METILMALONSAV: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, SZINTÉZIS, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A metil-malonsav egy szerves vegyület, amelynek kémiai képlete C ₄ H ₆ O ₄ vagy HOOC-CH (CH ₃) -COOH. Ez egy dikarbonsav, más néven 2-metil-propándisav. Az emberi testben található, mivel az anyagcserének származéka.

A metilmalonsav egy közbenső termék a zsírok és fehérjék metabolizmusában. A testben egy másik vegyületté történő átalakulása a kobalaminból vagy B12-vitaminból származó enzim jelenlététől függ.

Az emberi sejt fluoreszcens mikroszkóp segítségével jelenik meg. Citoplazmájában metilmalonsav képződik. Kékfehér: mag. Piros: Membrán. Marc Vidal. Forrás: Wikimedia Commons.

Amikor a vérszérumban a koncentráció eléri a magas értékeket, akkor feltételezhető olyan problémák, mint a B12-vitaminhiány vagy egyes enzimek genetikai hiánya. Ezért a legfontosabb felhasználása a B12-vitaminhiány meghatározására.

A metilmalonsav magas szintje problémákat okozhat az idegrendszerben és a vesékben. Ha a szintek túlságosan magasak, akkor egy aciduria nevű anyagcsere-rendellenesség alakul ki, amelyre gyógyító hatóanyagot nem találtak, mivel csak bizonyos mértékig kontrollálták.

Az orvostudósok azonban új módszereket keresnek a metilmalonsav által okozott aciduria kezelésére.

Szerkezet

Metil-malonsav van kialakítva fő lánc 3 szénatomos amelyek közül az egyik a központban mellékel metilcsoport -CH ₃, és a végén szénatomok tartoznak -COOH csoportokat. Ezért ez egy dikarbonsav.

A malonsav vagy a 2-metil-propándisav molekula felépítése. Fvasconcellos, 2007. május 26., 18:59 (UTC). Forrás: Wikimedia Commons.

Elnevezéstan

- Metilmalonsav

- 2-metil-propándisav

- 1,1-etándikarbonsav

- MMA (metil-malonsav)

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Szilárd.

Molekuláris tömeg

118,09 g / mol

Olvadáspont

135 ºC

Oldhatóság

Vízben: 679,0 mg / ml

Disszociációs állandó

pK _a = 3,12 (20 ° C-on)

Hely a természetben

Ez egy emberi metabolit. Ez azt jelenti, hogy bizonyos metabolikus folyamatok során képződik, főleg zsírokból és fehérjékből. Első alkalommal, 1957-ben választották ki az emberi vizeletből. Elsősorban a vesék és a máj sejtes citoplazmájában található.

A normál érték feletti koncentrációja számos olyan betegséggel társul, mint például a B12-vitaminhiány vagy a kobalamin malabsorpciója, egyes enzimek - például a mutáz, a fumaráz - hiánya, amelyet genetikai hibák okozhatnak.

A kobalamin negatív egyensúlyának korai észlelése a testben a metilmalonsav szérumban kifejezett növekedésének meghatározásával történik. Más szavakkal, ha a B12-vitamin hiányos, az MMA koncentrációja a szérumban növekszik.

Az MMA gátolja a mitokondriumok energiatermelését azáltal, hogy gátolja a szukcinát-dehidrogenázt, egy elektront szállító fehérjekomplexet.

Mitokondrium, egy olyan hely a sejtben, ahol a malonsav zavarhatja a normál anyagcserét. Louisa Howard. Forrás: Wikimedia Commons.

Következésképpen a magas MMA negatív hatással lehet az egészségre. Az idegrendszerre és a vesére gyakorolt ​​negatív hatásáról beszámoltak. Másrészt, az MMA nagyon nagy feleslege acidurát okoz.

Edzés az emberi testben

Az MMA megtalálható a testben az L-metilmalonil-CoA koenzim részeként. Ha az L-metilmalonil-CoA-mutáz enzim hibásan működik, MMA képződik.

Az L-metilmalonil-CoA-mutáz enzimhez adenozil-kobalaminra, a B-12 vitamin koenzimére van szükség, amely katalizálja az L-metilmalonil-CoA reverzibilis izomerizációját szukcinil-CoA-ké. Ezért ha nincs elegendő adenozil-kobalamin, fölösleges MMA-t kapunk.

Az MMA normál mennyisége az emberi vér szérumban

Az USA-ban végzett tanulmányok szerint a személy faja vagy etnikai hovatartozása befolyásolja a vér szérumának normál MMA-tartalmát.

Vérvizsgálati laboratórium. Szerző: Darko Stojanovic. Forrás: Pixabay.

A nem-spanyol fehérek szignifikánsan magasabb szérum MMA-koncentrációval rendelkeznek, mint a spanyol-mexikói és a nem-spanyol afro-leszármazottak, ez utóbbiak a legalacsonyabb szérum-MMA-koncentrációval rendelkeznek. Azt is megállapították, hogy a személy életkora befolyásolja az MMA szintjét.

Az MMA-koncentráció növekedni kezd a 40. életév után, és az életkorral tovább növekszik. 70 éves életkor után hirtelen növekszik.

Ez utóbbi a károsodott vesefunkciónak tulajdonítható. Nem világos azonban, hogy a túlzott MMA károsítja a veséket, vagy a vesék egyéb okokból történő károsodása okozza-e az MMA növekedését.

Magas metilmalonsavval járó betegség

A nagyon magas szintű MMA jelenléte egy anyagcserezavart okoz, amelyet acidurianak vagy MMA-acidemiának neveznek.

Ezt elősegíti a metilmalonil-CoA-mutáz enzim részleges vagy teljes hiánya, amely a B12-vitamintól függő mitokondriális enzim, amely beavatkozik a valin, izoleucin és zsírsavak oxidációjának utolsó lépésébe.

Nincsenek jóváhagyott terápiák e betegségre. Menedzselése a fehérjebevitel csökkentésére, a karnitin és a kofaktor kiegészítésére, valamint az orvosi ellenőrzésre korlátozódik.

Kialakítottak egy lehetséges terápiát, amely magában foglalja a biológiailag lebontható lipid nanorészecskékbe kapszulázott messenger RNS intravénás beadását.

Szerző: frolicsomepl. Forrás: Pixabay.

Az említett hírvivő RNS az metilmalonil-CoA-mutáz enzim képződését kódolja, ami az MMA csökkentéséhez vezet a plazmában.

Szintézis

A metilmalonsav egyik laboratóriumi szintézise, ​​amely felhívta a figyelmet, a kálium-akrilát reagáltatása kálium-tetrakarbonil-hidrofurráttal 4 órán keresztül 70 ° C-on, szénmonoxid CO atmoszférában.

A reakció katalitikus és nagymértékben reprodukálható, ahol enyhe körülmények és 95% -nál nagyobb hozam mutatkozik meg. Ez volt az első akrilsav hidrokarboxilezése, amely MMA-t eredményez.

Használható biomarkerekként a B12-vitamin vagy a kobalamin hiányához

A vér szérumának magas MMA-szintjét a B12-vitaminhiányhoz társították. Becslések szerint az MMA koncentrációja növekszik a szérumban, mielőtt a kobalamin csökkenését kimutatják a szérumban, vagy a szervezet károsodását okozza.

A vegánok és a lakto-ovo-vegetáriánusok tanulmányaiban a szérum MMA-t használták a B12-vitaminhiány meghatározására.

Emberi vérvizsgálat. Forrás: Pixabay.

Egyes kutatók azt találták, hogy a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegek metformin-kezelésével a szérum MMA-koncentráció növekedése jár együtt. Ez a hatás fokozódik a metformin-kezelés idejével, és ezekben a betegekben a B12-vitamin szintjének csökkenésével jár.

Ezen felül az MMA-t tesztelték a B12-vitaminhiány meghatározására a rákos betegek és a terhes nők esetében is.

Más kutatók azonban azt sugallják, hogy a szérum MMA-koncentráció hasznossága a B12-vitaminhiány meghatározásában korlátozott a normál vesefunkciójú betegek és a nagyon fiatalok körében.

Irodalom

1. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Metilmalonsav. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. és Kafai, MR (2018). A szérum metilmalonsavkoncentrációk populációjának referenciaértékei, valamint ezek kapcsolata az életkorral, nemel, faji-etnikummal, étrend-kiegészítők használatával, vesefunkciójával és a B12-szérum-vitamin szérumkoncentrációjának utólagos megerősítésében. Nutrients 2018, 10. (1): 74. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). A metilmalonsav szintjei és azok kapcsolata a kobalamin kiegészítéssel spanyol vegetáriánusokban. Növényi ételek emberi táplálkozáshoz, 2018, 73 (3): 166-171. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
4. Out, M. et al. (2018). Hosszú távú kezelés metforminnal 2-es típusú cukorbetegségben és metilmalonsavban: Egy randomizált, kontrollált, 4,3 éves kísérlet utáni analízise. Journal of Diabetes és komplikációi. 32. évfolyam, 2. kiadás, 2018. február, 171–178. Oldal. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
5. An, D. és mtsai. (2017). Szisztémás messenger RNS-terápia a metilmalonic acidemia kezelésére. Cell Reports 2017, 21 (12), 3548-3558. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
6. Vashi, P. és munkatársai. (2016). A metilmalonsav és a homocisztein mint a rákos B-12 vitaminhiány mutatói. PLOS ONE 2016 11 (1): e0147843. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
7. Choi, R. és mtsai. (2016). Terhes nők szérum metilmalon és homocisztein adatainak kilátása. Nutrients 2016, 8 (12): 797. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
8. Brunet, J.-J. és Passelaigue, E. (1990). Az akrilszármazékok teljes egészében regioszelektív katalitikus karbonilezése: A metilmalonsav szintézise vas-pentakarbonil-katalizált akrilsav-hidrokarboxilezéssel. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.