ALPHA-KETOGLUTARATE: EGENSKAPER, FUNKTIONER OCH APPLIKATIONER - KEMI - 2025

Den alfa - ketoglutarat är ett organiskt salt som framställts från dissociation av syra ketoglutarsyra. Det är en förening som har medicinsk användning, och som också finns i eukaryota och prokaryota celler, som utgör en del av Krebs-cykeln (av citronsyra eller trikarboxylsyror).

Denna cykel är av stor biologisk betydelse, eftersom den fungerar som en mellanhand mellan glykolys och den elektroniska transportkedjan, som i sin tur är associerad med oxidativ fosforylering, en process som ansvarar för metabolisk produktion av ATP.

Strukturformel för alfa-ketoglutarat-anjon. Dess två negativa laddningar måste balanseras av närvaron av katjoner, vilket ger upphov till ett salt. Källa: NEUROtiker / Public domain

Alfa-ketoglutarat administreras intravenöst för att förhindra hjärtskador under hjärtoperationer, relaterade till blodflödesproblem. Det används också för att förhindra muskelförsämring, som ett resultat av operation eller trauma.

Det används vid tillverkning av läkemedel mot njursjukdomar, tarmsjukdomar och magbesvär samt för många tillstånd. emellertid är den vetenskapliga bevisen för dessa användningar svag och knapp.

Detta salt uppfyller många funktioner, inklusive generering av aminosyror, såsom prolin, glutamin och glutaminsyra. Det ingriper också i immunologiska processer och i förbättringen av bensystemets struktur och funktion.

Egenskaper

Utseende

Vitt pulver eller kristallint gult pulver.

synonymer

a-ketoglutarat, 2-oxoglutarat och 2-ketoglutarat.

IUPAC föredraget namn: 2-oxo-pentandioat.

Molmassa

144,08 g / mol

Molekylär formel

C ₅ H ₄ O ₅ ^2-

Observera att det är en anjon som måste åtföljas av en katjon för att balansera dess negativa laddning; vare sig det är Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ eller andra.

Vattenlöslighet

56,5 g / 1

Smältpunkt

113 - 115 ºC

Kokpunkt

Den sönderdelas innan kokningen.

Funktioner

Krebs cykel

Alfa-ketoglutarat är en förening som ingår i Krebs-cykeln. Det bildas genom verkan av enzymet isocitratdehydrogenas på isocitratet med bildandet av NADH och CO ₂ . Vidare är alfa-ketoglutarat ett sätt att införlivas i Krebs-cykeln för glutaminsyra, en aminosyra.

Glutaminsyra omvandlas till alfa-ketoglutarat, vilket är ett sätt att undvika utarmning av komponenterna i Krebs-cykeln. De vägar som uppfyller denna funktion kallas anaplerotiska. Därefter omvandlas alfa-ketoglutarat till succinyl CoA.

Alfa-ketoglutarat är en avgörande faktor i hastigheten på Krebs-cykeln och är involverad i flera metaboliska vägar. Det är också en energikälla för cellfunktion, precis som det händer med tarmceller.

Syntes av aminosyror

Alfa-ketoglutarat involveras direkt eller indirekt i bildningen av olika aminosyror. När den finns i kosten omvandlas den i tarmceller (enterocyter) till prolin och leucin, bland andra aminosyror.

Alfa-ketoglutarat är en källa för syntes av glutamin och glutaminsyra (glutamat); aminosyror som stimulerar proteinsyntes. Glutamat, en neutral sändare, frigjord från nervändar i benvävnad, och under processen att införliva amin i alfa-ketoglutarat, producerar prolin.

Proline är en viktig aminosyra för syntes av kollagen: ett fibröst protein som är mycket rikligt i däggdjur och är en del av huden, benen, senorna, brosket och tänderna.

Å andra sidan leder alfa-ketoglutarat med omvandlingen av prolin till hydroxiprolin. Detta orsakar omvandlingen av procollagen till kollagen och bildandet av benmatrisen.

Alfa-ketoglutarat aktiverar prolidas, ett enzym som är involverat i återvinning av prolin. Dessutom påverkar det benvävnad genom verkan av glutamat och glutamin.

Dessa aminosyror aktiverar syntesen av aminosyrorna ornitin och arginin, som stimulerar utsöndringen av tillväxthormon.

Kvävetransport

Alfa-ketoglutarat är involverat i processen att transportera och eliminera kväve som produceras av celler. Aminogrupperna som finns i aminosyror överförs till alfa-ketoglutarat genom en transamineringsprocess. Dessa aminogrupper överförs sedan till levern.

I levern uppstår ureacykeln. Den senare och ammonium (NH ₄ ⁺ ) är de huvudsakliga formerna av kväveutsöndring i urinen. Dessutom spelar alfa-ketoglutarat en viktig roll i avgiftning av hjärnkväve.

Livslängd och åldrande

Alfa-ketoglutarat skulle agera genom att öka förväntad livslängd i Caenorhabditis elegans-masken och agera specifikt på TOR (målet för rapamycin) -komplexet. Detta komplex har varit relaterat till sjukdomar som ökar deras förekomst under åldersfasen hos människor.

En form av TOR, TORC1, är inblandad i början av diabetes, hjärtsjukdomar och cancer i ålderdom. TORC1 har identifierats som förhållandet mellan cellulär senescens och genereringen av dessa sjukdomar.

Alfa-ketoglutarat verkar spela en roll i hämningen av TOR-komplexet, därför skulle det spela en viktig roll för att öka livslängden hos människor. Hämning av TORC1 hos äldre människor minskar förekomsten av infektioner.

Antioxidant funktion

Alfa-ketoglutarat fungerar som ett antioxidant och kan reagera med väteperoxid för att bilda succinat, vatten och koldioxid. Dessutom kan den reagera med andra komponenter i reaktiva syrearter (ROS).

Lindrar oxidativ stress, fungerar som energikälla och antioxidant i däggdjursceller. Det ökar också antioxidantkapaciteten genom att främja syntesen av glutamin.

tillämpningar

Hos djur

Alfa-ketoglutarat levereras till kalkoner, grisar och råttor, vilket resulterar i en förbättring av benkvaliteten, vilket kan orsakas av de positiva effekterna av ökad glutamatproduktion, eftersom det ingriper i reglering av benmetabolismen.

På samma sätt ökar kollagensyntesen, som ett resultat av ett större utbud av prolin. Djur behandlade med alfa-ketoglutarat visar ökad vikt, längd, bentäthet, benmineralinnehåll och elastisk benstyrka.

I människor

Alpha-ketoglutarat tros hjälpa till att öka syntesen av muskelproteiner hos patienter efter operation och förbättra aminosyrametabolismen hos dialyspatienter.

Läkare ger det intravenöst till patienter under hjärtkirurgi för att förhindra hjärtskada och även för att förhindra muskelnedbrytning efter operationen. Föreningen hjälper till att producera muskelvävnad och läka sår.

Alfa-ketoglutarat har använts för olika ändamål och tillstånd hos människor, till exempel för att bekämpa bakterieinfektioner, leverproblem, grå starr och för att förbättra proteinbearbetning av dialyspatienter. Det hjälper också till att förbättra idrottsprestanda.

referenser

1. Wikipedia. (2020). alfa-ketoglutarsyra. Återställd från: en.wikipedia.org
2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alpha-Ketoglutarate: Fysiologiska funktioner och tillämpningar. Biomolekyler och terapeutik, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
3. National Center for Biotechnology Information. (2020). Alfa-ketoglutarat. PubChem-databas., CID = 164533. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. WebMD LLC. (2019). Alfa-ketoglutarat (AKG). Återställs från: webmd.com
5. Shaojuan Liu et al. (2018). Den antioxidativa funktionen av alfa-ketoglutarat och dess tillämpningar. doi.org/10.1155/2018/3408467
6. Barbara Beer et al. (2017). Metabolsk teknik in vitro för framställning av a-ketoglutarat. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
7. Royal Society of Chemistry. (2020). a-Ketoglutarsyra. Återställd från: chemspider.com