Alpha-ketoglutarat egenskaber, funktioner og applikationer

1547
Jonah Lester

Det alfacetoglutarat Det er et organisk salt, der produceres ved dissociation af ketoglutarsyre. Det er en forbindelse, der har medicinsk anvendelse, og som også er til stede i eukaryote og prokaryote celler, der udgør en del af Krebs-cyklussen (af citronsyre eller tricarboxylsyrer).

Denne cyklus er af stor biologisk betydning, da den fungerer som et mellemled mellem glykolyse og den elektroniske transportkæde, hvilket igen er forbundet med oxidativ phosphorylering, en proces, der er ansvarlig for den metaboliske produktion af ATP..

Strukturformel for alfa-ketoglutaratanionen. Dens to negative ladninger skal afbalanceres af tilstedeværelsen af ​​kationer, der giver salt. Kilde: NEUROtiker / Public domain

Alpha-ketoglutarat administreres intravenøst ​​for at forhindre hjerteskader under hjerteoperationer relateret til blodgennemstrømningsproblemer. Det bruges også til at forhindre muskelforringelse som følge af operation eller traume..

Det bruges til fremstilling af lægemidler til nyresygdomme, tarm- og maveforstyrrelser såvel som under mange tilstande; det videnskabelige bevis for disse anvendelser er imidlertid ikke overbevisende og ringe.

Dette salt opfylder adskillige funktioner, herunder generering af aminosyrer, såsom prolin, glutamin og glutaminsyre. Det griber også ind i immunologiske processer og forbedrer strukturen og funktion af knoglesystemet.

Artikelindeks

  • 1 egenskaber
    • 1.1 Udseende
    • 1.2 Synonymer
    • 1.3 Molær masse
    • 1.4 Molekylær formel
    • 1.5 Opløselighed i vand
    • 1.6 Smeltepunkt
    • 1.7 Kogepunkt
  • 2 funktioner
    • 2.1 Krebs-cyklus
    • 2.2 Syntese af aminosyrer
    • 2.3 Nitrogentransport
    • 2.4 Levetid og aldring
    • 2.5 Antioxidant funktion
  • 3 applikationer
    • 3.1 Hos dyr
    • 3.2 Hos mennesker
  • 4 Referencer

Ejendomme

Udseende

Hvidt pulver eller krystallinsk gult pulver.

Synonymer

α-ketoglutarat, 2-oxoglutarat og 2-ketoglutarat.

IUPAC foretrukket navn: 2-oxo-pentandioat.

Molar masse

144,08 g / mol

Molekylær formel

C5H4ELLER5to-

Bemærk, at det er en anion, som skal ledsages af en kation for at afbalancere dens negative ladning; enten Na+, K+, ACto+ eller andre.

Vandopløselighed

56,5 g / l

Smeltepunkt

113 - 115 ºC

Kogepunkt

Nedbrydes inden kogning.

Funktioner

Krebs cyklus

Alpha-ketoglutarat er en forbindelse, der er en del af Krebs-cyklussen. Den dannes ud fra virkningen af ​​enzymet isocitratdehydrogenase på isocitratet med dannelsen af ​​NADH og COto. Desuden er alfa-ketoglutarat et sted for inkorporering i Krebs-cyklussen af ​​glutaminsyre, en aminosyre.

Glutaminsyre omdannes til alfa-ketoglutarat, hvilket er en måde at undgå udtømning af komponenterne i Krebs-cyklussen. De veje, der opfylder denne funktion kaldes anaplerotisk. Derefter omdannes alfa-ketoglutarat til succinyl CoA.

Alpha-ketoglutarat er afgørende for hastigheden af ​​Krebs-cyklussen og er involveret i flere metaboliske veje. Ligeledes er det en energikilde til cellefunktion, som det sker med tarmceller..

Syntese af aminosyrer

Alpha-ketoglutarat er direkte eller indirekte involveret i dannelsen af ​​forskellige aminosyrer. Når det er til stede i kosten, omdannes det i tarmceller (enterocytter) til prolin og leucin blandt andre aminosyrer..

Alpha-ketoglutarat er en kilde til syntese af glutamin og glutaminsyre (glutamat); aminosyrer, der stimulerer proteinsyntese. Glutamat, en neutral transmitter, frigivet ved nerveender i knoglevæv, og i processen med at inkorporere amin i alfa-ketoglutarat, producerer prolin.

Proline er en vital aminosyre til syntese af kollagen: et fibrøst protein, der er meget rigeligt hos pattedyr og er en del af huden, knogler, sener, brusk og tænder.

På den anden side styrer alfa-ketoglutarat transformationen af ​​prolin til hydroxyprolin. Dette forårsager transformation af procollagen til kollagen og dannelsen af ​​knoglematrixen.

Alpha-ketoglutarat aktiverer prolidas, et enzym, der er involveret i genanvendelse af prolin. Derudover påvirker det knoglevæv gennem virkningen af ​​glutamat og glutamin.

Disse aminosyrer aktiverer syntesen af ​​aminosyrerne ornithin og arginin, som stimulerer udskillelsen af ​​væksthormon..

Nitrogen transport

Alpha-ketoglutarat er involveret i processen med at transportere og eliminere kvælstof produceret af celler. Aminogrupperne til stede i aminosyrer overføres til alfa-ketoglutarat ved en transamineringsproces. Disse aminogrupper overføres derefter til leveren..

Urinstofcyklussen forekommer i leveren. Sidstnævnte og ammonium (NH4+) er de vigtigste former for kvælstofudskillelse i urinen. Derudover spiller alfa-ketoglutarat en vigtig rolle i afgiftning af kvælstof i hjernen..

Levetid og aldring

Alpha-ketoglutarat ville virke ved at øge forventet levealder i Caenorhabditis elegans-ormen, der specifikt virker på TOR-komplekset (målet for rapamycin). Dette kompleks har været forbundet med sygdomme, der øger deres forekomst i den ældre fase af mennesker.

En form for TOR, TORC1, er impliceret i starten af ​​diabetes, hjertesygdomme og kræft i alderdommen. TORC1 er blevet identificeret som forholdet mellem cellulær aldring og dannelsen af ​​disse sygdomme.

Alpha-ketoglutarat ser ud til at spille en rolle i hæmningen af ​​TOR-komplekset, så det ville spille en vigtig rolle i at øge forventet levealder hos mennesker. Hæmning af TORC1 hos ældre mennesker reducerer forekomsten af ​​infektioner.

Antioxidant funktion

Alpha-ketoglutarat fungerer som et antioxidant middel, der er i stand til at reagere med hydrogenperoxid til dannelse af succinat, vand og kuldioxid. Derudover er den i stand til at reagere med andre komponenter i reaktive iltarter (ROS).

Lindrer oxidativ stress, der fungerer som en energikilde og antioxidant i pattedyrsceller. Det øger også antioxidantkapaciteten ved at fremme syntesen af ​​glutamin.

Ansøgninger

Hos dyr

Alpha-ketoglutarat tilføres kalkuner, svin og rotter, hvilket resulterer i en forbedring af knoglekvaliteten, hvilket kan være forårsaget af de positive virkninger af en højere produktion af glutamat, da det griber ind i reguleringen af ​​knoglemetabolisme..

Ligeledes øger det syntesen af ​​kollagen som et resultat af en større tilførsel af prolin. Dyr behandlet med alfa-ketoglutarat viser øget vægt, længde, knogletæthed, knoglemineralindhold og elastisk knoglestyrke..

Hos mennesker

Alfa-ketoglutarat menes at hjælpe med at øge muskelproteinsyntese hos postoperative patienter samt forbedre aminosyremetabolismen hos dialysepatienter..

Læger giver det intravenøst ​​til patienter under hjerteoperationer for at forhindre hjerteskade og også for at forhindre muskelnedbrud efter operationen. Forbindelsen hjælper med at producere muskelvæv og helbrede sår.

Alfa-ketoglutarat er blevet brugt til forskellige formål og tilstande hos mennesker, som for at hjælpe med at bekæmpe bakterielle infektioner, leverproblemer, grå stær og til at forbedre proteinbehandling hos dialysepatienter. Det hjælper også med at forbedre atletisk præstation.

Referencer

  1. Wikipedia. (2020). alfa-ketoglutarsyre. Gendannet fra: en.wikipedia.org
  2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alpha-Ketoglutarat: Fysiologiske funktioner og applikationer. Biomolekyler og terapi, 24 (1), 1-8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
  3. National Center for Biotechnology Information. (2020). Alfa-ketoglutarat. PubChem Database., CID = 164533. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. WebMD LLC. (2019). Alpha-ketoglutarat (AKG). Gendannet fra: webmd.com
  5. Shaojuan Liu et al. (2018). Den antioxidante funktion af alfa-ketoglutarat og dets anvendelser. doi.org/10.1155/2018/3408467
  6. Barbara Beer et al. (2017). In vitro metabolisk engineering til produktion af α-ketoglutarat. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
  7. Royal Society of Chemistry. (2020). α-ketoglutarsyre. Gendannet fra: chemspider.com

Endnu ingen kommentarer