Metionina - biologie
moderat în apă: 48 g l −1 (20 ° C) [4]
Metionină, abreviat Mied sau M., în forma sa naturală de L este una esențială proteinogenă, care conține sulf α-amino acid.
caracteristici
Pe lângă cisteină, metionina este singurul aminoacid proteinogen care conține sulf. Gruparea tioeter o face mai puțin reactivă decât cisteina, al cărei atom de sulf face parte dintr-o grupare tiol (gruparea mercapto). Metionina se află predominant ca sare interioară sau zwitterion, a cărui formare poate fi explicată prin faptul că protonul grupului carboxi migrează către perechea izolată de electroni de pe atomul de azot al grupei amino:
Zwitterion nu migrează în câmpul electric, deoarece este neîncărcat în ansamblu. Strict vorbind, acesta este cazul la punctul izoelectric (IEP), care pentru metionină este de pH 5,74. La această valoare a pH-ului, metionina are, de asemenea, cea mai scăzută solubilitate în apă.
Metionina este un furnizor metabolic de grupări metil (-CH3) z. B. pentru biosinteza colinei, creatinei, adrenalinei, carnitinei, acizilor nucleici, histidinei, taurinei și glutationului (transmetilare). Forma metabolică activă a metioninei este S-adenosilmetionina.
- Volumul Van der Waals: 124
- Gradul de hidrofobitate: 1.9
Apariție
Metionina se găsește în proteinele tuturor ființelor vii. Deoarece organismul uman nu poate produce el însuși acest aminoacid, este dependent de acesta să fie alimentat cu alimente. Următoarele exemple pentru conținutul de metionină se referă la 100 g de alimente și este dat și procentul de proteine totale: [6]
| Carne de vită, crudă | 21,26 g | 0 554 mg | 2,6% |
| File de piept de pui, crud | 21,23 g | 0 552 mg | 2,6% |
| Somon, crud | 20,42 g | 0 626 mg | 3,1% |
| Ou de gaina | 12,57 g | 0 380 mg | 3,0% |
| Laptele de vacă, 3,7% grăsime | 0 3,28 g | 0 0 82 mg | 2,5% |
| seminte de susan | 17,73 g | 0 586 mg | 3,3% |
| nuci braziliene | 14,32 g | 1008 mg | 7,0% |
| Nuci | 15,23 g | 0 236 mg | 1,5% |
| Făină de grâu integral | 13,70 g | 0 212 mg | 1,5% |
| Făină integrală de porumb | 0 6,93 g | 0 145 mg | 2,1% |
| Orez, necojit | 0 7,94 g | 0 179 mg | 2,3% |
| Soia, uscată | 36,49 g | 0 547 mg | 1,5% |
| Mazăre, uscate | 24,55 g | 0 251 mg | 1,0% |
Toate aceste alimente conțin L-metionină legată aproape exclusiv chimic ca component proteic, dar nu conțin L-metionină liberă.
cerinţă
În organism, metionina este utilizată, printre altele, pentru a produce cisteina aminoacid proteinogen neesențial, care conține și sulf. În absența cisteinei în dietă, necesarul mediu de metionină pentru adulții sănătoși este de aproximativ 13 până la 16 mg pe kilogram de greutate corporală pe zi. Cantitatea zilnică suficientă pentru aproape fiecare adult sănătos (ADR) este estimată la 21 mg pe kilogram de greutate corporală. Uneori, această cantitate este denumită și necesitatea totală de aminoacizi care conține sulf. (Cu toate acestea, în mod corect, nu trebuie selectate grame, ci aluniți ca unitate de măsură, deoarece masa molară a metioninei și cisteinei diferă semnificativ.) Măsura în care cisteina poate înlocui metionina nu a fost încă suficient de clarificată la om și pare să depindă foarte mult de condițiile de testare. Cifrele pentru necesarul mediu de metionină atunci când dieta conține un exces de cisteină variază între 5 și 13 mg pe kilogram de greutate corporală pentru adulții sănătoși. [7] [8]
biochimie
Funcții, recuperare
Metionina nu poate fi sintetizată de oameni sau de multe animale, ci trebuie ingerată cu alimente. În contextul traducerii, datorită codonului inițial uniform AUG, sinteza proteinelor începe întotdeauna cu metionină, care este primul aminoacid de pe -Este capătul terminal al fiecărei proteine care se dezvoltă în toate celulele vii. Mai târziu, însă, prima metionină este adesea separată sau modificată, de ex. B. prin acetilare sau formilare (în principal în bacterii) a grupării amino.
Metionina care nu este necesară pentru sinteza proteinelor poate fi legată de ATP S.-Adenosilmetionina (SAM) este implementată, un important donator de grup metil în majoritatea organismelor. După eliberarea grupării metil, se formează S.-Adenozil homocisteină (SAH), care în cele din urmă este convertită în homocisteină și din care se recuperează metionina.
SAM și, de asemenea, metionina continuă să fie materia primă pentru sinteza poliaminelor, dar metionina poate fi recuperată din subprodusul metiltioadenozină - așa-numita cale metabolică de salvare a metioninei. [9]
Defalcarea excesului de metionină
Metionina este descompusă ireversibil numai dacă există un exces. În acest caz, pot fi activate două căi metabolice posibile: pe de o parte, conversia în cisteină prin SAM și homocisteină - descompunerea excesului de cisteină în sulfat și taurină a fost bine studiată; pe de altă parte, degradarea ar putea avea loc și prin transaminare - aceasta inversează echilibrul în ultima reacție a căii de salvare a metioninei și metionina se transformă în 5'-metiltio-3-ketobutanoat (MOB), care, cu ajutorul complexelor enzimatice, a ramificat cetoacidul dehidrogenază și acil-CoA dehidrogenaza cu lanț scurt este prelucrată în continuare în metiltiopropionil-CoA, din care se produce metaniol, care este parțial excretat ca CO2 și sulfat și parțial utilizat în ficat în ciclul THF. [9]
Această supapă de siguranță în cazul excesului de sulf poate funcționa, desigur, doar până la o anumită limită, fără efecte secundare. Studiile mai vechi au arătat acidoză la șobolani nou-înțărcați (metionină 600 mg/zi); comă hepatică la câini expuși concomitent la niveluri ridicate de amoniu; și chiar moartea la oile care au primit cantități mari de racemat în gurtle (24 g/zi). [10] [11] [12]
Pe baza presupunerii că un nivel crescut de SAM ar putea determina o rată crescută de metilare a ADN-ului, Amaral și alții au investigat dacă șobolanii cu aport crescut de metionină (2% în dietă timp de 6 săptămâni) au avut ADN instabil sau metilarea genei p53 cu toate acestea, niciunul dintre aceste efecte. Dieta, pe de altă parte, a alimentat un nivel scăzut de glutation la rinichi care anterior fusese cauzat artificial. Acest lucru arată că excesul de metionină beneficiază mai întâi de rezerva de cisteină înainte ca sulfatul să fie excretat. [13]
Sinteza chimică
Utilizare medicală
Atunci când metionina în exces este metabolizată, sulful conținut în substanță este oxidat până la acid sulfuric și eliminat prin rinichi, acidifiant urina. Mecanismul acidificării urinare poate sprijini vindecarea în unele boli. L-metionina este utilizată terapeutic pentru:
- Optimizarea efectului antibioticelor cu efect optim în urina acidă (pH 4-6): z. B. ampicilină, carbenicilină, acid nalidixic, nitrofurani
- Evitarea formării de noi calculi renali (cu calculi fosfatici cum ar fi struvit, carbonat apatit, brushit)
- Inhibarea creșterii bacteriene în cistită
- Componenta soluțiilor de perfuzie pentru nutriție parenterală. [14]
În diagnosticare este afișat sub forma de 11 C-S.-Metil-L-metionină utilizată ca produs radiofarmaceutic pentru vizualizarea tumorilor cerebrale în tomografia cu emisie de pozitroni.
Aplicare în hrana animalelor
DL-metionina (adică racematul) este utilizată pentru a suplimenta (suplimenta) furajele. Valoarea nutrițională a hranei pentru pui este crescută prin adăugarea unor cantități mici de DL-metionină. Acest lucru prezintă un beneficiu economic deosebit dacă ingredientele naturale pentru furaje au un conținut deficitar de aminoacizi care conțin sulf (cisteină/cistină și metionină). De departe, cele mai mari cantități de metionină produsă sintetic (> 400.000 de tone pe an) sunt utilizate în acest scop.
Aplicare în chimie
Grupul metil al metioninei este separat prin încălzirea metioninei cu acid hidriodic apos. La evaporare, hidroxidul de homocisteină tiolactonă se formează ca produs de ciclizare cu eliminarea apei. [15]