Metylmalonsyras struktur, egenskaper, syntes, användningar

De metylmalonsyra är en organisk förening vars kemiska formel är C₄H₆ELLER₄ eller HOOC-CH (CH₃) -COOH. Det är en dikarboxylsyra, även känd som 2-metylpropandisyra. Det finns i människokroppen eftersom det är ett derivat av ämnesomsättningen.

Metylmalonsyra är en mellanprodukt i metabolismen av fetter och proteiner. Dess transformation i kroppen mot en annan förening beror på närvaron av ett enzym härrörande från kobalamin eller vitamin B12.

När dess koncentration i blodserumet når höga värden misstänks problem som vitamin B12-brist eller genetisk brist hos vissa enzymer. Av denna anledning är dess mest relevanta användning för bestämning av vitamin B12-brist..

Höga nivåer av metylmalonsyra kan orsaka problem med nervsystemet och njurarna. Om nivåerna är för höga inträffar en metabolisk störning som kallas aciduri, för vilken ett läkande läkemedel inte har hittats, eftersom det bara har kontrollerats i viss utsträckning.

Men medicinska forskare studerar nya sätt att behandla aciduri orsakad av metylmalonsyra..

Artikelindex

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 fastigheter
  • 3.1 Fysiskt tillstånd
  • 3.2 Molekylvikt
  • 3.3 Smältpunkt
  • 3.4 Löslighet
  • 3.5 Dissociationskonstant
• 4 Plats i naturen
  • 4.1 Träning i människokroppen
  • 4.2 Normal mängd MMA i humant blodserum
  • 4.3 Sjukdom i samband med höga nivåer av metylmalonsyra
• 5 Syntes
• 6 Använd som biomarkör för vitamin B12 eller kobalaminbrist
• 7 Referenser

Strukturera

Metylmalonsyra bildas av en huvudkedja av 3 kol, varav den i mitten har fäst en metylgrupp -CH₃ och ändkolerna tillhör -COOH-grupper. Därför är det en dikarboxylsyra.

Nomenklatur

- Metylmalonsyra

- 2-metylpropandisyra

- 1,1-etandikarboxylsyra

- MMA Metylmelonsyra)

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Fast.

Molekylvikt

118,09 g / mol

Smältpunkt

135 ºC

Löslighet

I vatten: 679,0 mg / ml

Dissociationskonstant

pK_till = 3,12 (vid 20 ºC)

Plats i naturen

Det är en mänsklig metabolit. Det betyder att det bildas under vissa metaboliska processer, särskilt från fetter och proteiner. Den isolerades från humant urin för första gången 1957. Den är främst belägen i det cellulära cytoplasman i njurarna och levern..

Dess koncentration över normala värden är associerad med många sjukdomar, såsom vitamin B12-brist eller kobalaminmalabsorption, brist på vissa enzymer såsom mutas, fumarase, bland andra, vilket kan orsakas av genetiska defekter.

Den tidiga detekteringen av en negativ balans av kobalamin i organismen utförs genom att bestämma ökningen av metylmalonsyra i serum. Med andra ord, när vitamin B12 är bristfälligt ökar koncentrationen av MMA i serum..

MMA stör energiproduktionen i mitokondrierna genom att hämma succinatdehydrogenas, ett elektrontransportproteinkomplex.

Följaktligen kan en hög MMA ha en negativ effekt på hälsan. Dess negativa effekt på nervsystemet och njurarna har rapporterats. Å andra sidan orsakar ett mycket stort överskott av MMA aciduri.

Träning i människokroppen

MMA finns i kroppen som en del av koenzymet L-metylmalonyl-CoA. När det finns ett fel på enzymet L-metylmalonyl-CoA-mutas bildas MMA.

Enzymet L-metylmalonyl-CoA-mutas kräver adenosyl-kobalamin, ett koenzym av vitamin B-12, som katalyserar den reversibla isomeriseringen av L-metylmalonyl-CoA till succinyl-CoA. Därför, när det inte finns tillräckligt med adenosyl-kobalamin, erhålls överskott av MMA..

Normal mängd MMA i humant blodserum

Enligt studier som genomförts i USA påverkar personens ras eller etnicitet det normala innehållet av MMA i blodserumet.

Icke-spansktalande vita har en signifikant högre serum-MMA-koncentration än spansktalande-mexikaner och icke-spansktalande afro-ättlingar, den senare har den lägsta serum-MMA-koncentrationen. Det konstaterades också att personens ålder påverkar MMA-nivån.

Koncentrationen av MMA börjar öka efter 40 års ålder och fortsätter att öka med åldern. Efter 70 års ålder ökar det kraftigt.

Det senare kan hänföras till nedsatt njurfunktion. Det är dock inte klart om överskott av MMA skadar njurarna eller om skador på njurarna av andra skäl orsakar ökningen av MMA..

Sjukdom associerad med höga nivåer av metylmalonsyra

Mycket höga nivåer av MMA orsakar en metabolisk störning som kallas MMA aciduria eller acidemia..

Det främjas av en partiell eller total brist på enzymet metylmalonyl-CoA-mutas, som är ett mitokondriellt enzym beroende av vitamin B12, som ingriper i det sista steget av oxidationen av valin, isoleucin och fettsyror.

Det finns inga godkända terapier för denna sjukdom. Dess hantering reduceras till minskning av proteinintag, karnitin och kofaktortillskott och medicinsk övervakning.

Emellertid har en möjlig terapi utvecklats som består av intravenös administrering av budbärar-RNA inkapslat i biologiskt nedbrytbara lipidnanopartiklar..

Nämnda budbärar-RNA kodar för bildandet av enzymet metylmalonyl-CoA-mutas, vilket leder till minskning av MMA i plasma.

Syntes

En av synteserna av metylmalonsyra i laboratoriet som har uppmärksammats är reaktionen av kaliumakrylat med kaliumtetrakarbonylhydruroferrat i 4 timmar vid 70 ° C under en atmosfär av kolmonoxid CO.

Reaktionen är katalytisk och mycket reproducerbar, där milda förhållanden och ett utbyte större än 95% sticker ut. Det var den första hydrokarboxyleringen av akrylsyra som gav MMA.

Använd som en biomarkör för vitamin B12 eller kobalaminbrist

Höga nivåer av MMA i blodserum har associerats med vitamin B12-brist. Det uppskattas att koncentrationen av MMA ökar i serumet innan minskningen av kobalamin detekteras i serumet eller orsakar skada på kroppen.

I studier av veganer och lakto-ovovegetarians har MMA i serum använts för att bestämma vitamin B12-brist.

Vissa utredare fann att metforminbehandling av patienter med typ 2-diabetes är associerad med ökad serum-MMA-koncentration. Denna effekt ökar med tiden för behandling med metformin och är associerad med en minskning av vitamin B12-nivåerna hos dessa patienter..

Dessutom har MMA testats för att bestämma vitamin B12-brist hos patienter med cancertumörer och även hos gravida kvinnor..

Men andra forskare föreslår att användningen av serum-MMA-koncentration vid bestämning av vitamin B12-brist är begränsad hos patienter med normal njurfunktion och hos mycket unga människor..

Referenser

1. USA National Library of Medicine. (2019). Metylmalonsyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. och Kafai, M.R. (2018). Befolkningsreferensvärden för koncentrationer av metylmalonsyra i serum och dess samband med ålder, kön, rasetnicitet, kompletteringsanvändning, njurfunktion och serum-vitamin B12 i befästningen efter folsyra. Näringsämnen 2018, 10 (1): 74. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Metylmalonsyranivåer och deras samband med kobalamintillskott hos spanska vegetarianer. Växtfoder för mänsklig näring 2018, 73 (3): 166-171. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. et al. (2018). Långvarig behandling med metformin vid typ 2-diabetes och metylmalonsyra: Post Hoc-analys av en randomiserad kontrollerad 4,3-årig studie. Journal of Diabetes and its Komplikationer. Volym 32, utgåva 2, februari 2018, sidorna 171-178. Återställd från sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Systemisk Messenger-RNA-terapi som behandling för metylmalonsyra. Cellrapporter 2017, 21 (12), 3548-3558. Återställd från sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et al. (2016). Metylmalonsyra och homocystein som indikatorer på vitamin B-12-brist i cancer. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). En prospektiv studie om serummetylmalon och homocystein hos gravida kvinnor. Näringsämnen 2016, 8 (12): 797. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. och Passelaigue, E. (1990). Helt regioselektiv katalytisk karbonylering av akrylderivat: Syntes av metylmalonsyra med järnpentakarbonylkatalyserad hydrokarboxylering av akrylsyra. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Återställd från pubs.acs.org.