ALFA-KETOGLUTARAATTI: OMINAISUUDET, TOIMINNOT JA SOVELLUKSET - KEMIA - 2026

Alfa - ketoglutaraatti on orgaaninen suola valmistetaan dissosiaatiota happo-ketoglutaarihappoa. Se on lääketieteelliseen käyttöön tarkoitettu yhdiste, jota esiintyy myös eukaryoottisissa ja prokaryoottisissa soluissa ja jotka muodostavat osan Krebs-syklistä (sitruunahappo tai trikarboksyylihapot).

Tällä syklillä on suuri biologinen merkitys, koska se toimii välittäjänä glykolyysiin ja elektroniseen kuljetusketjuun, joka puolestaan ​​liittyy oksidatiiviseen fosforylaatioon, prosessiin, joka vastaa ATP: n metabolisesta tuotannosta.

Alfa-ketoglutaraattianionin rakennekaava. Sen kaksi negatiivista varausta on tasapainotettava kationien läsnäololla, jolloin syntyy suolaa. Lähde: NEUROtiker / Julkinen

Alfa-ketoglutaraattia annetaan laskimonsisäisesti estämään sydänvaurioita sydänleikkausten aikana, jotka liittyvät verenvirtausongelmiin. Sitä käytetään myös estämään lihaksen heikkeneminen leikkauksen tai trauman seurauksena.

Sitä käytetään lääkkeiden valmistukseen munuaissairauksiin, suolen ja vatsan häiriöihin sekä moniin sairauksiin; tieteellinen näyttö näistä käytöistä on kuitenkin heikkoa ja niukkaa.

Tämä suola suorittaa monia toimintoja, mukaan lukien aminohappojen, kuten proliinin, glutamiinin ja glutamiinihapon muodostumisen. Se puuttuu myös immunologisiin prosesseihin sekä luusysteemin rakenteen ja toiminnan parantamiseen.

ominaisuudet

Ulkomuoto

Valkoinen jauhe tai kiteinen keltainen jauhe.

synonyymit

a-ketoglutaraatti, 2-oksoglutaraatti ja 2-ketoglutaraatti.

IUPAC: n suositeltava nimi: 2-okso-pentaanidioaatti.

Moolimassa

144,08 g / mol

Molekyylikaava

C ₅ H ₄ O ₅ ²

Huomaa, että se on anioni, johon on liitettävä kationi negatiivisen varauksensa tasapainottamiseksi; oli se sitten Na ⁺, K ⁺, Ca ²⁺ tai muut.

Vesiliukoisuus

56,5 g / l

Sulamispiste

113 - 115 ºC

Kiehumispiste

Se hajoaa ennen kiehumista.

ominaisuudet

Krebs-sykli

Alfa-ketoglutaraatti on yhdiste, joka on osa Krebs-sykliä. Se on muodostettu entsyymin toiminnan isositraattidehydrogenaasin on isositraatti kanssa tuotanto NADH: n ja CO ₂. Lisäksi alfa-ketoglutaraatti on aminohapon, glutamiinihapon, Krebs-sykliin liittymisen paikka.

Glutamiinihappo muuttuu alfa-ketoglutaraatiksi, mikä on tapa välttää Krebs-syklin komponenttien ehtyminen. Reittejä, jotka täyttävät tämän toiminnon, kutsutaan anapleroottisiksi. Seuraavaksi alfa-ketoglutaraatti muunnetaan sukkinyyli-CoA: ksi.

Alfa-ketoglutaraatti on määräävä tekijä Krebs-syklin nopeudessa ja osallistuu useisiin aineenvaihduntareitteihin. Se on myös energian lähde solun toiminnalle, aivan kuten se tapahtuu suolistosolujen kanssa.

Aminohappojen synteesi

Alfa-ketoglutaraatti osallistuu suoraan tai epäsuorasti erilaisten aminohappojen muodostumiseen. Kun ruokavaliossa sitä esiintyy, se muuttuu suolen soluissa (enterosyyteissä) proliiniksi ja leusiiniksi muun muassa aminohapoina.

Alfa-ketoglutaraatti on lähde glutamiinin ja glutamiinihapon (glutamaatin) synteesille; aminohapot, jotka stimuloivat proteiinisynteesiä. Glutamaatti, neutraali lähetin, joka vapautuu luukudoksen hermosäteistä ja sisällyttää amiinia alfa-ketoglutaraattiin, tuottaa proliinia.

Proliini on elintärkeä aminohappo kollageenin synteesille: kuitumainen proteiini, jota on erittäin runsaasti nisäkkäissä ja joka on osa ihoa, luita, jänteitä, rustoa ja hampaita.

Toisaalta alfa-ketoglutaraatti ohjaa proliinin muutosta hydroksiproliiniksi. Tämä aiheuttaa prokollageenin muuttumisen kollageeniksi ja luumatriisin muodostumisen.

Alfa-ketoglutaraatti aktivoi prolidaasin, entsyymin, joka osallistuu proliinin kierrätykseen. Lisäksi se vaikuttaa luukudokseen glutamaatin ja glutamiinin vaikutuksen kautta.

Nämä aminohapot aktivoivat aminohappojen ornitiinin ja arginiinin synteesiä, jotka stimuloivat kasvuhormonin eritystä.

Typen kuljetus

Alfa-ketoglutaraatti osallistuu solujen tuottaman typen kuljetus- ja eliminointiprosessiin. Aminohapoissa olevat aminoryhmät siirretään alfa-ketoglutaraattiin transaminaatioprosessilla. Nämä aminoryhmät siirretään sitten maksaan.

Maksassa tapahtuu ureasykli. Viimeksi mainittu ja ammonium- (NH ₄ ⁺) ovat tärkeimmät muodot typen erittymistä virtsaan. Lisäksi alfa-ketoglutaraatilla on tärkeä rooli aivojen typen vieroituksessa.

Pitkäikäisyys ja ikääntyminen

Alfa-ketoglutaraatti toimisi lisäämällä elinajanodosta Caenorhabditis elegans -matoissa, jotka vaikuttavat erityisesti TOR (rapamysiinin kohde) -kompleksiin. Tämä kompleksi on liittynyt sairauksiin, jotka lisäävät niiden esiintyvyyttä ihmisten vanhuusvaiheessa.

Yksi TOR: n muoto, TORC1, liittyy diabeteksen, sydänsairauksien ja syövän puhkeamiseen vanhuudessa. TORC1 on tunnistettu suhteeksi solujen vanhenemisen ja näiden sairauksien muodostumisen välillä.

Alfa-ketoglutaraatilla näyttää olevan merkitys TOR-kompleksin estämisessä, joten sillä olisi tärkeä rooli ihmisten elinajanodotteen pidentämisessä. TORC1: n estäminen iäkkäillä ihmisillä vähentää infektioiden ilmaantuvuutta.

Antioksidanttitoiminto

Alfa-ketoglutaraatti toimii antioksidanttina, pystyen reagoimaan vetyperoksidin kanssa sukkinaatin, veden ja hiilidioksidin muodostamiseksi. Lisäksi se pystyy reagoimaan muiden reaktiivisten happilajien (ROS) komponenttien kanssa.

Lievittää oksidatiivista stressiä toimimalla energianlähteenä ja antioksidanttina nisäkässoluissa. Se lisää myös antioksidanttikapasiteettia edistämällä glutamiinin synteesiä.

Sovellukset

Eläimissä

Alfa-ketoglutaraattia toimitetaan kalkkunoille, sioille ja rotille, mikä johtaa luun laadun paranemiseen, joka voi johtua lisääntyneen glutamaatin tuotannon positiivisista vaikutuksista, koska se osallistuu luun aineenvaihdunnan säätelyyn.

Samoin kollageenisynteesi lisääntyy proliinin suuremman tarjonnan seurauksena. Alfa-ketoglutaraatilla käsitellyillä eläimillä on lisääntynyt paino, pituus, luutiheys, luun mineraalipitoisuus ja luun kimmoisuus.

Ihmisillä

Alfa-ketoglutaraatin uskotaan auttavan lisäämään lihasproteiinien synteesiä leikkauksen jälkeisillä potilailla sekä parantavan aminohappojen metaboliaa dialyysipotilailla.

Lääkärit antavat sen suonensisäisesti potilaille sydänleikkauksen aikana sydänvamman estämiseksi ja myös lihaksen hajoamisen estämiseksi leikkauksen jälkeen. Yhdiste auttaa tuottamaan lihaskudosta ja parantamaan haavoja.

Alfa-ketoglutaraattia on käytetty erilaisiin tarkoituksiin ja olosuhteisiin ihmisillä, kuten auttamaan taudin torjuntaa bakteeri-infektioita, maksavaikeuksia, kaihia ja parantamaan dialyysipotilaiden proteiinien käsittelyä. Se auttaa myös parantamaan urheilullista suorituskykyä.

Viitteet

1. Wikipedia. (2020). alfa-ketoglutaarihappo. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., ja Li, D. (2016). Alfa-ketoglutaraatti: Fysiologiset toiminnot ja sovellukset. Biomolekyylit ja terapeuttiset tuotteet, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
3. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2020). Alfa-ketoglutaraatti. PubChem-tietokanta., CID = 164533. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. WebMD LLC. (2019). Alfa-ketoglutaraatti (AKG). Palautettu osoitteesta: webmd.com
5. Shaojuan Liu et ai. (2018). Alfa-ketoglutaraatin antioksidatiivinen toiminta ja sen sovellukset. doi.org/10.1155/2018/3408467
6. Barbara Beer et ai. (2017). In vitro -metabolinen tekniikka a-ketoglutaraatin tuottamiseksi. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
7. Royal Society of Chemistry. (2020). a-ketoglutaarihappo. Palautettu osoitteesta: chemspider.com