Metylmalonsyre struktur, egenskaper, syntese, bruksområder

De metylmalonsyre er en organisk forbindelse hvis kjemiske formel er C₄H₆ELLER₄ eller HOOC-CH (CH₃) -COOH. Det er en dikarboksylsyre, også kjent som 2-metylpropandisyre. Det finnes i menneskekroppen da det er et derivat av metabolisme.

Metylmalonsyre er et mellomprodukt i metabolismen av fett og proteiner. Dens transformasjon i kroppen mot en annen forbindelse avhenger av tilstedeværelsen av et enzym avledet fra kobalamin eller vitamin B12.

Når konsentrasjonen i blodserumet når høye verdier, mistenkes problemer som vitamin B12-mangel eller genetisk mangel på noen enzymer. Av denne grunn er den mest relevante bruken for å bestemme vitamin B12-mangel..

Høye nivåer av metylmalonsyre kan forårsake problemer med nervesystemet og nyrene. Hvis nivåene er for høye, oppstår en metabolsk lidelse kalt aciduri, som det ikke er funnet et kurativt medikament for, siden det bare har blitt kontrollert til en viss grad.

Imidlertid studerer medisinske forskere nye måter å behandle aciduri forårsaket av metylmalonsyre..

Artikkelindeks

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 eiendommer
  • 3.1 Fysisk tilstand
  • 3.2 Molekylvekt
  • 3.3 Smeltepunkt
  • 3.4 Løselighet
  • 3.5 Dissosiasjonskonstant
• 4 Plassering i naturen
  • 4.1 Trening i menneskekroppen
  • 4.2 Normal mengde MMA i humant blodserum
  • 4.3 Sykdom forbundet med høye nivåer av metylmalonsyre
• 5 Syntese
• 6 Brukes som biomarkør for vitamin B12 eller kobalaminmangel
• 7 Referanser

Struktur

Metylmalonsyre dannes av en hovedkjede på 3 karbon hvorav den i midten har festet en metylgruppe -CH₃ og sluttkarboner tilhører -COOH-grupper. Derfor er det en dikarboksylsyre.

Nomenklatur

- Metylmalonsyre

- 2-metylpropandisyre

- 1,1-etandikarboksylsyre

- MMA Metylmelonsyre)

Eiendommer

Fysisk tilstand

Fast.

Molekylær vekt

118,09 g / mol

Smeltepunkt

135 ºC

Løselighet

I vann: 679,0 mg / ml

Dissosiasjonskonstant

pK_til = 3,12 (ved 20 ºC)

Beliggenhet i naturen

Det er en menneskelig metabolitt. Det betyr at det dannes under visse metabolske prosesser, spesielt fra fett og proteiner. Den ble isolert fra human urin for første gang i 1957. Den ligger hovedsakelig i det cellulære cytoplasmaet i nyrene og leveren..

Konsentrasjonen over normale verdier er assosiert med mange sykdommer, som vitamin B12-mangel eller kobalaminmalabsorpsjon, mangel på noen enzymer som mutase, fumarase, blant andre, som kan være forårsaket av genetiske defekter.

Tidlig påvisning av en negativ balanse av kobalamin i organismen utføres ved å bestemme økningen av metylmalonsyre i serum. Med andre ord, når vitamin B12 er mangelfull, øker konsentrasjonen av MMA i serum..

MMA forstyrrer energiproduksjon i mitokondriene ved å hemme succinatdehydrogenase, et elektrontransportproteinkompleks.

Derfor kan en høy MMA ha en negativ effekt på helsen. Den negative effekten på nervesystemet og nyrene er rapportert. På den annen side forårsaker et veldig stort overskudd av MMA aciduri.

Trening i menneskekroppen

MMA finnes i kroppen som en del av koenzymet L-metylmalonyl-CoA. Når det er en funksjonsfeil i enzymet L-metylmalonyl-CoA-mutase, dannes MMA.

Enzymet L-metylmalonyl-CoA-mutase krever adenosyl-kobalamin, et koenzym av vitamin B-12, som katalyserer den reversible isomeriseringen av L-metylmalonyl-CoA til succinyl-CoA. Derfor, når det ikke er nok adenosyl-kobalamin, oppnås overskudd av MMA..

Normal mengde MMA i humant blodserum

I følge studier utført i USA, påvirker personens rase eller etnisitet det normale innholdet av MMA i blodserumet.

Ikke-spanske hvite har en signifikant høyere MMA-konsentrasjon i serum enn spansk-meksikanere og ikke-spanske afro-etterkommere, sistnevnte har den laveste serum-MMA-konsentrasjonen. Det ble også funnet at personens alder har innflytelse på nivået av MMA.

Konsentrasjonen av MMA begynner å øke etter fylte 40 år og fortsetter å øke med alderen. Etter fylte 70 år øker den kraftig.

Sistnevnte kan tilskrives nedsatt nyrefunksjon. Det er imidlertid ikke klart om overflødig MMA skader nyrene, eller om skader på nyrene av andre årsaker forårsaker økningen i MMA..

Sykdom forbundet med høye nivåer av metylmalonsyre

Svært høye nivåer av MMA forårsaker en metabolsk lidelse kalt MMA aciduria eller acidemia..

Det fremmes av en delvis eller total mangel på enzymet metylmalonyl-CoA-mutase, som er et mitokondrie enzym avhengig av vitamin B12, som griper inn i det siste trinnet av oksidasjon av valin, isoleucin og fettsyrer..

Det er ingen godkjente terapier for denne sykdommen. Dens ledelse er redusert til reduksjon av proteininntak, karnitin og kofaktortilskudd og medisinsk overvåking.

Imidlertid er det utviklet en mulig terapi som består av intravenøs administrering av messenger RNA innkapslet i biologisk nedbrytbare lipidnanopartikler..

Nevnte messenger-RNA koder for dannelsen av enzymet metylmalonyl-CoA-mutase, som fører til reduksjon av MMA i plasma.

Syntese

En av syntesene av metylmalonsyre i laboratoriet som har vakt oppmerksomhet er reaksjonen av kaliumakrylat med kaliumtetrakarbonylhydruroferrat i 4 timer ved 70 ºC under en atmosfære av karbonmonoksid CO.

Reaksjonen er katalytisk og svært reproduserbar, der milde forhold og et utbytte større enn 95% skiller seg ut. Det var den første hydrokarboksyleringen av akrylsyre som ga MMA.

Brukes som biomarkør for vitamin B12 eller kobalaminmangel

Høye nivåer av MMA i blodserum har vært assosiert med vitamin B12-mangel. Det anslås at konsentrasjonen av MMA øker i serumet før reduksjonen i kobalamin oppdages i serumet eller forårsaker skade på kroppen..

I studier av veganere og lakto-ovovegetariere har serum MMA blitt brukt til å bestemme vitamin B12-mangel.

Enkelte etterforskere fant at metforminbehandling av pasienter med type 2-diabetes er assosiert med økt serum-MMA-konsentrasjon. Denne effekten øker med tiden for behandling med metformin og er assosiert med reduksjonen av vitamin B12-nivåer hos disse pasientene..

I tillegg er MMA testet for å bestemme vitamin B12-mangel hos pasienter med kreftsvulster og også hos gravide kvinner..

Imidlertid antyder andre forskere at nytten av MMA-konsentrasjon i serum for å bestemme vitamin B12-mangel er begrenset hos pasienter med normal nyrefunksjon og hos veldig unge mennesker..

Referanser

1. OSS. National Library of Medicine. (2019). Metylmalonsyre. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. og Kafai, M.R. (2018). Befolkningsreferanseverdier for serummetylmalonsyrekonsentrasjoner og dets forhold til alder, kjønn, raseetnisitet, tilskuddsbruk, nyrefunksjon og serum vitamin B12 i post-folsyre fortifikasjon. Næringsstoffer 2018, 10 (1): 74. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Metylmalonsyre nivåer og deres forhold til kobalamintilskudd hos spanske vegetarianere. Plantemat for menneskelig ernæring 2018, 73 (3): 166-171. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. et al. (2018). Langvarig behandling med metformin ved type 2-diabetes og metylmalonsyre: Post Hoc-analyse av en randomisert kontrollert 4,3-årig studie. Journal of Diabetes and its Komplikasjoner. Volum 32, utgave 2, februar 2018, sider 171-178. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Systemic Messenger RNA Therapy as a Treatment for Methylmalonic Acidemia. Cell Reports 2017, 21 (12), 3548-3558. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et al. (2016). Metylmalonsyre og homocystein som indikatorer på vitamin B-12-mangel i kreft. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). En prospektiv undersøkelse av serummetylmalon og homocystein hos gravide kvinner. Næringsstoffer 2016, 8 (12): 797. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. og Passelaigue, E. (1990). Fullt regioselektiv katalytisk karbonylering av akrylderivater: Syntese av metylmalonsyre ved jernpentakarbonylkatalysert hydrokarboksylering av akrylsyre. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.