Methylmalonsyre struktur, egenskaber, syntese, anvendelser

Det methylmalonsyre er en organisk forbindelse, hvis kemiske formel er C₄H₆ELLER₄ eller HOOC-CH (CH₃) -COOH. Det er en dicarboxylsyre, også kendt som 2-methylpropandisyre. Det findes i menneskekroppen, da det er et derivat af stofskifte.

Methylmalonsyre er et mellemprodukt i metabolismen af ​​fedt og proteiner. Dens transformation inden i kroppen mod en anden forbindelse afhænger af tilstedeværelsen af ​​et enzym afledt af cobalamin eller vitamin B12.

Når dets koncentration i blodserumet når høje værdier, mistænkes problemer som vitamin B12-mangel eller genetisk mangel på nogle enzymer. Af denne grund er dens mest relevante anvendelse til bestemmelse af vitamin B12-mangel..

Høje niveauer af methylmalonsyre kan forårsage problemer med nervesystemet og nyrerne. Hvis niveauerne er for høje, opstår en metabolisk lidelse kaldet aciduria, for hvilken der ikke er fundet et helbredende lægemiddel, da det kun er kontrolleret i en vis grad.

Imidlertid studerer medicinske forskere nye måder at behandle aciduria forårsaget af methylmalonsyre på..

Artikelindeks

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 egenskaber
  • 3.1 Fysisk tilstand
  • 3.2 Molekylvægt
  • 3.3 Smeltepunkt
  • 3.4 Opløselighed
  • 3.5 Dissociationskonstant
• 4 Placering i naturen
  • 4.1 Træning i menneskekroppen
  • 4.2 Normal mængde MMA i humant blodserum
  • 4.3 Sygdom forbundet med høje niveauer af methylmalonsyre
• 5 Syntese
• 6 Anvendes som en biomarkør for vitamin B12 eller cobalaminmangel
• 7 Referencer

Struktur

Methylmalonsyre dannes af en hovedkæde på 3 carbonatomer, hvoraf den i midten har knyttet en methylgruppe -CH₃ og slutkulstofferne tilhører -COOH-grupper. Derfor er det en dicarboxylsyre.

Nomenklatur

- Methylmalonsyre

- 2-methylpropandisyre

- 1,1-ethanedicarboxylsyre

- MMA MethylMalonsyre)

Ejendomme

Fysisk tilstand

Solid.

Molekylær vægt

118,09 g / mol

Smeltepunkt

135 ºC

Opløselighed

I vand: 679,0 mg / ml

Dissociation konstant

pK_til = 3,12 (ved 20 ºC)

Placering i naturen

Det er en menneskelig metabolit. Det betyder, at det dannes under visse metaboliske processer, især fra fedt og proteiner. Det blev isoleret fra human urin for første gang i 1957. Det er hovedsageligt placeret i det cellulære cytoplasma i nyrerne og leveren..

Dens koncentration over normale værdier er forbundet med mange sygdomme, såsom vitamin B12-mangel eller cobalamin malabsorption, mangel på nogle enzymer såsom mutase, fumarase, blandt andre, som kan være forårsaget af genetiske defekter.

Den tidlige påvisning af en negativ balance af cobalamin i organismen udføres ved at bestemme stigningen af ​​methylmalonsyre i serum. Med andre ord, når vitamin B12 er mangelfuld, øges koncentrationen af ​​MMA i serum..

MMA interfererer med energiproduktion i mitokondrier ved at hæmme succinatdehydrogenase, et elektrontransportproteinkompleks.

Derfor kan en høj MMA have en negativ indvirkning på helbredet. Dens negative virkning på nervesystemet og nyrerne er rapporteret. På den anden side forårsager et meget stort overskud af MMA aciduri.

Træning i den menneskelige krop

MMA findes i kroppen som en del af coenzymet L-methylmalonyl-CoA. Når der er en funktionsfejl i enzymet L-methylmalonyl-CoA-mutase, dannes MMA.

Enzymet L-methylmalonyl-CoA-mutase kræver adenosyl-cobalamin, et coenzym af vitamin B-12, som katalyserer den reversible isomerisering af L-methylmalonyl-CoA til succinyl-CoA. Derfor, når der ikke er nok adenosyl-cobalamin, opnås overskydende MMA..

Normal mængde MMA i humant blodserum

Ifølge undersøgelser udført i USA påvirker personens race eller etnicitet det normale indhold af MMA i blodserumet.

Ikke-spanske hvide har en signifikant højere serum-MMA-koncentration end spanske-mexicanere og ikke-spanske afro-efterkommere, hvor sidstnævnte har den laveste serum-MMA-koncentration. Det blev også konstateret, at personens alder har indflydelse på niveauet af MMA.

Koncentrationen af ​​MMA begynder at stige efter 40 år og fortsætter med at stige med alderen. Efter 70 år stiger det kraftigt.

Sidstnævnte kan tilskrives nedsat nyrefunktion. Det er imidlertid ikke klart, om overskydende MMA beskadiger nyrerne, eller hvis skader på nyrerne af andre årsager forårsager stigningen i MMA..

Sygdom forbundet med høje niveauer af methylmalonsyre

Meget høje niveauer af MMA forårsager en metabolisk lidelse kaldet MMA aciduria eller acidemia..

Det fremmes ved en delvis eller total mangel på enzymet methylmalonyl-CoA-mutase, som er et mitokondrie-enzym afhængigt af vitamin B12, der griber ind i det sidste trin i oxidationen af ​​valin, isoleucin og fedtsyrer.

Der er ingen godkendte terapier for denne sygdom. Dens ledelse er reduceret til reduktion af proteinindtag, carnitin- og cofaktortilskud og medicinsk overvågning.

Imidlertid er der udviklet en mulig terapi, der består af intravenøs administration af messenger-RNA indkapslet i biologisk nedbrydelige lipidnanopartikler..

Nævnte messenger-RNA koder for dannelsen af ​​enzymet methylmalonyl-CoA-mutase, hvilket fører til reduktion af MMA i plasma.

Syntese

En af synteserne af methylmalonsyre i laboratoriet, der har tiltrukket sig opmærksomhed, er reaktionen af ​​kaliumacrylat med kaliumtetracarbonylhydruroferrat i 4 timer ved 70 ºC under en atmosfære af kulilte CO.

Reaktionen er katalytisk og stærkt reproducerbar, hvor milde betingelser og et udbytte større end 95% skiller sig ud. Det var den første hydrocarboxylering af acrylsyre, der gav MMA.

Anvendes som en biomarkør for vitamin B12 eller cobalaminmangel

Høje niveauer af MMA i blodserum har været forbundet med vitamin B12-mangel. Det anslås, at koncentrationen af ​​MMA stiger i serumet, før faldet i cobalamin detekteres i serumet eller forårsager skade på kroppen.

I studier af veganer og lacto-ovovegetarians er serum MMA blevet brugt til at bestemme vitamin B12-mangel.

Visse efterforskere fandt ud af, at metforminbehandling af patienter med type 2-diabetes er forbundet med øget serum-MMA-koncentration. Denne effekt øges med tidspunktet for behandling med metformin og er forbundet med et fald i vitamin B12-niveauer hos disse patienter..

Derudover er MMA testet for at bestemme vitamin B12-mangel hos patienter med kræfttumorer og også hos gravide kvinder..

Imidlertid antyder andre forskere, at nytten af ​​serum MMA-koncentration til bestemmelse af vitamin B12-mangel er begrænset hos patienter med normal nyrefunktion og hos meget unge mennesker..

Referencer

1. OS. National Library of Medicine. (2019). Methylmalonsyre. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. og Kafai, M.R. (2018). Befolkningsreferenceværdier for koncentrationer af methylmylonsyre i serum og dets forhold til alder, køn, race-etnicitet, tilskudsbrug, nyrefunktion og serum-vitamin B12 i post-folsyre-befæstning. Næringsstoffer 2018, 10 (1): 74. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Methylmalonsyre niveauer og deres forhold til cobalamintilskud i spanske vegetarer. Plantefødevarer til ernæring til mennesker 2018, 73 (3): 166-171. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. et al. (2018). Langvarig behandling med metformin ved type 2-diabetes og methylmalonsyre: Post Hoc-analyse af et randomiseret kontrolleret 4,3-årigt forsøg. Journal of Diabetes og dens komplikationer. Bind 32, udgave 2, februar 2018, side 171-178. Gendannet fra sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Systemisk Messenger RNA-terapi som behandling for methylmalonic acidemia. Cellerapporter 2017, 21 (12), 3548-3558. Gendannet fra sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et al. (2016). Methylmalonsyre og homocystein som indikatorer for vitamin B-12-mangel i kræft. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). En prospektiv undersøgelse af serummetylmalon og homocystein hos gravide kvinder. Næringsstoffer 2016, 8 (12): 797. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. og Passelaigue, E. (1990). Fuldt regioselektiv katalytisk carbonylering af acrylderivater: Syntese af methylmalonsyre ved hjælp af jernpentacarbonylkatalyseret hydrocarboxylering af acrylsyre. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Gendannet fra pubs.acs.org.