АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРАТ: СВОЙСТВА, ФУНКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ

Альфа - кетоглутарат представляет собой органическую соль получает из диссоциации кислоты-кетоглутаровой. Это соединение, которое имеет медицинское применение, а также присутствует в эукариотических и прокариотических клетках, составляя часть цикла Кребса (лимонной кислоты или трикарбоновых кислот).

Этот цикл имеет большое биологическое значение, поскольку он действует как посредник между гликолизом и электронной транспортной цепью, которая, в свою очередь, связана с окислительным фосфорилированием, процессом, ответственным за метаболическое производство АТФ.

Структурная формула аниона альфа-кетоглутарата. Два его отрицательных заряда должны уравновешиваться наличием катионов, что приводит к образованию соли. Источник: NEUROtiker / Общественное достояние

Альфа-кетоглутарат вводится внутривенно, чтобы предотвратить травмы сердца во время кардиохирургических операций, связанных с проблемами кровотока. Он также используется для предотвращения разрушения мышц в результате операции или травмы.

Его используют при изготовлении лекарств от болезней почек, кишечника и желудка, а также при многих состояниях; однако научные доказательства этого использования слабые и скудные.

Эта соль выполняет многие функции, включая образование аминокислот, таких как пролин, глутамин и глутаминовая кислота. Он также участвует в иммунологических процессах и в улучшении структуры и функционирования костной системы.

свойства

Внешность

Белый порошок или кристаллический порошок желтого цвета.

Синонимы

α-кетоглутарат, 2-оксоглутарат и 2-кетоглутарат.

Предпочтительное название ИЮПАК: 2-оксо-пентандиоат.

Молярная масса

144,08 г / моль

Молекулярная формула

С ₅ Н ₄ О ₅^2-

Обратите внимание, что это анион, который должен сопровождаться катионом, чтобы сбалансировать его отрицательный заряд; будь то Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ или другие.

Растворимость воды

56,5 г / л

Температура плавления

113 - 115 ºC

Точка кипения

Перед кипячением разлагается.

Характеристики

Цикл Кребса

Альфа-кетоглутарат - это соединение, входящее в цикл Кребса. Он образуется в результате действия фермента изоцитратдегидрогеназы на изоцитрат с образованием NADH и CO ₂ . Кроме того, альфа-кетоглутарат является участком включения в цикл Кребса глутаминовой кислоты, аминокислоты.

Глутаминовая кислота превращается в альфа-кетоглутарат, что позволяет избежать истощения компонентов цикла Кребса. Пути, выполняющие эту функцию, называются анаплеротическими. Впоследствии альфа-кетоглутарат превращается в сукцинил-КоА.

Альфа-кетоглутарат является определяющим фактором скорости цикла Кребса и участвует в нескольких метаболических путях. Это также источник энергии для функционирования клеток, как и в случае с клетками кишечника.

Синтез аминокислот

Альфа-кетоглутарат прямо или косвенно участвует в образовании различных аминокислот. Когда он присутствует в рационе, он превращается в клетках кишечника (энтероцитах) в пролин и лейцин, среди других аминокислот.

Альфа-кетоглутарат является источником синтеза глутамина и глутаминовой кислоты (глутамата); аминокислоты, стимулирующие синтез белка. Глутамат, нейтральный медиатор, высвобождающийся из нервных окончаний в костной ткани и в процессе включения амина в альфа-кетоглутарат, продуцирует пролин.

Пролин - жизненно важная аминокислота для синтеза коллагена: волокнистого белка, который очень распространен у млекопитающих и входит в состав кожи, костей, сухожилий, хрящей и зубов.

С другой стороны, альфа-кетоглутарат направляет превращение пролина в гидроксипролин. Это вызывает преобразование проколлагена в коллаген и образование костного матрикса.

Альфа-кетоглутарат активирует пролидазу, фермент, который участвует в рециркуляции пролина. Кроме того, он влияет на костную ткань за счет действия глутамата и глутамина.

Эти аминокислоты активируют синтез аминокислот орнитина и аргинина, которые стимулируют секрецию гормона роста.

Транспорт азота

Альфа-кетоглутарат участвует в процессе транспортировки и удаления азота, производимого клетками. Аминогруппы, присутствующие в аминокислотах, переводятся в альфа-кетоглутарат в процессе трансаминирования. Эти аминогруппы затем переносятся в печень.

В печени происходит цикл мочевины. Последний и аммоний (NH ₄⁺ ) являются основными формами выведения азота с мочой. Кроме того, альфа-кетоглутарат играет важную роль в детоксикации азота в головном мозге.

Долголетие и старение

Альфа-кетоглутарат будет действовать, увеличивая продолжительность жизни у червя Caenorhabditis elegans, действуя конкретно на комплекс TOR (мишень рапамицина). Этот комплекс был связан с заболеваниями, которые увеличивают свою заболеваемость в пожилом возрасте у людей.

Одна из форм TOR, TORC1, участвует в возникновении диабета, сердечных заболеваний и рака в пожилом возрасте. TORC1 был идентифицирован как взаимосвязь между клеточным старением и возникновением этих заболеваний.

Альфа-кетоглутарат, по-видимому, играет роль в ингибировании комплекса TOR, поэтому он будет играть важную роль в увеличении продолжительности жизни у людей. Ингибирование TORC1 у пожилых людей снижает частоту инфекций.

Антиоксидантная функция

Альфа-кетоглутарат действует как антиоксидант, будучи способен реагировать с перекисью водорода с образованием сукцината, воды и диоксида углерода. Кроме того, он способен реагировать с другими компонентами активных форм кислорода (ROS).

Снимает окислительный стресс, действуя как источник энергии и антиоксидант в клетках млекопитающих. Он также увеличивает антиоксидантную способность, способствуя синтезу глутамина.

Приложения

У животных

Альфа-кетоглутарат поставляется индейкам, свиньям и крысам, что приводит к улучшению качества костей, что может быть вызвано положительными эффектами увеличения выработки глутамата, поскольку он участвует в регуляции метаболизма костей.

Точно так же синтез коллагена увеличивается в результате большего поступления пролина. Животные, получавшие альфа-кетоглутарат, показывают увеличенный вес, длину, плотность костей, содержание минералов в костях и прочность эластичных костей.

В людях

Считается, что альфа-кетоглутарат помогает увеличить синтез мышечного белка у послеоперационных пациентов, а также улучшить метаболизм аминокислот у диализных пациентов.

Врачи вводят его внутривенно пациентам во время операций на сердце, чтобы предотвратить повреждение сердца, а также предотвратить разрушение мышц после операции. Соединение помогает в производстве мышечной ткани и заживлении ран.

Альфа-кетоглутарат используется для различных целей и состояний у людей, например, для борьбы с бактериальными инфекциями, проблемами с печенью, катарактой, а также для улучшения переработки белка пациентами на диализе. Это также помогает улучшить спортивные результаты.

Ссылки

Wikipedia. (2020). альфа-кетоглутаровая кислота. Получено с: en.wikipedia.org
Ву, Н., Ян, М., Гаур, У., Сюй, Х., Яо, Ю., и Ли, Д. (2016). Альфа-кетоглутарат: физиологические функции и применение. Биомолекулы и терапия, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
Национальный центр биотехнологической информации. (2020). Альфа-Ketoglutarate. База данных PubChem., CID = 164533. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
WebMD LLC. (2019). Альфа-кетоглутарат (AKG). Получено с: webmd.com
Shaojuan Liu et al. (2018). Антиоксидантная функция альфа-кетоглутарата и его применения. doi.org/10.1155/2018/3408467
Барбара Бир и др. (2017). Метаболическая инженерия in vitro для производства α-кетоглутарата. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
Королевское химическое общество. (2020). α-Кетоглутаровая кислота. Получено с: chemspider.com

АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРАТ: СВОЙСТВА, ФУНКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025