METIONIN: EGENSKAPER, FUNKSJONER, MATVARER, FORDELER - BIOLOGI - 2026

Den metionin (Met, M) er klassifisert i gruppen av ikke-polare aminosyrer eller aminosyrer hydrofobe. Denne aminosyren inneholder svovel (S) i sidekjeden som kan reagere med metallatomer eller med elektrofile grupper.

Metionin ble oppdaget av John Howard Mueller i det andre tiåret av 1900-tallet. Mueller isolerte metionin fra kasein, et protein han brukte for å dyrke hemolytiske streptokokkkulturer.

Kjemisk struktur av aminosyren Methionine (Kilde: Hbf878 via Wikimedia Commons)

Navnet "metionin" er en forkortelse av det kjemiske navnet på denne aminosyren: y-metyltiol-a-aminobutyric acid, og ble introdusert av S. Odake i 1925.

Det er en essensiell aminosyre for pattedyr og kan gå inn i banen for syntese av cystein, en ikke-essensiell aminosyre, så lenge kroppen får metionin fra dietten. Planter og bakterier syntetiserer det fra homocystein, et derivat av cystein og homoserin.

Dens katabolisme innebærer på den ene siden eliminering av nitrogen fra dens struktur og utskillelse som urea, og på den andre transformasjonen av karbonkjeden til succinyl CoA.

Sammen med valin og treonin regnes metionin som en glukogen aminosyre, siden disse aminosyrene kan omdannes til å succinere og gå inn i Krebs-syklusen. De glukogene aminosyrene er i stand til å produsere karbohydrater og derfor glukose.

Det er mange matvarer rike på metionin som tunfisk, kjøtt, eggehviter, oster og nøtter.

Metionin er viktig for syntesen av mange proteiner, oppfyller viktige funksjoner i metabolismen av fett, hovedsakelig for skjelettmuskel, og deltar også som en antioksidant.

Det er mange lidelser relatert til metabolismen av metionin og svovel som er assosiert med patologier med forskjellige grader av konsekvenser for helsen. Noen induserer akkumulering av homocystein, som er ledsaget av trombose, forstyrrelser i sentralnervesystemet (CNS), alvorlig mental retardasjon.

Andre, som mangelen på adenosyltransferase, som er det første enzymet som virker nedbrytning av metionin, resulterer i akkumulering av metionin, en relativt godartet patologi som kontrolleres ved å begrense mat rik på metionin i kostholdet.

kjennetegn

Metionin er en essensiell aminosyre som ikke er produsert av menneskekroppen eller av mange. Dette er en utmerket antioksidant og en kilde til svovel for kroppen vår.

Det daglige behovet for metionin for spedbarn er 45 mg / dag, hos barn er det 800 mg / dag, og hos voksne er det mellom 350 og 1100 mg / dag.

Metionin er en av de viktigste kildene til svovel i kroppen; svovel er en grunnleggende komponent i noen vitaminer som tiamin eller vitamin B1, av noen hormoner som glukagon, insulin og noen hypofysehormoner.

Det er i keratin, som er et protein i hud, negler og hår, og er også viktig for syntesen av kollagen og kreatin. Derfor er metionin, som er kilden til svovel, relatert til alle funksjonene til svovel eller de organiske stoffene som inneholder det.

Struktur

Den kjemiske formelen for metionin er HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 og dens molekylformel er C5H11NO2S. Det er en hydrofob essensiell aminosyre, klassifisert i de apolare aminosyrene.

Den har et a-karbon knyttet til en aminogruppe (-NH2), en karboksylgruppe (-COOH), et hydrogenatom og en sidekjede (-R) som inneholder svovel og er sammensatt som følger: -CH2 -CH2-S-CH3.

Alle aminosyrer, med unntak av glycin, kan eksistere som enantiomerer i L- eller D-form, så L-metionin og D-metionin kan eksistere. Imidlertid er det bare L-metionin som finnes i strukturen til cellulære proteiner.

Denne aminosyren har dissosieringskonstanter pK 1 på 2,28 og pK2 på 9,21, og et isoelektrisk punkt på 5,8.

Egenskaper

Metionin er en essensiell aminosyre for syntese av mange proteiner, deriblant noen hormoner, de konstitutive proteinene i huden, håret og neglene, etc.

Det brukes som et naturlig avslappende middel til å sove og er veldig viktig for god tilstand på negler, hud og hår. Det forhindrer noen lever- og hjertesykdommer; forhindrer ansamling av fett i arteriene og er avgjørende for syntese av cystein og taurin.

Det favoriserer bruk av fett som energi og griper inn i transporten og bruken av dem, spesielt i skjelettmuskulaturen, og det er derfor det er veldig viktig for trening i muskler.

Reduserer histaminnivåene. Det er en naturlig antioksidant, siden det hjelper med å redusere frie radikaler. Det har også antidepressiva og angstdempende egenskaper.

En annen nylig bruk av metionin som en "radiotracer" for bildebehandlingsstudien i positron emission tomography (PET) innen neuro-onkologi.

Den har også utstrakt bruk som radiokontrast for gliomas, både i planleggingsprosessen for kirurgiske ekstraksjoner, så vel som for overvåking av responsen på behandling og evaluering av tilbakefall.

Nylig har bruken av metionin blitt testet effektivt for å forbedre veksten av sojabønner.

biosyntesen

Metioninbiosyntese ble beskrevet og publisert i 1931 av briten George Barger og hans assistent Frederick Philip Coine.

Bakterier og planter kan syntetisere metionin og cystein, men de fleste dyr henter metionin fra kostholdet og cystein fra en biosyntetisk bane som starter fra metionin som det første underlaget (de får også cystein med maten som konsumeres i kostholdet).

Biosyntetisk vei

Planter og bakterier bruker cystein som en kilde til svovel og homoserin som en kilde til karbonskjelettet for syntesen av metionin. Homoserine syntetiseres fra aspartat gjennom tre enzymatiske reaksjoner:

(1) Aspartat blir omdannet til β-aspartylfosfat ved hjelp av et aspartatkinaseenzym, deretter (2) blir det omdannet til aspartisk ß-semialdehyd, som (3) takket være virkningen av homoserin dehydrogenase genererer homoserin.

Det første trinnet i syntesen av metionin er reaksjonen av homoserin med succinyl-CoA for å danne O-succinyl homoserine. I denne reaksjonen spaltes succinyl-CoA, og frigjør CoA-delen og succinatbindingen til homoserin.

I den biosyntetiske traseen er det regulerte trinnet eller kontrolltrinnet den første enzymatiske reaksjonen, siden metionin, som er sluttproduktet, ender opp med å hemme homoserinsuccinyltransferaseenzym.

Det andre trinnet i syntesen er reaksjonen av O-succinylhomoserin med cystein, som blir katalysert av enzymet cystathionin-y-syntetase, med genereringen av cystathionin.

Den tredje reaksjonen i denne traseen katalyseres av ß-cystationin, som tømmer cystatiotin slik at svovel blir festet til en sidekjede med fire karbon avledet fra homoserin. Resultatet av denne reaksjonen er dannelse av homocystein og frigjøring av 1 pyruvat og 1 NH4 + ion.

Den siste reaksjonen katalyseres av homocystein-metyltransferase, som har homocystein som et underlag, og sammen med koenzymmetylkobalamin (avledet fra vitamin B12 (cyanocobalamin)) overfører en metylgruppe fra 5-metyltetrahydrofolat til sulfhydrylgruppen av homocystein. opprinnelse til metionin.

I denne reaksjonen forblir et tetrahydrofolat fritt.

nedbrytning

Metionin, isoleucin og valin blir katabolisert til succinyl-CoA. Tre femtedeler av karbonatomer i metionin danner succinyl-CoA, karbonatomer i karboksyler danner CO2, og metylgruppen i metionin fjernes som sådan.

Det første trinnet i nedbrytningen av metionin innebærer kondensasjon av L-metionin med ATP ved hjelp av L-metioninadenosyltransferase som gir opphav til S-adenosyl-L-metionin, også kalt “aktivt metionin”.

S-metylgruppen overføres til forskjellige akseptorer, og dermed dannes S-adenosyl-L-homocystein, som mister et adenosin gjennom hydrolyse og blir L-homocystein. Homocystein binder seg deretter til serin for å danne cystationin. Denne reaksjonen blir katalysert av cystathionin ß-syntetase.

Cystathionine hydrolyserer og gir opphav til L-homoserine og cystein. Dette er hvordan homocystein kommer fra homoserine og serin genererer cystein, så denne reaksjonen er vanlig for biosyntesen av cystein fra serin.

Homoserindeaminase konverterer deretter homoserin til α-ketobutyrat, og frigjør en NH4. Α-ketobutyrat, i nærvær av CoA-SH og NAD +, danner propionyl-CoA, som deretter blir omdannet til metylmalonyl-CoA og dette blir omdannet til succinyl-CoA.

På denne måten ender en del av metioninkarbonkjeden med å danne et glukoneogent substrat, succinyl-CoA, som deretter kan integreres i syntesen av glukose; det er av denne grunn at metionin regnes som en glukogen aminosyre.

En alternativ rute for nedbrytning av metionin er bruken som energisubstrat.

Nitrogenet av metionin, som det for alle aminosyrer, fjernes fra a-karbonet ved transaminering, og denne a-aminogruppen overføres til slutt til L-glutamat. Ved oksidativ deaminasjon går dette nitrogenet inn i ureasyklusen og elimineres i urinen.

Metioninrik mat

Mat som er rik på metionin inkluderer:

- Eggehviten.

- Meieriederivater som modnet ost, kremost og yoghurt.

- Fisk, spesielt den såkalte blå fisken som tunfisk eller sverdfisk.

- Krabbe, hummer og reker er viktige kilder til metionin.

- Svinekjøtt, storfekjøtt og kyllingkjøtt.

- Valnøtter og annen tørket frukt er rik på metionin og representerer proteinerstatninger for vegetarianere og veganere.

- Sesamfrø, gresskar og pistasj.

Det finnes også i svarte og hvite bønner, soyabønner, mais og bladgrønne grønnsaker som kålrot, greener, spinat og sveitsisk. Brokkoli, courgette og squash er rike på metionin.

Fordeler med inntaket

Å være en essensiell aminosyre, er inntaket viktig for å oppfylle alle funksjonene den deltar i. Ved å fremme transport av fett til energibruk, beskytter metionin leveren og arteriene mot akkumulering av fett.

Inntaket er gunstig for å beskytte kroppen mot forhold som fet lever og åreforkalkning.

Metionin har vist seg å være effektivt for behandling av noen alvorlige tilfeller av nitrogenoksidinduserte myeloneuropatier og makrocytiske anemier som ikke svarer på vitamin B12-behandling.

Bruken av S-adenosyl-L-metionin (SAM) er effektiv som en naturlig og alternativ behandling mot depresjon. Dette skyldes det faktum at SAM er en metylgruppegiver som er involvert i syntesen av forskjellige nevrotransmittere med antidepressiva egenskaper i hjernen.

Oksidativt stress er involvert, i det minste delvis, i skader på forskjellige organer, inkludert leveren, nyrene og hjernen. Bruken av antioksidanter som metionin er blitt postulert for å forhindre og korrigere skaden forårsaket av oksidativt stress.

Mangelforstyrrelser

Det er noen patologier relatert til metabolismen av metionin, som har å gjøre med tarmabsorpsjonen, noe som resulterer i akkumulering av visse metabolitter eller et ærlig underskudd av aminosyren.

Når det gjelder metionin-metabolske forstyrrelser, er de vanligste den såkalte homocystinuri, som er typene I, II, III og IV:

Type I homocystinuria skyldes cystathionin ß-synthetase mangel og er assosiert med kliniske symptomer som ligner trombose, osteoporose, dislokasjon av linser og ofte psykisk utviklingshemning.

Type II homocystinuria er forårsaket av mangel på N5N10-metylentetrahydrofolatreduktase. Type III homocystinuri skyldes en reduksjon i N5-metyltetrahydrofolat-homocystein-transmetylase, på grunn av en mangel på metylcobalaminsyntese.

Og til slutt, er type IV homocystinuria assosiert med en reduksjon i N5-metyltetrahydrofolat-homocystein-transmetylase på grunn av defekt kobalaminabsorpsjon.

Homocystinuria er arvelige defekter i metioninmetabolismen og forekommer ofte hos 1 av 160 000 nyfødte. I denne patologien skilles det ut omtrent 300 mg homocystin daglig sammen med S-adenosylmetionin, som er ledsaget av en økning i plasma-metionin.

Å redusere inntaket av metionin og øke cystein i kostholdet tidlig i livet forhindrer de patologiske endringene indusert av disse sykdommene og tillater normal utvikling.

Når det gjelder metionin-malabsorpsjonsmangel, er de viktigste effektene relatert til feil i myeliniseringen av nervefibrene i sentralnervesystemet (CNS) som kan assosieres med en viss grad av mental retardasjon.

referanser

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, & Amin, GA (2018). Forbedre vekst, noen biokjemiske aspekter og utbytte av tre kultiver av soyabønne ved metioninbehandling under sandjord. International Journal of Environmental Research, 13, 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokjemi (3. utg.). San Francisco, California: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Roll av S-adenosyl-L-metionin i behandlingen av depresjon: En gjennomgang av bevisene. American Journal of Clinical Nutrition, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. utg.). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Antioksidantvirkninger av a-tokoferol, askorbinsyre og L-metionin på blyindusert oksidativt stress i leveren, nyrene og hjernen hos rotter. Toksikologi, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biokjemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publisher.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Metionin i behandlingen av lystgass-indusert nevropati og myeloneuropati. Journal of Neurology, 239 (7), 401–403.