Metionín - biológia
mierne vo vode: 48 g l −1 (20 ° C) [4]
Metionín, skrátene Medovina alebo M., vo svojej prirodzenej L-forme je nevyhnutnou proteinogénnou látkou obsahujúcou síru α-aminokyselina.
charakteristiky
Okrem cysteínu je metionín jedinou proteinogénnou aminokyselinou obsahujúcou síru. Tioéterová skupina ho robí menej reaktívnym ako cysteín, ktorého atóm síry je súčasťou tiolovej skupiny (merkaptoskupiny). Metionín leží predovšetkým ako vnútorná soľ alebo zwitterión, ktorého vznik možno vysvetliť skutočnosťou, že protón karboxyskupiny migruje na osamelý pár elektrónov na atóme dusíka aminoskupiny:
Zwitterión nemigruje v elektrickom poli, pretože je ako celok nenabitý. Presne povedané, je to tak v prípade izoelektrického bodu (IEP), ktorý má pre metionín pH 5,74. Pri tejto hodnote pH má metionín tiež najnižšiu rozpustnosť vo vode.
Metionín je metabolickým dodávateľom metylových skupín (-CH3) z. B. na biosyntézu cholínu, kreatínu, adrenalínu, karnitínu, nukleových kyselín, histidínu, taurínu a glutatiónu (transmetylácia). Metabolicky aktívnou formou metionínu je S-adenozylmetionín.
- Van der Waalsov objem: 124
- Stupeň hydrofóbnosti: 1.9
Výskyt
Metionín sa nachádza v bielkovinách všetkého živého. Pretože ľudský organizmus si nedokáže túto aminokyselinu vyrobiť sám, je závislý od toho, či bude dodaná s potravinami. Nasledujúce príklady obsahu metionínu sa vzťahujú na 100 g potraviny a uvádza sa tiež percento celkového obsahu bielkovín: [6]
| Hovädzie, surové | 21,26 g | 0 554 mg | 2,6% |
| Filet z kuracích pŕs, surový | 21,23 g | 0 552 mg | 2,6% |
| Losos, surový | 20,42 g | 0,626 mg | 3,1% |
| Kuracie vajce | 12,57 g | 0 380 mg | 3,0% |
| Kravské mlieko, 3,7% tuku | 0 3,28 g | 0 0 82 mg | 2,5% |
| sezamové semienka | 17,73 g | 0 586 mg | 3,3% |
| brazílske orechy | 14,32 g | 1008 mg | 7,0% |
| Vlašské orechy | 15,23 g | 0 236 mg | 1,5% |
| Celozrnná múka | 13,70 g | 0,212 mg | 1,5% |
| Celozrnná kukuričná múka | 0,6,93 g | 0 145 mg | 2,1% |
| Ryža, nelúpaná | 0,7,94 g | 0 179 mg | 2,3% |
| Sójové bôby, sušené | 36,49 g | 0 547 mg | 1,5% |
| Hrášok, sušený | 24,55 g | 0,251 mg | 1,0% |
Všetky tieto potraviny obsahujú takmer výlučne chemicky viazaný L-metionín ako bielkovinovú zložku, ale žiaden voľný L-metionín.
požiadavka
V organizme sa metionín používa, okrem iného, na výrobu neesenciálnych, tiež sírovo obsahujúcich proteinogénnych aminokyselín cysteínu. Pri absencii cysteínu v strave je priemerná potreba metionínu u zdravých dospelých okolo 13 až 16 mg na kilogram telesnej hmotnosti za deň. Denné množstvo, ktoré je dostatočné pre takmer každého zdravého dospelého človeka (RDA), sa odhaduje na 21 mg na kilogram telesnej hmotnosti. Niekedy sa toto množstvo označuje ako celková potreba aminokyselín obsahujúcich síru. (Správne však nie je potrebné zvoliť ako jednotku merania gramy, ale móly, pretože molárna hmotnosť metionínu a cysteínu sa výrazne líši.) Rozsah, v akom môže cysteín nahradiť metionín, nebol u ľudí ešte dostatočne objasnený a zdá sa, že do značnej miery závisí od testovacích podmienok. Údaje o priemernej potrebe metionínu, ak strava obsahuje prebytok cysteínu, sa u zdravých dospelých pohybujú medzi 5 a 13 mg na kilogram telesnej hmotnosti. [7] [8]
biochémia
Funkcie, zotavenie
Metionín nemôžu syntetizovať ľudia ani mnohé zvieratá, ale musí sa prijímať spolu s jedlom. Počas translácie sa syntéza proteínov kvôli jednotnému štartovaciemu kodónu AUG vždy začína metionínom, ktorý je prvou aminokyselinou na -Je zakončením každého proteínu, ktorý vzniká vo všetkých živých bunkách. Neskôr sa však prvý metionín často oddelí alebo upraví, napr. B. acetyláciou alebo formyláciou (hlavne v baktériách) aminoskupiny.
Metionín, ktorý nie je potrebný na syntézu proteínov, sa môže spojiť s ATP S.-Zavádza sa adenosylmetionín (SAM), ktorý je dôležitým darcom metylovej skupiny vo väčšine organizmov. Po uvoľnení metylovej skupiny sa vytvorí S.-Adenosyl homocysteín (SAH), ktorý sa nakoniec prevedie na homocysteín a z ktorého sa získa metionín.
SAM, a teda aj metionín, sú aj naďalej východiskovým materiálom pre syntézu polyamínov, ale metionín je možné izolovať z vedľajšieho produktu metyltioadenozínu - takzvaného záchvatu metabolizmu metabolizmu metionínu. [9]
Rozklad nadbytočného metionínu
Metionín sa neodvolateľne odbúrava, iba ak dôjde k jeho prebytku. V tomto prípade je možné aktivovať dve možné metabolické cesty: na jednej strane je dobre študovaná premena na cysteín prostredníctvom SAM a homocysteínu - odbúranie prebytočného cysteínu na sulfát a taurín; na druhej strane k degradácii môže dochádzať aj prostredníctvom transaminácie - to zvráti rovnováhu pri poslednej reakcii záchrannej cesty metionínu a výsledkom metionínu je 5'-metyltio-3-ketobutanoát (MOB), čo je dehydrogenáza pomocou enzýmových komplexov rozvetvených ketokyselina a acyl-CoA dehydrogenáza s krátkym reťazcom sa ďalej spracováva na metyltiopropionyl-CoA, z ktorého sa vyrába metántiol, ktorý sa čiastočne vylučuje ako CO2 a síran a čiastočne sa používa v pečeni v cykle THF. [9]
Tento poistný ventil v prípade prebytku síry môže samozrejme fungovať iba do určitej hranice bez vedľajších účinkov. Staršie štúdie preukázali acidózu u čerstvo odstavených potkanov (metionín 600 mg/deň); hepatálna kóma u psov súčasne vystavených zvýšeným hladinám amónia; a dokonca smrť u oviec, ktoré dostávali veľké množstvo racemátu do svojich žalúdkov (24 g/deň). [10] [11] [12]
Na základe predpokladu, že zvýšená hladina SAM môže spôsobiť zvýšenú rýchlosť metylácie DNA, Amaral a ďalší skúmali, či potkany so zvýšeným príjmom metionínu (2% v potrave po dobu 6 týždňov) majú nestabilnú DNA alebo metyláciu génu p53 žiadny z týchto účinkov. Diéta na druhej strane doplnila zníženú hladinu glutatiónu v obličkách, ktorá bola predtým umelo vyvolaná. To ukazuje, že prebytok metionínu najskôr prospieva cysteínovému fondu skôr, ako sa vylúči síran. [13]
Chemická syntéza
Lekárske použitie
Keď sa nadbytočný metionín metabolizuje, síra obsiahnutá v látke sa oxiduje na kyselinu sírovú a vylučuje sa obličkami, čím sa moč stáva kyslou. Mechanizmus acidifikácie moču môže podporovať hojenie pri niektorých chorobách. L-metionín sa terapeuticky používa na:
- Optimalizácia účinku antibiotík s optimálnym účinkom v kyslom moči (pH 4 - 6): z. B. ampicilín, karbenicilín, kyselina nalidixová, nitrofurány
- Zabráňte tvorbe nových obličkových kameňov (s fosfátovými kameňmi, ako je struvit, uhličitanový apatit, kartit)
- Inhibícia rastu baktérií pri cystitíde
- Zložka infúznych roztokov na parenterálnu výživu. [14]
V diagnostike sa zobrazuje vo forme 11 C.-S.-Metyl-L-metionín používaný ako rádiofarmakum na vizualizáciu mozgových nádorov v pozitrónovej emisnej tomografii.
Aplikácia vo výžive zvierat
DL-metionín (t. J. Racemát) sa používa na doplnenie (doplnenie) krmiva. Výživová hodnota krmiva pre kurčatá sa zvyšuje pridaním malého množstva DL-metionínu. To má osobitnú ekonomickú výhodu, ak majú prírodné zložky krmiva nedostatočný obsah aminokyselín obsahujúcich síru (cysteín/cystín a metionín). Na tento účel sa používa zďaleka najväčšie množstvo synteticky vyrobeného metionínu (> 400 000 t ročne).
Aplikácia v chémii
Metylová skupina metionínu sa štiepi zahrievaním metionínu s vodnou kyselinou jodovodíkovou. Pri odparovaní sa vytvorí hydrojodid homocysteínu tiolaktónu ako produkt cyklizácie s vylúčením vody. [15]