METIONIN: TULAJDONSÁGOK, FUNKCIÓK, ÉTELEK, ELŐNYÖK - BIOLÓGIA - 2025

A metionint (Met, M) a nem poláros aminosavak vagy hidrofób aminosavak csoportjába soroljuk. Ez az aminosav ként (S) tartalmaz az oldalán, amely képes reagálni fématomokkal vagy elektrofil csoportokkal.

A metionint John Howard Mueller fedezte fel a 20. század második évtizedében. Mueller a metionint a kazeinből izolálta, egy olyan fehérjéből, amelyet hemolitikus streptococcus kultúrák termesztésére használtak.

A metionin aminosav kémiai szerkezete (Forrás: Hbf878 a Wikimedia Commons segítségével)

A "metionin" név az aminosav kémiai rövidítése: γ-metiltiol-α-amino-vajsav, amelyet S. Odake vezette be 1925-ben.

Ez nélkülözhetetlen aminosav az emlősök számára, és bejuthat a cisztein, egy nem nélkülözhetetlen aminosav szintézisének útjába, mindaddig, amíg a test metionint nyer az étrendből. A növények és baktériumok a homociszteinből, a cisztein és a homoszerin származékából szintetizálják.

Katabolizmusa egyrészt magában foglalja a nitrogénnek a szerkezetéből való eltávolítását és karbamidként történő kiválasztását, másrészt szénláncának szukcinil-CoA-ba történő átalakulását.

A metionint a valinnal és a treoninnal együtt glükogén aminosavnak tekintik, mivel ezek az aminosavak szukcináttá alakulhatnak és beléphetnek a Krebsi ciklusba. A glükogén aminosavak képesek szénhidrátok és ennélfogva glükóz előállítására.

Számos olyan metioninban gazdag élelmiszer található, mint tonhal, hús, tojásfehérje, sajt és dió.

A metionin elengedhetetlen számos fehérje szintéziséhez, fontos funkciókat tölt be a zsírok anyagcseréjében, főleg a csontvázizomban, és antioxidánsként is részt vesz.

A metionin és a kén anyagcseréjéhez számos rendellenesség kapcsolódik, amelyek eltérő mértékű egészségre gyakorolt ​​kóros betegségekkel járnak. Egyesek homocisztein felhalmozódást indukálnak, amelyet trombózis, központi idegrendszeri (CNS) zavarok, súlyos mentális és vázrendszeri retardáció kísér.

Mások, például az adenoziltranszferáz hiánya, amely az első enzim, amely a metionin lebomlásában működik, metionin felhalmozódását eredményezi, ami egy viszonylag jóindulatú patológia, amelyet a metioninban gazdag ételeknek az étrendben történő korlátozásával lehet szabályozni.

jellemzők

A metionin egy esszenciális aminosav, amelyet az emberi test vagy sok ember nem termel. Ez kiváló antioxidáns és kénforrás a testünk számára.

Csecsemőknél a metionin napi igénye 45 mg / nap, gyermekeknél 800 mg / nap, felnőtteknél pedig 350 és 1100 mg / nap között van.

A metionin az egyik fő kénforrás a szervezetben; A kén egyes vitaminok, például tiamin vagy B1-vitamin, egyes hormonok, például glükagon, inzulin és egyes hypophysis hormonok alapvető alkotóeleme.

A keratinben található, amely fehérje a bőrben, a körömben és a hajban, és fontos a kollagén és a kreatin szintézisében is. Ezért a metionin, mint a kénforrás, kapcsolódik a kén vagy a szerves anyagok valamennyi funkciójához.

Szerkezet

A metionin kémiai képlete HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3, molekuláris képlete C5H11NO2S. Ez egy hidrofób esszenciális aminosav, az apoláris aminosavakba sorolva.

A-szénatom kapcsolódik egy aminocsoporthoz (-NH2), karboxilcsoporthoz (-COOH), hidrogénatomhoz és egy oldalsó lánchoz (-R), amely ként tartalmaz és a következőképpen áll: -CH2 -CH2-S-CH3.

Az aminosavak, a glicin kivételével, létezhetnek enantiomerek formájában L vagy D formában, tehát L-metionin és D-metionin létezhetnek. A celluláris fehérjék szerkezetében azonban csak L-metionin található.

Ennek az aminosavnak a disszociációs állandója pK1 2,28 és pK2 9,21, izoelektromos pontja 5,8.

Jellemzők

A metionin nélkülözhetetlen aminosav számos fehérje szintéziséhez, köztük néhány hormon, a bőr, a haj és a köröm alkotó proteinjei stb.

Alvásként természetes relaxánsként használják, és nagyon fontos a köröm, a bőr és a haj jó állapotához. Megakadályozza egyes máj- és szívbetegségeket; megakadályozza a zsírok felhalmozódását az artériákban, és nélkülözhetetlen a cisztein és a taurin szintéziséhez.

Elősegíti a zsírok energiafelhasználását, és beavatkozik azok szállításába és felhasználásába, különösen a csontvázizomban, ezért nagyon fontos az izomgyakorláshoz.

Csökkenti a hisztamin szintet. Ez egy természetes antioxidáns, mivel segít csökkenteni a szabad gyököket. Antidepresszáns és szorongáscsillapító tulajdonságokkal is rendelkezik.

A metionin újabb újabb alkalmazása „radiotracerként” a pozitron emissziós tomográfia (PET) képalkotó vizsgálatához a neuroonkológia területén.

Széles körben használják a gliómák rádiókontrasztjaként, mind a műtéti extrakciók tervezési folyamatában, mind a kezelésre adott reakció monitorozására és a visszatérések értékelésére.

Az utóbbi időben a metionin hatékonyan tesztelték a szójabab növények növekedésének javítása érdekében.

bioszintézise

A metionin bioszintézist 1931-ben a brit George Barger és asszisztense, Frederick Philip Coine írta le és publikálta.

A baktériumok és a növények szintetizálhatják a metionint és a ciszteint, azonban a legtöbb állat metionint kap az étrendből és a ciszteint egy olyan bioszintézis útvonalon, amely a metioninnal kezdődik szubsztrátként (a ciszteint az elfogyasztott ételekkel is megszerezik) az étrendben).

Bioszintézis út

A növények és baktériumok a ciszteint használják kén és homoszerin forrásként a szénváz forrásaként a metionin szintéziséhez. A homoszerint aszpartátból három enzimatikus reakcióval állítják elő:

(1) Az aszpartátot aszpartát-kináz enzim segítségével β-aszpartil-foszfáttá alakítják, majd (2) átalakítják aszparagin-β-semialdehiddé, amely (3) a homoszerin dehidrogenáz hatására homoszerint hoz létre.

A metionin szintézisének első lépése a homoszerin és a szukcinil-CoA reakciója, amelyben O-szukcinil-homoszerint képeznek. Ebben a reakcióban a szukcinil-CoA lehasad, engedve a CoA részt és a szukcinátot a homoszerinnel való kötődéshez.

A bioszintézis útjában a szabályozott vagy a kontroll lépés ez az első enzimatikus reakció, mivel a metionin, amely a végtermék, végül gátolja a homoszerin szukcinil-transzferáz enzimet.

A szintézis második lépése az O-szukcinil-homoszerin és a cisztein reakciója, amelyet a cisztationin y-szintetáz enzim katalizál, és cisztationin képződik.

A harmadik reakciót ebben az útban a β-cisztationin katalizálja, amely tisztítja a cisztatiotint oly módon, hogy a kén kapcsolódjon a homoszerinből származó négyszén-oldallánchoz. Ennek a reakciónak az eredménye a homocistein képződése, valamint 1 piruvát és 1 NH4 + ion felszabadulása.

Az utolsó reakciót homocisztein-metil-transzferáz katalizálja, amelynek szubsztrátja homocisztein, és a koenzim metil-kobalaminnal (amely a B12-vitaminból származik (cianokobalamin)) metilcsoportot továbbít az 5-metil-tetrahidrofolátból a homocisztein szulfhidrilcsoportjához, és a metionin eredete.

Ebben a reakcióban a tetrahidrofolát szabad marad.

A lebomlás

A metionint, izoleucint és a valint szukcinil-CoA-katabolizálják. A metioninban lévő szénatomok háromötöde szukcinil-CoA-t képez, a karboxilcsoportokban lévő szénatomok CO2-t képeznek, és a metionin metilcsoportját mint ilyen eltávolítják.

A metionin lebomlásának első lépése az L-metionin és az ATP közötti kondenzáció L-metionin adenozil-transzferáz segítségével, amely S-adenozil-L-metionint eredményez, amelyet aktív metioninnak is nevezünk.

Az S-metilcsoportot átviszik különböző receptorokba, és így S-adenozil-L-homocistein képződik, amely hidrolízis útján elveszíti az adenozint és L-homociszteinré válik. A homocisztein ezután a szerinnel kötődik, és cisztationint képez. Ezt a reakciót a cisztationin P-szintetáz katalizálja.

A cisztationin hidrolizál, és L-homoszerint és ciszteint eredményez. Így származik a homocisztein a homoszerinből, a szerin pedig ciszteinből, tehát ez a reakció a cisztein szerinből történő bioszintézisére jellemző.

A homoszerin-dezamináz ezután átalakítja a homoszerint α-ketobutiráttá, felszabadítva az NH4-et. Az α-ketobutirát CoA-SH és NAD + jelenlétében propionil-CoA-t képez, amelyet metilmalonil-CoA-ké alakítanak, és ezt szukcinil-CoA-ké alakítják.

Ily módon a metionin szénlánc egy része glükoneogenikus szubsztrátot, a szukcinil-CoA-t képez, amelyet azután integrálhat a glükóz szintézisébe; ezért a metionint glükogén aminosavnak tekintik.

A metionin lebomlásának alternatív módja az, hogy energiát használunk.

A metionin nitrogénatomját, az összes aminosavhoz hasonlóan, transzaminálással távolítják el az α-szénből, és ezt az α-aminocsoportot végül átviszik az L-glutamátba. Oxidatív dezaminálás útján ez a nitrogén belép a karbamid-ciklusba és eliminálódik a vizeletben.

Metioninban gazdag ételek

A metioninnal gazdag ételek a következők:

- A tojásfehérje.

- Tejtermékek, például érlelt sajt, krémsajt és joghurt.

- Hal, különösen az úgynevezett kék hal, például tonhal vagy kardhal.

- A rák, a homár és a garnélarák a metionin fontos forrásai.

- Sertés-, marha- és csirkehús.

- A diófélék és más szárított gyümölcsök gazdag metioninnal rendelkeznek, és a fehérje helyettesítik a vegetáriánusokat és a vegánokat.

- Szezámmag, tök és pisztácia.

Ugyancsak megtalálható a fekete-fehér babban, a szójababban, a kukoricában és a zöld leveles zöldségekben, mint például a fehérrépa, spenót és a svájci málna. A brokkoli, a cukkini és a tök gazdag metioninnal rendelkezik.

A bevitel előnyei

Mivel esszenciális aminosav, annak bevétele nélkülözhetetlen az összes olyan funkció elvégzéséhez, amelyben részt vesz. Az energiahordozó felhasználásához szükséges zsírok szállításának elősegítésével a metionin megvédi a májat és az artériákat a zsír felhalmozódása ellen.

Felvétele kedvező a test védelmében a zsíros máj és az érelmeszesedés ellen.

Metioninról bebizonyosodott, hogy hatékonyan alkalmazható olyan nitrogén-oxid-indukált mielouropathiák és makrocitikus anémiák súlyos eseteiben, amelyek nem reagálnak a B12-vitamin kezelésére.

Az S-adenozil-L-metionin (SAM) alkalmazása természetes és alternatív kezelés a depresszió kezelésére. Ennek oka az a tény, hogy az SAM egy metilcsoport-donor, amely részt vesz az agyban antidepresszáns tulajdonságokkal rendelkező különféle neurotranszmitterek szintézisében.

Az oxidatív stressz legalább részben részt vesz a különféle szervek károsodásában, beleértve a májat, a veséket és az agyat. Az antioxidánsok, például a metionin használatát feltételezték az oxidatív stressz által okozott károk megelőzése és kijavítása céljából.

Hiányos rendellenességek

A metionin metabolizmusával kapcsolatos néhány patológia, amelyek a bélben történő felszívódással kapcsolatosak, ami bizonyos metabolitok felhalmozódását vagy az aminosav őszinte hiányát eredményezi.

Metionin anyagcsere-rendellenességek esetén a leggyakoribb az úgynevezett homocisztinuria, amelyek I, II, III és IV típusúak:

Az I. típusú homocisztinuria a cisztationin β-szintetáz hiányából származik, és a trombózishoz, osteoporosishoz, lencse diszlokációhoz és gyakran mentális retardációhoz hasonló klinikai tünetekkel jár.

A II. Típusú homocisztinuria az N5N10-metilén-tetrahidrofolát-reduktáz hiányából származik. A III. Típusú homociszteinuria az N5-metil-tetrahidrofolát-homocisztein transzmetiláz csökkenésének az oka a metil-kobalamin szintézis hiányának.

És végül, a IV típusú homociszteinuria az N5-metil-tetrahidrofolát-homocisztein transzmetiláz csökkenésével jár együtt a hibás kobalamin felszívódás miatt.

A homocisztinuria a metionin anyagcserének örökölt hibái, és gyakran előfordul 160 000 újszülött közül 1-nél. Ebben a patológiában körülbelül 300 mg homocisztin választódik ki az S-adenozil-metioninnal együtt, amelyet a plazma metionin növekedése kísér.

A metionin bevitelének csökkentése és a cisztein fokozása az étrendben az élet korai szakaszában megakadályozza az e betegségek által kiváltott kóros változásokat és lehetővé teszi a normális fejlődést.

A metionin felszívódási hiánya esetén a legfontosabb hatások a központi idegrendszer (CNS) idegszálainak myelinizációjának kudarcaival kapcsolatosak, amelyek bizonyos fokú mentális retardációhoz társíthatók.

Irodalom

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, és Amin, GA (2018). A szójabab növényének növekedésének, néhány biokémiai szempontjának és hozamának javítása metioninkezeléssel homokos talajviszonyok mellett. Környezetkutatási Nemzetközi Folyóirat, 13., 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K., és Ahern, K. (2000). Biokémia (3. kiadás). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
3. Mischoulon, D. és Fava, M. (2002). Az S-adenozil-L-metionin szerepe a depresszió kezelésében: A bizonyítékok áttekintése. American Journal of Clinical Nutrition, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., és Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. kiadás). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D., és Dwivedi, SK (2001). Az α-tokoferol, aszkorbinsav és L-metionin antioxidáns hatása patkányokban a máj, vese és agy ólom által kiváltott oxidatív stresszére. Toxikológia, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biokémia. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., és Gould, RJ (1992). Metionin a dinitrogén-oxid-indukált neuropathia és myeloneuropathia kezelésében. Journal of Neurology, 239. (7), 401–403.