METYYLIMALONIHAPPO: RAKENNE, OMINAISUUDET, SYNTEESI, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Metyylimalonihappo on orgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on C ₄ H ₆ O ₄ tai HOOC-CH (CH ₃) COOH. Se on dikarboksyylihappo, joka tunnetaan myös nimellä 2-metyylipropaanidihappo. Se löytyy ihmiskehosta, koska se on aineenvaihdunnan johdannainen.

Metyylimalonihappo on välituote rasvojen ja proteiinien metaboliassa. Sen muutos kehossa toiseksi yhdisteeksi riippuu entsyymin läsnäolosta, joka on johdettu kobalamiinista tai B12-vitamiinista.

Ihmisen solu visualisoitiin fluoresenssimikroskoopin avulla. Sen sytoplasmassa muodostuu metyylimalonihappoa. Sinertävänvihreä: ydin. Punainen: kalvo. Marc Vidal. Lähde: Wikimedia Commons.

Kun sen pitoisuus veren seerumissa saavuttaa korkeat arvot, epäillään ongelmia, kuten B12-vitamiinin puutos tai joidenkin entsyymien geneettinen vajaus. Tästä syystä sen tarkoituksenmukaisin käyttö on B12-vitamiinin puutteen määrittämiseen.

Korkeat metyylimalonihapon pitoisuudet voivat aiheuttaa hermoston ja munuaisten ongelmia. Jos pitoisuudet ovat liian korkeat, tapahtuu aciduria-niminen aineenvaihduntahäiriö, jota varten ei ole löydetty parantavaa lääkettä, koska sitä on kontrolloitu vain tietyssä määrin.

Lääketieteelliset tutkijat kuitenkin tutkivat uusia tapoja hoitaa metyylimalonihapon aiheuttamaa aciduriaa.

Rakenne

Metyylimalonihappoa on muodostettu pääketju 3 hiiltä, joista yksi keskellä on kiinnittynyt metyyliryhmä -CH ₃ ja pää hiilet kuuluvat -COOH ryhmiä. Siksi se on dikarboksyylihappo.

Malonihapon tai 2-metyylipropaanidihapon molekyylin rakenne. Fvasconcellos 18:59, 26. toukokuuta 2007 (UTC). Lähde: Wikimedia Commons.

nimistö

- metyylimalonihappo

- 2-metyylipropaanidihappo

- 1,1-etaanidikarboksyylihappo

- MMA (metyyli-malonihappo)

ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiinteä.

Molekyylipaino

118,09 g / mol

Sulamispiste

135 ºC

Liukoisuus

Vedessä: 679,0 mg / ml

Dissosiaatiovakio

pKa = 3,12 (20 ° C)

Sijainti luonnossa

Se on ihmisen metaboliitti. Tämä tarkoittaa, että se muodostuu tiettyjen metabolisten prosessien aikana, etenkin rasvoista ja proteiineista. Se eristettiin ensimmäisen kerran ihmisen virtsasta vuonna 1957. Se sijaitsee pääasiassa munuaisten ja maksan solujen solulimassassa.

Sen pitoisuus normaaliarvojen yläpuolella liittyy moniin sairauksiin, kuten B12-vitamiinin puutteeseen tai kobalamiinin imeytymiseen, joidenkin entsyymien, kuten mutaasin, fumaraasin, puutteeseen, jotka voivat johtua geneettisistä virheistä.

Kobalamiini negatiivisen tasapainon varhainen havaitseminen organismissa suoritetaan määrittämällä metyylimalonihapon lisäys seerumissa. Toisin sanoen, kun B12-vitamiinista on puutteita, MMA-konsentraatio seerumissa kasvaa.

MMA häiritsee energiantuotantoa mitokondrioissa estämällä sukkinaattidehydrogenaasia, elektronia kuljettavaa proteiinikompleksia.

Mitokondria, paikka solussa, jossa malonihappo voi häiritä normaalia aineenvaihduntaa. Louisa Howard. Lähde: Wikimedia Commons.

Näin ollen korkealla MMA: lla voi olla kielteinen vaikutus terveyteen. Sen kielteisestä vaikutuksesta hermostoon ja munuaisiin on ilmoitettu. Toisaalta erittäin suuri MMA-ylimäärä aiheuttaa aciduriaa.

Harjoittelu ihmiskehossa

MMA: ta löytyy kehosta osana koentsyymi L-metyylimalonyyli-CoA: ta. Kun L-metyylimalonyyli-CoA-mutaasi-entsyymissä on toimintahäiriö, muodostuu MMA.

Entsyymi L-metyylimalonyyli-CoA-mutaasi vaatii adenosyylikobalamiinia, B-12-vitamiinin koentsyymiä, joka katalysoi L-metyylimalonyyli-CoA: n palautuvaa isomeroitumista sukkinyyli-CoA: ksi. Siksi, kun adenosyylikobalamiinia ei ole tarpeeksi, saadaan ylimäärä MMA: ta.

Normaali MMA-määrä ihmisen veriseerumissa

Yhdysvalloissa tehtyjen tutkimusten mukaan henkilön rotu tai etnisyys vaikuttaa normaaliin MMA-pitoisuuteen veriseerumissa.

Verianalyysilaboratorio. Kirjoittaja: Darko Stojanovic. Lähde: Pixabay.

Ei-latinalaisamerikkalaisilla valkoisilla on merkitsevästi korkeampi seerumin MMA-pitoisuus kuin latinalaisamerikkalaisilla meksikolaisilla ja ei-latinalaisamerikkalaisilla afro-jälkeläisillä, jälkimmäisillä on alhaisin seerumin MMA-konsentraatio. Todettiin myös, että ihmisen ikä vaikuttaa MMA-tasoon.

MMA-pitoisuus alkaa kasvaa 40-vuotiaana ja kasvaa edelleen iän myötä. 70-vuotiaana se kasvaa jyrkästi.

Viimeksi mainitun voidaan katsoa johtuvan munuaisten vajaatoiminnasta. Ei ole kuitenkaan selvää, vahingoittaako liiallinen MMA munuaisia ​​vai aiheuttaako munuaisten vaurioituminen muista syistä MMA: n lisääntymisen.

Tauti, joka liittyy korkeisiin metyylimalonihapon pitoisuuksiin

Erittäin korkeat MMA-tasot aiheuttavat metabolisen häiriön, jota kutsutaan aciduriaksi tai MMA-asidemiaksi.

Sitä edistää osittain tai kokonaan metyylimalonyyli-CoA-mutaasi-entsyymi, joka on B12-vitamiinista riippuvainen mitokondriaalinen entsyymi, joka puuttuu valiinin, isoleusiinin ja rasvahappojen hapettumisen viimeiseen vaiheeseen.

Tätä tautia varten ei ole hyväksyttyjä hoitomuotoja. Sen hallinta vähenee proteiinin saannin vähentämiseen, karnitiinin ja kofaktorien täydentämiseen ja lääketieteelliseen seurantaan.

Kuitenkin on kehitetty mahdollinen terapia, joka käsittää suonensisäisesti annettavan Messenger-RNA: n, joka on kapseloitu biohajoaviin lipidinanopartikkeleihin.

Kirjoittaja: frolicsomepl. Lähde: Pixabay.

Mainittu lähetti-RNA koodaa entsyymin metyylimalonyyli-CoA-mutaasi muodostumista, mikä johtaa MMA: n vähenemiseen plasmassa.

Synteesi

Yksi huomion herättävistä laboratoriossa käydyistä metyylimalonihapon synteeseistä on kaliumakrylaatin reaktio kaliumtetrakarbonyylihydruroferraatin kanssa 4 tunnin ajan 70 ºC: n lämpötilassa hiilimonoksidi-CO-ilmakehässä.

Reaktio on katalyyttinen ja hyvin toistettavissa, jolloin lievät olosuhteet ja saanto ovat yli 95% erottuvat. Se oli ensimmäinen akryylihapon hydrokarboksylointi, jolloin saatiin MMA.

Käytä biomarkkerina B12-vitamiinin tai kobalamiinin puutteen varalta

Korkeisiin MMA-arvoihin veren seerumissa on liitetty B12-vitamiinin puutos. On arvioitu, että MMA-pitoisuus nousee seerumissa ennen kuin kobalamiinin väheneminen havaitaan seerumissa tai aiheuttaa vaurioita keholle.

Vegaanien ja lakto-ovo-kasvissyöjien tutkimuksissa seerumin MMA: ta on käytetty B12-vitamiinin puutoksen määrittämiseen.

Ihmisen verikokeet. Lähde: Pixabay.

Tietyt tutkijat havaitsivat, että tyypin 2 diabeteksen potilaiden metformiinihoitoon liittyy seerumin MMA-pitoisuuden nousu. Tämä vaikutus kasvaa metformiinihoidon ajan, ja siihen liittyy B12-vitamiinipitoisuuden lasku näillä potilailla.

Lisäksi MMA on testattu B12-vitamiinin puutteen määrittämiseksi syöpäpotilailla ja myös raskaana olevilla naisilla.

Toiset tutkijat kuitenkin viittaavat siihen, että seerumin MMA-pitoisuuden hyödyllisyys B12-vitamiinin puutoksen määrittämisessä on rajallinen potilailla, joilla on normaali munuaistoiminta, ja hyvin nuorilla.

Viitteet

1. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Metyylimalonihappo. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. ja Kafai, MR (2018). Seerumin metyylimalonihappopitoisuuksien väestörekisteriarvot ja niiden suhde ikään, sukupuoleen, rotuun ja etnisyyteen, lisäravinteen käyttöön, munuaistoimintaan ja seerumin B12-vitamiiniin postfoolihapon väkevöinnissä. Ravinteet 2018, 10 (1): 74. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et ai. (2018). Metyylimalonihappotasot ja niiden suhde kobalamiini-lisäykseen Espanjan kasvissyöjillä. Kasviruoat ihmisravinnoksi 2018, 73 (3): 166-171. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. et ai. (2018). Pitkäaikainen hoito metformiinilla tyypin 2 diabeteksen ja metyylimalonihapon kanssa: Satunnaistetun, kontrolloidun 4,3 vuoden tutkimuksen posthokinalyysi. Diabetes Journal ja sen komplikaatiot. Osa nro 32, numero 2, helmikuu 2018, sivut 171–178. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
5. An, D. et ai. (2017). Systeeminen Messenger-RNA-terapia metyylimalonihappoamion hoidossa. Cell Reports 2017, 21 (12), 3548-3558. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et ai. (2016). Metyylimalonihappo ja homosysteiini indikaattoreina syövän B-12-vitamiinin puutteesta. PLOS ONE 2016 11 (1): e0147843. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et ai. (2016). Tulevaisuuden tutkimus seerumin metyylimaloni- ja homokysteiinistä raskaana olevilla naisilla. Ravinteet 2016, 8 (12): 797. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. ja Passelaigue, E. (1990). Akryylijohdannaisten täysin regioselektiivinen katalyyttinen karbonylointi: metyylimalonihapon synteesi rauta-pentakarbonyylillä katalysoidun akryylihapon hydrokarboksyloinnin avulla. Organometallics 1990, 9, 1711 - 1713. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.