METYLMALONSYRE: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTESE, BRUK - KJEMI - 2026

Den metylmalonsyre er en organisk forbindelse hvis kjemiske formel er C ₄ H ₆ O ₄ eller HOOC-CH (CH ₃ ) -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 til en annen forbindelse avhenger av tilstedeværelsen av et enzym avledet fra kobalamin eller vitamin B12.

Menneskecell visualisert gjennom et fluorescensmikroskop. I sin cytoplasma dannes metylmalonsyre. Blågrønn: kjerne. Rødt: Membran. Marc Vidal. Kilde: Wikimedia Commons.

Når konsentrasjonen i blodserumet når høye verdier, er det mistanke om problemer som vitamin B12-mangel eller genetisk mangel på noen enzymer. Av denne grunn er den mest relevante bruken for bestemmelse av vitamin B12-mangel.

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

Imidlertid studerer medisinsk forskere nye måter å behandle surhet forårsaket av metylmalonsyre.

Struktur

Metylmalonsyre er dannet av en hovedkjede til 3 karbonatomer, hvorav den ene i midten er festet en metylgruppe -CH ₃ og endekarbonatomer hører til -COOH-grupper. Derfor er det en dikarboksylsyre.

Struktur av molekylet av malonsyre eller 2-metylpropandisyre. Fvasconcellos 18:59, 26 mai 2007 (UTC). Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

- Metylmalonsyre

- 2-metylpropandisyre

- 1,1-etandikarboksylsyre

- MMA (MethylMalonic Acid)

Egenskaper

Fysisk tilstand

Fast.

Molekylær vekt

118,09 g / mol

Smeltepunkt

135 ºC

løselighet

I vann: 679,0 mg / ml

Dissosiasjonskonstant

pK _en = 3,12 (ved 20 ° C)

Plassering i naturen

Det er en menneskelig metabolitt. Det betyr at den dannes under visse metabolske prosesser, spesielt fra fett og proteiner. Den ble isolert fra menneskelig urin for første gang i 1957. Den er hovedsakelig lokalisert i den cellulære cytoplasma i nyrer og lever.

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

Den tidlige deteksjonen 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 elektrontransporterende proteinkompleks.

Mitochondria, et sted i cellen hvor malonsyre kan forstyrre normale metabolismeprosesser. Louisa Howard. Kilde: Wikimedia Commons.

Følgelig kan en høy MMA ha en negativ effekt på helsen. Det har blitt rapportert om den negative effekten på nervesystemet og nyrene. På den annen side forårsaker et veldig stort overskudd av MMA surhet.

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-cobalamin, oppnås overskytende MMA.

Normal mengde MMA i humant blodserum

I følge studier utført i USA, påvirker rasen eller etnisiteten til personen det normale innholdet av MMA i blodserumet.

Blodanalyselaboratorium. Forfatter: Darko Stojanovic. Kilde: Pixabay.

Ikke-spanske hvite har en betydelig høyere serum-MMA-konsentrasjon enn latinamerikanere-meksikanere og ikke-spanske afro-etterkommere, hvor sistnevnte har den laveste serum-MMA-konsentrasjonen. Det ble også funnet at personens alder påvirker nivået av MMA.

MMA-konsentrasjonen begynner å øke etter 40 år og fortsetter å øke med alderen. Etter 70 år øker det kraftig.

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

Sykdom assosiert med høye nivåer av metylmalonsyre

Tilstedeværelsen av veldig høye nivåer av MMA forårsaker en metabolsk lidelse som kalles aciduria eller MMA acidemia.

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

Det er ingen godkjente terapier for denne sykdommen. Styringen av den reduseres til reduksjon av proteininntak, karnitin og kofaktortilskudd og medisinsk overvåking.

Imidlertid har en mulig terapi blitt utviklet som består av intravenøs administrering av messenger-RNA innkapslet i biologisk nedbrytbare lipid-nanopartikler.

Forfatter: frolicsomepl. Kilde: Pixabay.

Nevnte messenger-RNA koder for dannelsen av enzymet metylmalonyl-CoA-mutase, noe 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 kaliumtetrakarbonylhyduroferrat i 4 timer ved 70 ºC under en CO-atmosfære av karbonmonoksid.

Reaksjonen er katalytisk og meget 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-ovo-vegetarianere er serum MMA blitt brukt for å bestemme vitamin B12-mangel.

Menneskelige blodprøver. Kilde: Pixabay.

Enkelte etterforskere fant at metforminbehandling av pasienter med diabetes type 2 er assosiert med en økning i serum MMA konsentrasjon. Denne effekten øker med behandling av 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 kreftpasienter og også hos gravide.

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

referanser

1. US National Library of Medicine. (2019). Metylmalonsyre. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. og Kafai, MR (2018). Befolkningsreferanseverdier for serummetylmalonsyre-konsentrasjoner og dets forhold til alder, kjønn, rase-etnisitet, tilskuddsbruk, nyrefunksjon og serumvitamin B12 i post-folsyre-forsterkningen. Næringsstoffer 2018, 10 (1): 74. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Metylmalonsyrenivåer og deres relasjon til kobalamintilskudd hos spanske vegetarianere. Plant Foods for Human Nutrition 2018, 73 (3): 166-171. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Ut, M. et al. (2018). Langtidsbehandling med metformin i type 2-diabetes og metylmalonsyre: Post Hoc-analyse av en randomisert kontrollert 4,3 år lang studie. Journal of Diabetes and its Complications. Volum 32, utgave 2, februar 2018, side 171-178. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Systemisk Messenger RNA-terapi som en behandling for metylmalonic 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 ved kreft. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). En prospektiv studie på serummetylmalonic og homocystein hos gravide. 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 jern Pentacarbonyl katalysert hydrokarboksylering av akrylsyre. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.