdraví. Byl popsán jeho negativní účinek na nervový systém a ledviny. Na druhou stranu velmi vysoký přebytek MMA způsobuje acidurii.

Trénink v lidském těle

MMA se nachází v těle jako součást koenzymu L-methylmalonyl-CoA. Pokud dojde k poruše enzymu L-methylmalonyl-CoA-mutázy, vytvoří se MMA.

Enzym L-methylmalonyl-CoA-mutáza vyžaduje adenosyl-kobalamin, koenzym vitaminu B-12, který katalyzuje reverzibilní izomeraci L-methylmalonyl-CoA na sukcinyl-CoA. Když tedy není dostatek adenosyl-kobalaminu, získá se přebytek MMA..

Normální množství MMA v séru lidské krve

Podle studií provedených v USA ovlivňuje rasa nebo etnická příslušnost osoby normální obsah MMA v krevním séru.

Nehispánští bílí mají významně vyšší koncentraci MMA v séru než hispánští-Mexičané a nehispánští afro-potomci, přičemž tito mají nejnižší koncentraci MMA v séru. Bylo také zjištěno, že věk osoby má vliv na hladinu MMA.

Koncentrace MMA se začíná zvyšovat po 40. roce věku a s věkem stále roste. Po 70 letech se prudce zvyšuje.

Ten druhý lze připsat zhoršené funkci ledvin. Není však jasné, zda přebytek MMA poškozuje ledviny nebo poškození ledvin z jiných důvodů způsobuje zvýšení MMA..

Nemoc spojená s vysokou hladinou kyseliny methylmalonové

Velmi vysoké hladiny MMA způsobují metabolickou poruchu zvanou MMA acidurie nebo acidémie..

Je podporován částečným nebo úplným nedostatkem enzymu methylmalonyl-CoA-mutázy, což je mitochondriální enzym závislý na vitaminu B12, který zasahuje v posledním kroku oxidace valinu, isoleucinu a mastných kyselin..

Pro tuto nemoc neexistují žádné schválené terapie. Jeho léčba se omezuje na snížení příjmu bílkovin, suplementaci karnitinu a kofaktorů a lékařské sledování.

Byla však vyvinuta možná terapie, která spočívá v intravenózním podání messengerové RNA zapouzdřené v biologicky rozložitelných lipidových nanočásticích..

Uvedená messengerová RNA kóduje tvorbu enzymu methylmalonyl-CoA-mutázy, což vede ke snížení MMA v plazmě.

Syntéza

Jednou ze syntéz kyseliny methylmalonové v laboratoři, která přitahuje pozornost, je reakce akrylátu draselného s tetrakarbonylhydruroferátem draselným po dobu 4 hodin při 70 ° C v atmosféře oxidu uhelnatého CO.

Reakce je katalytická a vysoce reprodukovatelná, přičemž vynikají mírné podmínky a výtěžek vyšší než 95%. Byla to první hydrokarboxylace kyseliny akrylové, která poskytla MMA.

Používejte jako biomarker pro nedostatek vitaminu B12 nebo kobalaminu

Vysoké hladiny MMA v krevním séru byly spojeny s nedostatkem vitaminu B12. Odhaduje se, že koncentrace MMA stoupá v séru dříve, než je detekován pokles kobalaminu v séru nebo dojde k poškození těla.

Ve studiích na veganech a lakto-ovovegetariánech byla pro stanovení nedostatku vitaminu B12 použita sérová MMA..

Někteří badatelé zjistili, že léčba metforminem u pacientů s diabetem typu 2 je spojena se zvýšenou koncentrací MMA v séru. Tento účinek se zvyšuje s dobou léčby metforminem a je spojen se snížením hladiny vitaminu B12 u těchto pacientů..

Kromě toho byl MMA testován ke stanovení nedostatku vitaminu B12 u pacientů s rakovinovými nádory a také u těhotných žen..

Jiní vědci však naznačují, že užitečnost koncentrace MMA v séru při určování nedostatku vitaminu B12 je omezená u pacientů s normální funkcí ledvin a u velmi mladých lidí..

Reference

1. NÁS. Národní lékařská knihovna. (2019). Kyselina methylmalonová. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. a Kafai, M.R. (2018). Referenční hodnoty populace pro koncentraci kyseliny methylmalonové v séru a její vztah k věku, pohlaví, rasové etnicitě, užívání doplňků, funkci ledvin a sérovému vitaminu B12 v opevnění po kyselině listové. Živiny 2018, 10 (1): 74. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. a kol. (2018). Úrovně kyseliny methylmalonové a jejich vztah s doplňkem kobalaminu u španělských vegetariánů. Plant Foods for Human Nutrition 2018, 73 (3): 166-171. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. a kol. (2018). Dlouhodobá léčba metforminem u cukrovky typu 2 a kyseliny methylmalonové: Post Hoc analýza randomizované kontrolované 4,3leté studie. Journal of Diabetes and its Complications. Svazek 32, 2. vydání, únor 2018, strany 171-178. Obnoveno ze sciencedirect.com.
5. An, D. a kol. (2017). Systemic Messenger RNA Therapy as a Treatment for Methylmalonic Acidemia. Cell Reports 2017, 21 (12), 3548-3558. Obnoveno ze sciencedirect.com.
6. Vashi, P. a kol. (2016). Kyselina methylmalonová a homocystein jako indikátory nedostatku vitaminu B-12 v rakovině. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. a kol. (2016). Prospektivní studie o methylmalonickém a homocysteinu v séru u těhotných žen. Nutrients 2016, 8 (12): 797. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. a Passelaigue, E. (1990). Plně regioselektivní katalytická karbonylace akrylových derivátů: Syntéza kyseliny methylmalonové kyselinou hydrokarboxylací kyseliny akrylové katalyzovanou pentakarbonylem železa. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Obnoveno z pubs.acs.org.