ALFA-KETOGLUTARÁT: TULAJDONSÁGOK, FUNKCIÓK ÉS ALKALMAZÁSOK - KÉMIA - 2026

Az alfa-ketoglutarát egy szerves só, amelyet a sav-ketoglutársav disszociációjából állítanak elő. Ez egy vegyület, amelyet orvosi célokra használnak, és amely eukarióta és prokarióta sejtekben is jelen van, és része a Krebs-ciklusnak (citromsav vagy trikarbonsavak).

Ez a ciklus nagy biológiai jelentőséggel bír, mivel közbenső szerepet játszik a glikolízis és az elektronikus transzportlánc között, amely viszont az oxidatív foszforilációval jár, amely folyamat az ATP metabolikus előállításáért felelős.

Az alfa-ketoglutarát anion szerkezeti képlete. Két negatív töltését kationok jelenlétével kell egyensúlyba hozni, sót eredményezve. Forrás: NEUROtiker / Nyilvános

Az alfa-ketoglutarátot intravénásan kell beadni annak érdekében, hogy a véráramlás problémáival összefüggő szívműtétek során elkerülhető legyen a szív sérülése. Arra is felhasználják, hogy megakadályozzák az izomkárosodást műtét vagy trauma következtében.

Vesebetegségek, bél- és gyomor rendellenességek, valamint számos betegség kezelésére szolgáló gyógyszerek előállítására használják. e felhasználások tudományos bizonyítéka azonban gyenge és kevés.

Ez a só számos funkciót tölt be, beleértve az aminosavak, például a prolin, a glutamin és a glutaminsav előállítását. Beavatkozik az immunológiai folyamatokba, valamint a csontrendszer szerkezetének és működésének javításába is.

Tulajdonságok

Megjelenés

Fehér por vagy kristályos sárga por.

Szinonimák

α-ketoglutarát, 2-oxoglutarát és 2-ketoglutarát.

Az IUPAC preferált neve: 2-oxo-pentándioát.

Moláris tömeg

144,08 g / mol

Molekuláris képlet

C ₅ H ₄ O ₅ ²

Vegye figyelembe, hogy ez egy anion, amelyet kationnak kell kísérnie, hogy kiegyenlítse negatív töltését; legyen az Na ⁺, K ⁺, Ca ²⁺ vagy mások.

Vízben való oldhatóság

56,5 g / l

Olvadáspont

113 - 115 ºC

Forráspont

Forrás előtt bomlik.

Jellemzők

Krebs-ciklus

Az alfa-ketoglutarát olyan vegyület, amely a Kreb-ciklus részét képezi. Az izocitrát dehidrogenáz enzimnek az izocitrátra gyakorolt ​​hatása során keletkezik, NADH és CO ₂ képződésével. Ezenkívül az alfa-ketoglutarát a glutaminsav, az aminosav Krebs-ciklusába történő beépülésének helye.

A glutaminsav alfa-ketoglutaráttá alakul át, ezáltal elkerülhető a Krebs-ciklus alkotóelemeinek kimerülése. Azokat a pályákat, amelyek ezt a funkciót teljesítik, anaplerotikusnak nevezzük. Ezt követően az alfa-ketoglutarátot szukcinil-CoA-vé alakítják.

Az alfa-ketoglutarát meghatározó tényező a Krebs-ciklus sebességében, és számos metabolikus úton részt vesz. Ugyancsak energiaforrás a sejtek működésére, ugyanúgy, mint a bélsejteknél.

Az aminosavak szintézise

Az alfa-ketoglutarát közvetlenül vagy közvetve részt vesz különféle aminosavak képződésében. Ha jelen van az étrendben, a bélsejtekben (enterocitákban) prolinná és leucinná alakul át, többek között az aminosavak között.

Az alfa-ketoglutarát a glutamin és a glutaminsav (glutamát) szintézisének forrása; aminosavak, amelyek stimulálják a fehérje szintézist. A glutamát, egy semleges transzmitter, amelyet a csontszövet idegvégződéseiből szabadítanak fel és amint az alfa-ketoglutarátba építnek be, prolint termel.

A prolin létfontosságú aminosav a kollagén szintéziséhez: rostos fehérje, amely nagyon bőséges az emlősökben, és része a bőrnek, a csontoknak, az inaknak, a porcnak és a fogaknak.

Másrészt az alfa-ketoglutarát irányítja a prolin hidroxi-prolinná alakulását. Ez okozza a prokollagén kollagénné történő átalakulását és a csontmátrix képződését.

Az alfa-ketoglutarát aktiválja a prolinázt, egy enzimet, amely részt vesz a prolin újrahasznosításában. Ezen felül a glutamát és a glutamin hatására befolyásolja a csontszövet működését.

Ezek az aminosavak aktiválják az ornitin és arginin aminosavak szintézisét, amelyek stimulálják a növekedési hormon szekrécióját.

Nitrogén szállítás

Az alfa-ketoglutarát részt vesz a sejtek által termelt nitrogén szállításában és eltávolításában. Az aminosavakban lévő aminocsoportokat transzaminációs eljárás útján továbbítják az alfa-ketoglutarátokhoz. Ezek az aminocsoportok ezután a májba kerülnek.

A májban megtörténik a karbamid-ciklus. Az utóbbi és ammónium (NH ₄ ⁺) a fő formája a nitrogén kiválasztás a vizeletbe. Ezenkívül az alfa-ketoglutarát fontos szerepet játszik az agy nitrogén méregtelenítésében.

Hosszú élettartam és öregedés

Az alfa-ketoglutarát úgy növeli a várható élettartamot a Caenorhabditis elegans féregben, amely kifejezetten a TOR-ra (a rapamicin célpontja) hat. Ez a komplex olyan betegségekkel volt összefüggésben, amelyek növelik az előfordulási gyakoriságukat az emberek idős korában.

A TOR egyik formája, a TORC1 szerepet játszik a cukorbetegség, szívbetegség és rák időskorban. A TORC1-et a celluláris öregedés és ezen betegségek kialakulása közötti összefüggésként azonosították.

Úgy tűnik, hogy az alfa-ketoglutarát szerepet játszik a TOR komplex gátlásában, ezért fontos szerepet játszik az emberek várható élettartamának növelésében. A TORC1 gátlása idős embereknél csökkenti a fertőzések előfordulását.

Antioxidáns funkció

Az alfa-ketoglutarát antioxidánsként működik, és hidrogén-peroxiddal reagálva szukcinátot, vizet és szén-dioxidot képez. Ezen felül képes reagálni a reaktív oxigén fajok (ROS) más komponenseivel is.

Enyhíti az oxidatív stresszt, energiahordozóként és antioxidánsként hatva az emlősök sejtjeiben. Emellett növeli az antioxidáns kapacitást azáltal, hogy elősegíti a glutamin szintézisét.

Alkalmazások

Állatokban

Az alfa-ketoglutarátot pulykák, sertések és patkányok szállítják, ami javítja a csontok minőségét, amelyet a megnövekedett glutamáttermelés pozitív hatásai okozhatnak, mivel beavatkozik a csont anyagcseréjének szabályozásába.

Ugyanígy a kollagén szintézise megnövekszik, ha nagyobb a prolinellátás. Az alfa-ketoglutaráttal kezelt állatok megnövekedett súly, hosszúság, csontsűrűség, csont ásványi anyag-tartalom és rugalmas csontszilárdsággal rendelkeznek.

Az emberekben

Az alfa-ketoglutarátról úgy gondolják, hogy elősegíti az izomfehérje szintézisét posztoperatív betegekben, valamint javítja az aminosavak metabolizmusát dialízisbetegekben.

Az orvosok intravénásan adják a betegeknek a szívműtét során, hogy megakadályozzák a szív sérülését, valamint az izompusztulást a műtét után. A vegyület elősegíti az izomszövet előállítását és a sebek gyógyítását.

Az alfa-ketoglutarátot különböző célokra és körülmények között alkalmazzák az emberekben, például baktériumfertőzések, májproblémák, szürkehályog elleni küzdelemben és a dialízisbetegek fehérjefeldolgozásának javításában. Segít javítani az atlétikai teljesítményt is.

Irodalom

1. Wikipedia. (2020). alfa-ketoglutársav. Helyreállítva: en.wikipedia.org
2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y. és Li, D. (2016). Alfa-ketoglutarát: élettani funkciók és alkalmazások. Biomolekulák és terápiák, 24. (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
3. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2020). Alfa-ketoglutarát. PubChem Database., CID = 164533. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. WebMD LLC. (2019). Alfa-ketoglutarát (AKG). Helyreállítva: webmd.com
5. Shaojuan Liu et al. (2018). Az alfa-ketoglutarát antioxidációs funkciója és alkalmazásai. doi.org/10.1155/2018/3408467
6. Barbara Beer et al. (2017). In vitro anyagcsere-tervezés az α-ketoglutarát előállításához. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
7. A Kémiai Királyi Társaság. (2020). α-ketoglutársav. Helyreállítva: chemspider.com