Alpha-ketoglutarate eigenschappen, functies en toepassingen

3740
Anthony Golden

De alfacetoglutaraat Het is een organisch zout dat wordt geproduceerd door de dissociatie van ketoglutaarzuur. Het is een verbinding die medisch wordt gebruikt, en die ook aanwezig is in eukaryote en prokaryote cellen, die deel uitmaken van de Krebs-cyclus (van citroenzuur of tricarbonzuren).

Deze cyclus is van groot biologisch belang, omdat hij fungeert als intermediair tussen glycolyse en de elektronische transportketen, die op zijn beurt geassocieerd is met oxidatieve fosforylering, een proces dat verantwoordelijk is voor de metabolische productie van ATP..

Structuurformule van het alfa-ketoglutaraatanion. De twee negatieve ladingen moeten worden gecompenseerd door de aanwezigheid van kationen, waardoor een zout ontstaat. Bron: NEUROtiker / publiek domein

Alfa-ketoglutaraat wordt intraveneus toegediend om hartletsel tijdens hartoperaties, gerelateerd aan problemen met de bloedstroom, te voorkomen. Het wordt ook gebruikt om spierafbraak als gevolg van een operatie of trauma te voorkomen..

Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van geneesmiddelen voor nieraandoeningen, darm- en maagaandoeningen, evenals voor vele aandoeningen; het wetenschappelijke bewijs voor deze toepassingen is echter niet overtuigend en karig.

Dit zout vervult tal van functies, waaronder het genereren van aminozuren, zoals proline, glutamine en glutaminezuur. Het grijpt ook in bij immunologische processen en bij de verbetering van de structuur en werking van het botstelsel.

Artikel index

  • 1 Eigenschappen
    • 1.1 Uiterlijk
    • 1.2 Synoniemen
    • 1,3 molaire massa
    • 1.4 Moleculaire formule
    • 1.5 Oplosbaarheid in water
    • 1.6 Smeltpunt
    • 1.7 Kookpunt
  • 2 functies
    • 2.1 Krebs-cyclus
    • 2.2 Synthese van aminozuren
    • 2.3 Stikstoftransport
    • 2.4 Levensduur en veroudering
    • 2.5 Antioxiderende functie
  • 3 Toepassingen
    • 3.1 Bij dieren
    • 3.2 Bij mensen
  • 4 referenties

Eigendommen

Uiterlijk

Wit poeder of kristallijn geel poeder.

Synoniemen

α-ketoglutaraat, 2-oxoglutaraat en 2-ketoglutaraat.

IUPAC-voorkeursnaam: 2-oxo-pentaandioaat.

Molaire massa

144,08 g / mol

Moleculaire formule

C5H.4OF5twee-

Merk op dat het een anion is dat vergezeld moet gaan van een kation om zijn negatieve lading in evenwicht te brengen; ofwel Na+, K+, ACtwee+ of anderen.

Oplosbaarheid in water

56,5 g / l

Smeltpunt

113 - 115 ºC

Kookpunt

Ontbindt alvorens te koken.

Kenmerken

citroenzuurcyclus

Alfa-ketoglutaraat is een verbinding die deel uitmaakt van de Krebs-cyclus. Het wordt gevormd door de werking van het enzym isocitraat dehydrogenase op het isocitraat met de vorming van NADH en COtwee. Bovendien is alfa-ketoglutaraat een plaats van opname in de Krebs-cyclus van glutaminezuur, een aminozuur.

Glutaminezuur wordt omgezet in alfa-ketoglutaraat, wat een manier is om de uitputting van de componenten van de Krebs-cyclus te voorkomen. De paden die deze functie vervullen, worden anaplerotisch genoemd. Vervolgens wordt alfa-ketoglutaraat omgezet in succinyl-CoA.

Alfa-ketoglutaraat is bepalend voor de snelheid van de Krebs-cyclus en is betrokken bij verschillende metabolische routes. Evenzo is het een energiebron voor celfunctie, zoals gebeurt bij darmcellen..

Synthese van aminozuren

Alfa-ketoglutaraat is direct of indirect betrokken bij de vorming van verschillende aminozuren. Wanneer het in de voeding aanwezig is, wordt het in darmcellen (enterocyten) omgezet in onder meer proline en leucine..

Alfa-ketoglutaraat is een bron voor de synthese van glutamine en glutaminezuur (glutamaat); aminozuren die de eiwitsynthese stimuleren. Glutamaat, een neutrale zender, afgegeven aan zenuwuiteinden in botweefsel, en tijdens het opnemen van amine in alfa-ketoglutaraat, produceert proline.

Proline is een essentieel aminozuur voor de synthese van collageen: een vezelachtig eiwit dat zeer veel voorkomt bij zoogdieren en deel uitmaakt van de huid, botten, pezen, kraakbeen en tanden.

Aan de andere kant stuurt alfa-ketoglutaraat de omzetting van proline in hydroxyproline. Dit veroorzaakt de omzetting van procollageen in collageen en de vorming van de botmatrix.

Alfa-ketoglutaraat activeert prolidase, een enzym dat betrokken is bij de recycling van proline. Bovendien beïnvloedt het botweefsel door de werking van glutamaat en glutamine.

Deze aminozuren activeren de synthese van de aminozuren ornithine en arginine, die de afscheiding van groeihormoon stimuleren..

Stikstof transport

Alfa-ketoglutaraat is betrokken bij het proces van transport en eliminatie van stikstof geproduceerd door cellen. De aminogroepen die in aminozuren aanwezig zijn, worden via een transaminatieproces overgebracht naar alfa-ketoglutaraat. Deze aminogroepen worden vervolgens overgebracht naar de lever..

De ureumcyclus vindt plaats in de lever. De laatste en het ammonium (NH4+) zijn de belangrijkste vormen van stikstofuitscheiding in de urine. Bovendien speelt alfa-ketoglutaraat een belangrijke rol bij de ontgifting van stikstof in de hersenen..

Levensduur en veroudering

Alfa-ketoglutaraat zou werken door de levensverwachting in de Caenorhabditis elegans-worm te verhogen, specifiek op het TOR-complex (doelwit van rapamycine). Dit complex is in verband gebracht met ziekten die hun incidentie tijdens de bejaarde fase van de mens verhogen.

Een vorm van TOR, TORC1, is betrokken bij het ontstaan ​​van diabetes, hartaandoeningen en kanker op oudere leeftijd. TORC1 is geïdentificeerd als de relatie tussen cellulaire veroudering en het ontstaan ​​van deze ziekten.

Alfa-ketoglutaraat lijkt een rol te spelen bij de remming van het TOR-complex, dus het zou een belangrijke rol spelen bij het verhogen van de levensverwachting bij mensen. Remming van TORC1 bij oudere mensen vermindert de incidentie van infecties.

Antioxiderende functie

Alfa-ketoglutaraat werkt als een antioxidant en kan reageren met waterstofperoxide om succinaat, water en kooldioxide te vormen. Bovendien kan het reageren met andere componenten van reactieve zuurstofsoorten (ROS).

Verlicht oxidatieve stress, werkt als een energiebron en antioxidant in zoogdiercellen. Het verhoogt ook de antioxidantcapaciteit door de synthese van glutamine te bevorderen.

Toepassingen

Bij dieren

Alfa-ketoglutaraat wordt geleverd aan kalkoenen, varkens en ratten en geeft als resultaat een verbetering van de botkwaliteit, wat veroorzaakt zou kunnen worden door de positieve effecten van een hogere productie van glutamaat, aangezien het ingrijpt in de regulatie van het botmetabolisme..

Evenzo verhoogt het de synthese van collageen, als gevolg van een grotere aanvoer van proline. Dieren die zijn behandeld met alfa-ketoglutaraat vertonen een verhoogd gewicht, lengte, botdichtheid, gehalte aan botmineralen en elastische botsterkte..

In mensen

Aangenomen wordt dat alfa-ketoglutaraat de spiereiwitsynthese bij postoperatieve patiënten helpt verhogen en het aminozuurmetabolisme bij dialysepatiënten verbetert..

Artsen geven het intraveneus aan patiënten tijdens een hartoperatie om hartletsel te voorkomen en ook om spierafbraak na een operatie te voorkomen. De verbinding helpt bij de aanmaak van spierweefsel en het genezen van wonden.

Alfa-ketoglutaraat is voor verschillende doeleinden en aandoeningen bij mensen gebruikt, bijvoorbeeld om bacteriële infecties, leverproblemen en cataracten te bestrijden en om de eiwitverwerking door dialysepatiënten te verbeteren. Het helpt ook om atletische prestaties te verbeteren.

Referenties

  1. Wikipedia. (2020). alfa-ketoglutaarzuur. Hersteld van: en.wikipedia.org
  2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alfa-ketoglutaraat: fysiologische functies en toepassingen. Biomoleculen & therapeutica, 24 (1), 1-8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
  3. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2020). Alpha-ketoglutaraat. PubChem-database., CID = 164533. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. WebMD LLC. (2019). Alfa-ketoglutaraat (AKG). Hersteld van: webmd.com
  5. Shaojuan Liu et al. (2018). De antioxidatieve functie van alfa-ketoglutaraat en zijn toepassingen. doi.org/10.1155/2018/3408467
  6. Barbara Beer et al. (2017). Metabole engineering in vitro voor de productie van α-ketoglutaraat. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
  7. Royal Society of Chemistry. (2020). α-ketoglutaarzuur. Hersteld van: chemspider.com

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.