METILMALONSKA KISELINA: STRUKTURA, SVOJSTVA, SINTEZA, UPORABE - KEMIJA - 2025

Metilmalonske kiseline je organski spoj čija je kemijska formula je C ₄ H ₆ O ₄ ili HOOC-CH (CH ₃) -COOH. To je dikarboksilna kiselina poznata i kao 2-metilpropandiojeva kiselina. Nalazi se u ljudskom tijelu jer je derivat metabolizma.

Metilmalonska kiselina intermedijer je u metabolizmu masti i proteina. Njegova transformacija u tijelu u drugi spoj ovisi o prisutnosti enzima koji potiču iz kobalamina ili vitamina B12.

Ljudska stanica vizualizirana je pomoću fluorescentnog mikroskopa. U svojoj citoplazmi nastaje metilmalonska kiselina. Plavkasto zelena: jezgra. Crveno: Membrana. Marc Vidal. Izvor: Wikimedia Commons.

Kad njegova koncentracija u krvnom serumu dosegne visoke vrijednosti, sumnja se na probleme poput nedostatka vitamina B12 ili genetskog deficita nekih enzima. Iz tog razloga njegova najrelevantnija primjena je za utvrđivanje nedostatka vitamina B12.

Visoka razina metilmalonske kiseline može uzrokovati probleme s živčanim sustavom i bubrezima. Ako su razine prekomjerno visoke, dolazi do poremećaja metabolizma zvanog acidurija, za koji nije pronađen kurativni lijek, jer je on tek u određenoj mjeri kontroliran.

Međutim, medicinski znanstvenici proučavaju nove načine liječenja acidurije uzrokovane metilmalonskom kiselinom.

Struktura

Metilmalonske kiseline formira glavni lanac od 3 atoma ugljika od kojih je jedan u sredini je vezana metil skupina -CH ₃ i krajnje ugljika pripadaju -COOH skupine. Stoga je dikarboksilna kiselina.

Struktura molekule malonske kiseline ili 2-metilpropandiojske kiseline. Fvasconcellos 18:59, 26. svibnja 2007. (UTC). Izvor: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Metilmalonska kiselina

- 2-metilpropandiojeva kiselina

- 1,1-etandikarboksilna kiselina

- MMA (metilMalonska kiselina)

Svojstva

Psihičko stanje

Čvrsta.

Molekularna težina

118,09 g / mol

Talište

135 ° C

Topljivost

U vodi: 679,0 mg / ml

Konstanta disocijacije

pK _a = 3,12 (pri 20 ° C)

Položaj u prirodi

To je ljudski metabolit. To znači da nastaje tijekom određenih metaboličkih procesa, posebno iz masti i proteina. Prvi put je izolirana iz ljudskog urina 1957. Smještena je uglavnom u staničnoj citoplazmi bubrega i jetre.

Njegova koncentracija iznad normalnih vrijednosti povezana je s mnogim bolestima, kao što su nedostatak vitamina B12 ili malapsorpcija kobalamina, nedostatak nekih enzima, poput mutaze, fumaraze, između ostalog, a koji mogu biti uzrokovani genetskim oštećenjima.

Rano otkrivanje negativne ravnoteže kobalamina u organizmu provodi se određivanjem porasta metilmalonske kiseline u serumu. Drugim riječima, kada vitamin B12 ima nedostatak, koncentracija MMA u serumu raste.

MMA interferira s proizvodnjom energije u mitohondrijama inhibirajući sukcinat dehidrogenazu, protein koji prenosi proteinski kompleks.

Mitohondrije, mjesto u stanici gdje malonska kiselina može ometati normalne procese metabolizma. Louisa Howard. Izvor: Wikimedia Commons.

Prema tome, visoka MMA može imati negativan utjecaj na zdravlje. Zabilježeno je njegovo negativno djelovanje na živčani sustav i bubrege. S druge strane, vrlo velik višak MMA uzrokuje aciduriju.

Trening u ljudskom tijelu

MMA se nalazi u tijelu kao dio koenzima L-metilmalonil-CoA. Kada dođe do kvara enzima L-metilmalonil-CoA-mutaze, nastaje MMA.

Enzim L-metilmalonil-CoA-mutaza zahtijeva adenozil-kobalamin, koenzim vitamina B-12, koji katalizira reverzibilnu izomerizaciju L-metilmalonil-CoA do sukcinil-CoA. Stoga, kada nema dovoljno adenozil-kobalamina, dobiva se višak MMA.

Normalna količina MMA u ljudskom krvnom serumu

Prema studijama provedenim u SAD-u, rasa ili nacionalnost osobe utječu na normalan sadržaj MMA u krvnom serumu.

Laboratorij za analizu krvi. Autor: Darko Stojanović. Izvor: Pixabay.

Ne Hispanjolci imaju značajno višu koncentraciju MMA u serumu u odnosu na latinoamerikance i ne-latinoameričke potomke, a posljednji imaju najmanju koncentraciju MMA u serumu. Također je otkriveno da dob osobe utječe na razinu MMA.

Koncentracija MMA počinje se povećavati nakon 40. godine i nastavlja se povećavati s godinama. Nakon 70. godine naglo se povećava.

Potonje se može pripisati oštećenom radu bubrega. Međutim, nije jasno da li višak MMA oštećuje bubrege ili pak oštećenje bubrega iz drugih razloga uzrokuje porast MMA.

Bolest povezana s visokom razinom metilmalonske kiseline

Prisutnost vrlo visoke razine MMA uzrokuje poremećaj metabolizma koji se naziva acidurija ili MMA acidemija.

Potiče ga djelomičnim ili potpunim nedostatkom enzima metilmalonil-CoA-mutaze, koji je mitohondrijski enzim ovisan o vitaminu B12, koji intervenira u posljednjem koraku oksidacije valina, izoleucina i masnih kiselina.

Ne postoje odobrene terapije za ovu bolest. Njegovo se upravljanje svodi na smanjenje unosa proteina, dodavanja karnitina i kofaktora i medicinskog praćenja.

Međutim, razvijena je moguća terapija koja se sastoji od intravenskog davanja glasnika RNA inkapsuliranog u biorazgradive lipidne nanočestice.

Autor: frolicsomepl. Izvor: Pixabay.

Spomenuti glasnik RNA kodira stvaranje enzima metilmalonil-CoA-mutaze, što dovodi do smanjenja MMA u plazmi.

Sinteza

Jedna od sinteza metilmalonske kiseline u laboratoriju koja je privukla pažnju jest reakcija kalijevog akrilata s kalijevim tetrakarbonilhidroroferatom 4 sata na 70 ° C u atmosferi ugljičnog monoksida CO.

Reakcija je katalitička i vrlo ponovljiva, pri čemu se ističu blaga stanja i prinos veći od 95%. Bila je prva hidrokarboksilacija akrilne kiseline koja je dala MMA.

Koristite kao biomarker za nedostatak vitamina B12 ili kobalamin

Visoka razina MMA u krvnom serumu povezana je s nedostatkom vitamina B12. Procjenjuje se da se koncentracija MMA povećava u serumu prije nego što se utvrdi smanjenje kobalamina u serumu ili prouzrokuje oštećenje tijela.

U istraživanjima vegana i lakto-ovo-vegetarijanaca, serum MMA se koristio za utvrđivanje nedostatka vitamina B12.

Ispitivanja krvi kod ljudi. Izvor: Pixabay.

Određeni istraživači otkrili su da je liječenje metforminom bolesnika s dijabetesom tipa 2 povezano s povećanjem koncentracije MMA u serumu. Taj se učinak povećava s vremenom liječenja metforminom i povezan je sa smanjenjem razine vitamina B12 kod ovih bolesnika.

Osim toga, MMA je testirana za utvrđivanje nedostatka vitamina B12 u pacijenata s karcinomom, kao i u trudnica.

Međutim, drugi istraživači sugeriraju da je korisnost koncentracije MMA u serumu za određivanje deficita vitamina B12 ograničena kod bolesnika s normalnom funkcijom bubrega i kod vrlo mladih ljudi.

Reference

1. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Metilmalonska kiselina. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. i Kafai, MR (2018). Referentne vrijednosti stanovništva za koncentracije metilmalonske kiseline u serumu i njihov odnos s dobi, spolom, rasnom etničkom pripadnošću, uporabom dodataka, funkcijom bubrega i vitaminom B12 iz seruma u post-folnoj kiselini. Hranjive tvari 2018, 10 (1): 74. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. i sur. (2018.). Razine metilmalonske kiseline i njihova povezanost sa suplementacijom kobalaminom kod španjolskih vegetarijanaca. Biljna hrana za prehranu ljudi 2018, 73 (3): 166-171. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
4. Izlazi, M. i sur. (2018.). Dugotrajno liječenje metforminom kod dijabetesa tipa 2 i metilmalonske kiseline: Post-hoc analiza randomiziranog kontroliranog ispitivanja od 4,3 godine. Časopis za dijabetes i njegove komplikacije. Svezak 32, broj 2, veljača 2018, stranice 171-178. Oporavljeno od sciencedirect.com.
5. An, D. i sur. (2017). Sistemska messenger RNA terapija kao liječenje metilmalonske kiseline. Izvješća o stanicama 2017., 21 (12), 3548-3558. Oporavljeno od sciencedirect.com.
6. Vashi, P. i sur. (2016). Metilmalonska kiselina i homocistein kao pokazatelji nedostatka vitamina B-12 u karcinomu. MJESTO JEDAN 2016. 11 (1): e0147843. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. i sur. (2016). Prospektivna studija serumskih metilmalonika i homocisteina u trudnica. Hranjive tvari 2016, 8 (12): 797. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. i Passelaigue, E. (1990). Potpuno regioselektivna katalitička karbonilacija akrilnih derivata: sinteza metilmalonske kiseline željezom pentakarbonilom, katalizirana hidrokarboksilacija akrilne kiseline. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Oporavak od pubs.acs.org.