METYLMALONSYRA: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTES, ANVÄNDNINGAR - KEMI - 2026

Den metylmalonsyra är en organisk förening, vars kemiska formel är Ci- ₄ H ₆ O ₄ eller HOOC-CH (CH ₃ ) -COOH. Det är en dikarboxylsyra, även känd som 2-metylpropandisyra. Det finns i människokroppen eftersom det är ett derivat av metabolism.

Metylmalonsyra är en mellanprodukt i metabolismen av fetter och proteiner. Dess omvandling i kroppen till en annan förening beror på närvaron av ett enzym som härrör från kobalamin eller vitamin B12.

Mänsklig cell visualiseras genom ett fluorescensmikroskop. I sin cytoplasma bildas metylmalonsyra. Blågrön: kärna. Röd: Membran. Marc Vidal. Källa: Wikimedia Commons.

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

Höga nivåer av metylmalonsyra kan orsaka problem med nervsystemet och njurarna. Om nivåerna är alltför höga uppstår en metabolisk störning som kallas aciduria, för vilken ett botande läkemedel inte har hittats, eftersom det endast har kontrollerats i viss utsträckning.

Emellertid studerar medicinska forskare nya sätt att behandla surhet orsakad av metylmalonsyra.

Strukturera

Metylmalonsyra bildas av en huvudkedja med 3 kolatomer av vilka en i mitten har fäst en metylgrupp -CH ₃ och slut kolen hörde -COOH-grupper. Därför är det en dikarboxylsyra.

Struktur av molekylen malonsyra eller 2-metylpropandisyra. Fvasconcellos 18:59, 26 maj 2007 (UTC). Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Metylmalonsyra

- 2-metylpropandisyra

- 1,1-etandikarboxylsyra

- MMA (metylmalonsyra)

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Fast.

Molekylvikt

118,09 g / mol

Smältpunkt

135 ºC

löslighet

I vatten: 679,0 mg / ml

Dissociation konstant

pK _a = 3,12 (vid 20 ° C)

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 mänsklig urin för första gången 1957. Den ligger främst i cellens cytoplasma i njurarna och levern.

Dess koncentration över normala värden är förknippad med många sjukdomar, såsom vitamin B12-brist eller kobalaminsabsorption, brist på vissa enzymer såsom mutas, fumaras, bland annat, som kan orsakas av genetiska defekter.

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

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

Mitokondrier, en plats i cellen där malonsyra kan störa normala metabolismprocesser. Louisa Howard. Källa: Wikimedia Commons.

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

Träning i människokroppen

MMA finns i kroppen som en del av koenzym L-metylmalonyl-CoA. När det finns en funktionsfel i 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 utförts i USA påverkar personens ras eller etnicitet det normala innehållet av MMA i blodserumet.

Blodanalyslaboratorium. Författare: Darko Stojanovic. Källa: Pixabay.

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

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

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

Sjukdom förknippad med höga nivåer av metylmalonsyra

Närvaron av mycket höga nivåer av MMA orsakar en metabolisk störning som kallas aciduria eller MMA 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 för oxidation av valin, isoleucin och fettsyror.

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

Emellertid har en möjlig terapi utvecklats bestående av intravenös administrering av messenger-RNA inkapslat i biologiskt nedbrytbara lipid-nanopartiklar.

Författare: frolicsomepl. Källa: Pixabay.

Nämnda budbärar-RNA kodar bildningen av enzymet metylmalonyl-CoA-mutas, vilket leder till reduktion av MMA i plasma.

Syntes

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

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

Använd som 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 upptäcks i serumet eller orsakar skada på kroppen.

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

Mänskliga blodprover. Källa: Pixabay.

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

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

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

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Metylmalonsyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. och Kafai, MR (2018). Befolkningsreferensvärden för serummetylmalonsyra-koncentrationer och dess förhållande till ålder, kön, ras-etnicitet, tilläggsanvändning, njurfunktion och serumvitamin B12 i post-folinsyraförstärkning. Näringsämnen 2018, 10 (1): 74. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Metylmalonsyranivåer och deras förhållande till kobalamintillskott hos spanska vegetarianer. Plant Foods for Human Nutrition 2018, 73 (3): 166-171. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out, M. et al. (2018). Långtidsbehandling med metformin i typ 2-diabetes och metylmalonsyra: Post Hoc-analys av en randomiserad kontrollerad 4,3-årig studie. Journal of Diabetes och dess komplikationer. Volym 32, nummer 2, februari 2018, sidorna 171-178. Återställs från sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Systemisk Messenger-RNA-terapi som en behandling för metylmalonic acidemia. Cellrapporter 2017, 21 (12), 3548-3558. Återställs 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. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). En prospektiv studie på serummetylmalonic och homocystein hos gravida kvinnor. Näringsämnen 2016, 8 (12): 797. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. och Passelaigue, E. (1990). Helt Regioselektiv katalytisk karbonylering av akrylderivat: Syntes av metylmalonsyra med järn-Pentacarbonyl-katalyserad hydrokarboxylering av akrylsyra. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Återställs från pubs.acs.org.