ALPHA-KETOGLUTARATE: EGENSKAPER, FUNKSJONER OG APPLIKASJONER - KJEMI - 2026

Den alfa - ketoglutarate er et organisk salt fremstilt fra dissosiasjonen av den syre-ketoglutarsyre. Det er en forbindelse som har medisinsk bruk, og som også er til stede i eukaryote og prokaryote celler, som utgjør en del av Krebs-syklusen (av sitronsyre eller trikarboksylsyrer).

Denne syklusen er av stor biologisk betydning, siden den fungerer som en mellomting mellom glykolyse og den elektroniske transportkjeden, som igjen er assosiert med oksidativ fosforylering, en prosess som er ansvarlig for metabolsk produksjon av ATP.

Strukturformel av alfa-ketoglutarat-anion. De to negative ladningene må balanseres av tilstedeværelsen av kationer, noe som gir opphav til et salt. Kilde: NEUROtiker / Public domain

Alfa-ketoglutarat administreres intravenøst, for å forhindre hjerteskader under hjertekirurgi, relatert til blodstrømsproblemer. Det brukes også for å forhindre forringelse av muskler, som et resultat av kirurgi eller traumer.

Det brukes i produksjon av medisiner mot nyresykdommer, tarmsykdommer og magesykdommer, så vel som for mange forhold; Imidlertid er det vitenskapelige beviset for disse bruksområdene svakt og lite.

Dette saltet utfører mange funksjoner, inkludert generering av aminosyrer, som prolin, glutamin og glutaminsyre. Det griper også inn i immunologiske prosesser, og i forbedring av bensystemets struktur og funksjon.

Egenskaper

Utseende

Hvitt pulver eller krystallinsk gult pulver.

synonymer

a-ketoglutarat, 2-oksoglutarat og 2-ketoglutarat.

IUPAC foretrukket navn: 2-okso-pentandioat.

Molmasse

144,08 g / mol

Molekylær formel

C ₅ H ₄ O ₅ ^2-

Legg merke til at det er et anion, som må ledsages av et kation for å balansere den negative ladningen; det være seg Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ eller andre.

Vannløselighet

56,5 g / l

Smeltepunkt

113 - 115 ºC

Kokepunkt

Det brytes ned før det koker.

Egenskaper

Krebs sykler

Alfa-ketoglutarat er en forbindelse som er en del av Krebs-syklusen. Det dannes fra virkningen av enzymet isocitrat dehydrogenase på isocitratet med dannelsen av NADH og CO ₂ . Videre er alfa-ketoglutarat et sted å inkorporere i Krebs-syklusen for glutaminsyre, en aminosyre.

Glutaminsyre omdannes til alfa-ketoglutarat, og dette er en måte å unngå uttømming av komponentene i Krebs-syklusen. Banene som oppfyller denne funksjonen kalles anaplerotisk. Deretter blir alfa-ketoglutarat omdannet til succinyl CoA.

Alfa-ketoglutarat er en avgjørende faktor for hastigheten på Krebs-syklusen og er involvert i flere metabolske veier. Det er også en energikilde for cellefunksjon, akkurat som det skjer med tarmceller.

Syntese av aminosyrer

Alfa-ketoglutarat er involvert direkte eller indirekte i dannelsen av forskjellige aminosyrer. Når den er tilstede i kostholdet, konverteres den i tarmsceller (enterocytter) til prolin og leucin, blant andre aminosyrer.

Alfa-ketoglutarat er en kilde for syntese av glutamin og glutaminsyre (glutamat); aminosyrer som stimulerer proteinsyntese. Glutamat, en nøytral sender, frigjort fra nerveender i beinvev, og i prosessen med å inkorporere amin i alfa-ketoglutarat, produserer prolin.

Proline er en viktig aminosyre for syntese av kollagen: et fibrøst protein som er veldig rikelig hos pattedyr og er en del av huden, bein, sener, brusk og tenner.

På den annen side leder alfa-ketoglutarat omdannelsen av prolin til hydroksyprolin. Dette fører til transformasjon av procollagen til kollagen, og dannelsen av beinmatrisen.

Alfa-ketoglutarat aktiverer prolidase, et enzym som er involvert i resirkulering av prolin. I tillegg påvirker det beinvevet gjennom virkningen av glutamat og glutamin.

Disse aminosyrene aktiverer syntesen av aminosyrene ornitin og arginin, som stimulerer sekresjonen av veksthormon.

Nitrogentransport

Alfa-ketoglutarat er involvert i prosessen med å transportere og eliminere nitrogen produsert av celler. Aminogruppene som er til stede i aminosyrer blir overført til alfa-ketoglutarat ved en transaminasjonsprosess. Disse aminogruppene overføres deretter til leveren.

I leveren oppstår ureasyklus. Det sistnevnte og ammonium (NH ₄ ⁺ ) er de viktigste former for nitrogenutskillelse i urinen. I tillegg spiller alfa-ketoglutarat en viktig rolle i avgiftning av hjernens nitrogen.

Levetid og aldring

Alfa-ketoglutarat vil fungere ved å øke forventet levealder i Caenorhabditis elegans-ormen og handle spesifikt på TOR (målet for rapamycin) -komplekset. Dette komplekset har vært relatert til sykdommer som øker deres forekomst i alderdomsfasen hos mennesker.

En form for TOR, TORC1, er involvert i begynnelsen av diabetes, hjertesykdommer og kreft i alderdommen. TORC1 er blitt identifisert som forholdet mellom cellulær senescens og generasjonen av disse sykdommene.

Alfa-ketoglutarat ser ut til å spille en rolle i hemming av TOR-komplekset, derfor vil det spille en viktig rolle i å øke forventet levealder hos mennesker. Inhibering av TORC1 hos eldre mennesker reduserer forekomsten av infeksjoner.

Antioksidantfunksjon

Alfa-ketoglutarat fungerer som et antioksidantmiddel, og kan reagere med hydrogenperoksyd for å danne succinat, vann og karbondioksid. I tillegg er den i stand til å reagere med andre komponenter av reaktive oksygenarter (ROS).

Lindrer oksidativt stress, fungerer som en energikilde og antioksidant i pattedyrceller. Det øker også antioksidantkapasiteten ved å fremme syntese av glutamin.

applikasjoner

Hos dyr

Alfa-ketoglutarat leveres til kalkuner, griser og rotter, noe som resulterer i en forbedring i benkvaliteten, noe som kan være forårsaket av de positive effektene av økt glutamatproduksjon, siden det griper inn i reguleringen av benmetabolismen.

På samme måte øker kollagensyntesen, som et resultat av større tilførsel av prolin. Dyr behandlet med alfa-ketoglutarat viser økt vekt, lengde, bentetthet, beinmineralt innhold og beinelastisk styrke.

Hos mennesker

Alfa-ketoglutarat antas å bidra til å øke muskelproteinsyntese hos postoperative pasienter, samt forbedre aminosyremetabolismen hos dialysepasienter.

Leger gir det intravenøst ​​til pasienter under hjertekirurgi for å forhindre hjerteskade, og også for å forhindre muskelforsinkelse etter operasjonen. Forbindelsen hjelper med å produsere muskelvev og helbrede sår.

Alfa-ketoglutarat har blitt brukt til forskjellige formål og forhold hos mennesker, for eksempel å bekjempe bakterieinfeksjoner, leverproblemer, grå stær, og for å forbedre proteinprosessering av dialysepasienter. Det hjelper også med å forbedre atletiske prestasjoner.

referanser

1. Wikipedia. (2020). alfa-ketoglutarsyre. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alpha-Ketoglutarate: Fysiologiske funksjoner og applikasjoner. Biomolekyler og terapeutika, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
3. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2020). Alpha-ketoglutarat. PubChem Database., CID = 164533. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. WebMD LLC. (2019). Alfa-ketoglutarat (AKG). Gjenopprettet fra: webmd.com
5. Shaojuan Liu et al. (2018). Den antioksidative funksjonen til alfa-ketoglutarat og dens anvendelser. doi.org/10.1155/2018/3408467
6. Barbara Beer et al. (2017). In vitro metabolsk engineering for produksjon av α-ketoglutarat. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
7. Royal Society of Chemistry. (2020). α-Ketoglutarsyre. Gjenopprettet fra: chemspider.com