МЕТИЛМАЛОНОВА КИСЛОТА: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, СИНТЕЗ, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Метилмалонова кислота являє собою органічне з'єднання, хімічна формула являє собою С ₄ Н ₆ Про ₄ або HOOC-СН (СН ₃ ) СООН. Це дикарбонова кислота, також відома як 2-метилпропандіонова кислота. Він знаходиться в організмі людини, оскільки є похідним метаболізму.

Метилмалонова кислота є проміжною речовиною в обміні жирів і білків. Перетворення її всередині організму в іншу сполуку залежить від присутності ферменту, що отримується з кобаламіну або вітаміну В12.

Клітини людини візуалізують за допомогою флуоресцентного мікроскопа. У його цитоплазмі утворюється метилмалонова кислота. Синювато-зелений: серцевина. Червоний: Мембрана. Марк Видал. Джерело: Wikimedia Commons.

Коли його концентрація в сироватці крові досягає високих значень, підозрюються такі проблеми, як дефіцит вітаміну В12 або генетична недостатність деяких ферментів. З цієї причини його найбільш релевантне використання - це визначення дефіциту вітаміну В12.

Високий вміст метилмалонової кислоти може спричинити проблеми з нервовою системою та нирками. Якщо рівень надмірно високий, виникає порушення обміну речовин, яке називається ацидурією, щодо якого лікувальний препарат не знайдено, оскільки він лише певною мірою був контрольований.

Однак вчені-медики вивчають нові способи лікування ацидурії, викликаної метилмалоновою кислотою.

Будова

Метилмалонова кислота утворюється головною ланцюжком з 3 вуглець, з яких у центрі приєднана метильна група –CH _3, а кінцеві вуглеці належать до груп COOOH. Тому це дикарбонова кислота.

Будова молекули малонової кислоти або 2-метилпропандіонової кислоти. Fvasconcellos 18:59, 26 травня 2007 (UTC). Джерело: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- Метилмалонова кислота

- 2-метилпропандіонова кислота

- 1,1-етандикарбонова кислота

- ММА (Метилмалонова кислота)

Властивості

Фізичний стан

Суцільний.

Молекулярна маса

118,09 г / моль

Точка плавлення

135 ºC

Розчинність

У воді: 679,0 мг / мл

Константа дисоціації

pK _a = 3,12 (при 20 ° C)

Розташування в природі

Це метаболіт людини. Це означає, що він утворюється під час певних обмінних процесів, особливо з жирів та білків. Його вперше виділили з сечею людини в 1957 р. Розташована вона переважно в клітинній цитоплазмі нирок і печінки.

Його концентрація вище нормальних значень пов'язана з багатьма захворюваннями, такими як дефіцит вітаміну В12 або мальабсорбція кобаламіну, дефіцит деяких ферментів, таких як мутаза, фумараза, серед інших, які можуть бути викликані генетичними дефектами.

Раннє виявлення негативного балансу кобаламіну в організмі здійснюється шляхом визначення підвищення метилмалонової кислоти в сироватці крові. Іншими словами, коли вітаміну В12 не вистачає, концентрація ММА в сироватці крові збільшується.

ММА перешкоджає виробленню енергії в мітохондріях, інгібуючи сукцинатдегідрогеназу, білок, що транспортує електрон.

Мітохондрії, місце в клітині, де малонова кислота може перешкоджати нормальним процесам обміну речовин. Луїза Говард. Джерело: Wikimedia Commons.

Отже, висока ММА може негативно впливати на здоров’я. Повідомлялося про його негативний вплив на нервову систему та нирки. З іншого боку, дуже великий надлишок ММА викликає ацидурію.

Тренування в організмі людини

ММА знаходиться в організмі як частина коферменту L-метилмалоніл-КоА. При порушенні роботи ферменту L-метилмалоніл-CoA-мутази утворюється ММА.

Фермент L-метилмалоніл-КоА-мутаза вимагає аденозил-кобаламіну, коферменту вітаміну В-12, який каталізує оборотну ізомеризацію L-метилмалоніл-КоА до сукциніл-КоА. Тому, коли не вистачає аденозил-кобаламіну, виходить надлишок ММА.

Нормальна кількість ММА в сироватці крові людини

Згідно з дослідженнями, проведеними в США, раса або етнічна приналежність людини впливають на нормальний вміст ММА в сироватці крові.

Лабораторія аналізу крові Автор: Дарко Стоянович. Джерело: Pixabay.

Неіспаномовні білі мають значно більшу концентрацію ММА в сироватці крові, ніж латиноамериканці та мексиканці та неіспаномовні афро-нащадки, останні мають найнижчу концентрацію в сироватці MMA. Також було встановлено, що вік людини впливає на рівень ВМА.

Концентрація ММА починає зростати після 40 років і продовжує зростати з віком. Після 70 років він різко збільшується.

Останнє можна віднести до порушення функції нирок. Однак не ясно, чи надлишок ММА пошкоджує нирки або пошкодження нирок з інших причин викликає збільшення ММА.

Хвороба, пов’язана з високим вмістом метилмалонової кислоти

Наявність дуже високого рівня ММА викликає порушення обміну речовин, яке називається ацидурією або ММА-ацидемією.

Цьому сприяє частковий або повний дефіцит ферменту метилмалоніл-КоА-мутази, який є мітохондріальним ферментом, залежним від вітаміну В12, який втручається на завершальній стадії окислення валіну, ізолейцину та жирних кислот.

Не існує затвердженої терапії цього захворювання. Її управління зводиться до скорочення споживання білка, добавки карнітину та кофакторів та медичного моніторингу.

Однак була розроблена можлива терапія, що полягає у внутрішньовенному введенні гінкової РНК, інкапсульованої в біорозкладаються ліпідні наночастинки.

Автор: frolicsomepl. Джерело: Pixabay.

Згаданий месенджер РНК кодує утворення ферменту метилмалоніл-КоА-мутази, що призводить до зниження ММА в плазмі.

Синтез

Один із синтезів метилмалонової кислоти в лабораторії, який привернув увагу, - це реакція акрилату калію з тетракарбонілгідрофрат калію протягом 4 годин при температурі 70 ° С в атмосфері чадного газу.

Реакція є каталітичною та дуже відтворюваною, де виділяються м'які умови та вихід понад 95%. Це перше гідрокарбоксилювання акрилової кислоти, яке дало ММА.

Використовуйте як біомаркер при дефіциті вітаміну В12 або кобаламіну

Високий рівень ММА в сироватці крові був пов'язаний з дефіцитом вітаміну В12. Підраховано, що концентрація ММА збільшується в сироватці крові до того, як у сироватці крові буде виявлено зниження кобаламіну або завдає шкоди організму.

У дослідженнях веганів та лакто-вегетаріанців для визначення дефіциту вітаміну B12 у сироватці крові використовували ММА в сироватці крові.

Аналізи крові людини. Джерело: Pixabay.

Деякі дослідники встановили, що лікування метформіном пацієнтів із діабетом 2 типу пов’язане із збільшенням концентрації ММА в сироватці крові. Цей ефект посилюється з часом лікування метформіном і пов'язаний зі зниженням рівня вітаміну В12 у цих пацієнтів.

Крім того, ММА перевірена для визначення дефіциту вітаміну В12 у хворих на рак, а також у вагітних.

Однак інші дослідники припускають, що корисність концентрації ММА в сироватці крові для визначення дефіциту вітаміну В12 обмежена у пацієнтів із нормальною функцією нирок та у дуже молодих людей.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2019). Метилмалонова кислота. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. та Kafai, MR (2018). Орієнтовні показники кількості концентрацій метилмалонової кислоти в сироватці крові та її зв’язок із віком, статтю, расовою етнічністю, використанням добавок, функцією нирок та вітаміном В12 у сироватці крові у пост-фолієвій фортифікації. Поживні речовини 2018, 10 (1): 74. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. та ін. (2018). Рівень метилмалонової кислоти та їх зв'язок з добавкою кобаламіну у вегетаріанців Іспанії. Рослинні продукти харчування людини 2018, 73 (3): 166-171. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
4. Вихід, М. та ін. (2018). Довготривале лікування метформіном при діабеті 2 типу та метилмалоновою кислотою: Пост-Аналіз рандомізованого контрольованого 4,3-річного випробування. Журнал діабету та його ускладнення. Том 32, випуск 2, лютий 2018, Сторінки 171-178. Відновлено з sciencedirect.com.
5. An, D. та ін. (2017). Системна РНК-терапія месенджера як лікування метилмалонової кислоти. Стільникові звіти 2017, 21 (12), 3548-3558. Відновлено з sciencedirect.com.
6. Ваші, П. та ін. (2016). Метилмалонова кислота та гомоцистеїн як показники дефіциту вітаміну В-12 у раку. PLOS ONE 2016 11 (1): e0147843. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). Перспективне дослідження сироваткового метилмалоніку та гомоцистеїну у вагітних. Поживні речовини 2016, 8 (12): 797. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
8. Брунет, Ж.-Ж. і Passelaigue, E. (1990). Повністю региоселективное каталітичне карбонілювання акрилових похідних: синтез метилмалонової кислоти каталізатором заліза гідрокарбоксиляцією акрилової кислоти пентакарбонілом. Органометаліки 1990, 9, 1711-1713. Відновлено з pubs.acs.org.