METIONIN: EGENSKAPER, FUNKTIONER, LIVSMEDEL, FÖRDELAR - BIOLOGI - 2025

Den metionin (Met, M) klassificeras i gruppen av icke-polära aminosyror eller aminosyra hydrofobt. Denna aminosyra innehåller svavel (S) i sin sidokedja som kan reagera med metallatomer eller med elektrofila grupper.

Metionin upptäcktes av John Howard Mueller under det andra decenniet av 1900-talet. Mueller isolerade metionin från kasein, ett protein han använde för att odla hemolytiska streptokockkulturer.

Kemisk struktur för aminosyran metionin (Källa: Hbf878 via Wikimedia Commons)

Namnet "metionin" är en förkortning av det kemiska namnet på denna aminosyra: y-metyltiol-a-aminobutyric acid och introducerades av S. Odake 1925.

Det är en essentiell aminosyra för däggdjur och kan komma in i vägen för syntes av cystein, en icke-essentiell aminosyra, så länge kroppen får metionin från kosten. Växter och bakterier syntetiserar det från homocystein, ett derivat av cystein och homoserin.

Dess katabolism innebär å ena sidan eliminering av kväve från dess struktur och dess utsöndring som urea och å andra sidan omvandling av dess kolkedja till succinyl CoA.

Tillsammans med valin och treonin anses metionin vara en glukogen aminosyra, eftersom dessa aminosyror kan omvandlas till succinat och kommer in i Krebs-cykeln. De glukogena aminosyrorna kan producera kolhydrater och därför glukos.

Det finns många livsmedel rika på metionin som tonfisk, kött, äggvita, ostar och nötter.

Metionin är viktigt för syntesen av många proteiner, uppfyller viktiga funktioner i metabolismen av fetter, främst för skelettmuskler, och deltar också som en antioxidant.

Det finns många störningar relaterade till metabolismen av metionin och svavel som är förknippade med patologier med olika grader av konsekvenser för hälsan. Vissa framkallar ackumulering av homocystein, som åtföljs av trombos, störningar i centrala nervsystemet (CNS), allvarlig psykisk och skelettstörning.

Andra, till exempel bristen på adenosyltransferas, som är det första enzymet som verkar i nedbrytningen av metionin, resulterar i ansamling av metionin, en relativt godartad patologi som kontrolleras genom att begränsa livsmedel rika på metionin i kosten.

egenskaper

Metionin är en essentiell aminosyra som inte produceras av människokroppen eller av många. Detta är en utmärkt antioxidant och en svavelkälla för vår kropp.

Det dagliga behovet av metionin för spädbarn är 45 mg / dag, hos barn är det 800 mg / dag och hos vuxna är det mellan 350 och 1100 mg / dag.

Metionin är en av huvudkällorna till svavel i kroppen; svavel är en grundläggande komponent i vissa vitaminer såsom tiamin eller vitamin B1, av vissa hormoner som glukagon, insulin och vissa hypofyshormoner.

Det finns i keratin, som är ett protein i hud, naglar och hår, och är också viktigt för syntesen av kollagen och kreatin. Därför är metionin, som är källan till svavel, relaterat till alla funktioner av svavel eller de organiska ämnena som innehåller det.

Strukturera

Den kemiska formeln för metionin är HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 och dess molekylformel är C5H11NO2S. Det är en hydrofob essentiell aminosyra, klassificerad inom de apolära aminosyrorna.

Den har ett a-kol bundet till en aminogrupp (-NH2), en karboxylgrupp (-COOH), en väteatom och en sidokedja (-R) som innehåller svavel och består av följande: -CH2 -CH2-S-CH3.

Alla aminosyror, med undantag av glycin, kan existera som enantiomerer i L- eller D-form, så L-metionin och D-metionin kan existera. Men endast L-metionin finns i strukturen för cellproteiner.

Denna aminosyra har dissociationskonstanter pK 1 av 2,28 och pK2 av 9,21 och en isoelektrisk punkt på 5,8.

Funktioner

Metionin är en essentiell aminosyra för syntes av många proteiner, bland vilka är vissa hormoner, de konstitutiva proteinerna i huden, hår och naglar, etc.

Det används som ett naturligt avslappnande medel för att sova och är mycket viktigt för goda skick hos naglar, hud och hår. Det förhindrar vissa lever- och hjärtsjukdomar; förhindrar ansamling av fetter i artärerna och är avgörande för syntesen av cystein och taurin.

Det gynnar användningen av fetter som energi och ingriper i transporten och användningen av dem, särskilt i skelettmuskeln, varför det är mycket viktigt för muskelträning.

Minskar histaminnivåerna. Det är en naturlig antioxidant, eftersom det hjälper till att minska fria radikaler. Det har också antidepressiva och ångestdämpande egenskaper.

En annan nyligen använt metionin som en "radiotracer" för avbildningstudien i positron emission tomography (PET) inom området neuro-onkologi.

Den har också omfattande användning som radiokontrast för gliomas, både i planeringsprocessen för kirurgiska extraktioner, liksom för övervakning av responsen på behandling och utvärdering av återfall.

Nyligen har användningen av metionin testats effektivt för att förbättra tillväxten av sojabönor.

Biosyntes

Metioninbiosyntes beskrevs och publicerades 1931 av briten George Barger och hans assistent Frederick Philip Coine.

Bakterier och växter kan syntetisera metionin och cystein, men de flesta djur erhåller metionin från kosten och cystein från en biosyntetisk väg som startar från metionin som det ursprungliga substratet (de får också cystein med den konsumerade maten i kosten).

Biosyntetisk väg

Växter och bakterier använder cystein som källa till svavel och homoserin som källa till kolskelettet för syntes av metionin. Homoserine syntetiseras från aspartat genom tre enzymatiska reaktioner:

(1) Aspartat omvandlas till p-aspartylfosfat med hjälp av ett aspartatkinasenzym, sedan (2) omvandlas det till aspartiskt p-semialdehyd, som (3) tack vare verkan av homoserin-dehydrogenas genererar homoserin.

Det första steget i metioninsyntesen är reaktionen av homoserin med succinyl-CoA för att bilda O-succinyl-homoserin. I denna reaktion klyvs succinyl-CoA, vilket frisätter CoA-delen och succinatbindningen till homoserin.

I den biosyntetiska vägen är det reglerade steget eller kontrollsteget denna första enzymatiska reaktion, eftersom metionin, som är den slutliga produkten, slutar hämma homoserinsuccinyltransferasenzym.

Det andra steget i syntesen är reaktionen av O-succinylhomoserin med cystein, som katalyseras av enzymet cystationin-y-syntetas, med genereringen av cystationin.

Den tredje reaktionen i denna väg katalyseras av ß-cystationin, som rensar cystatiotin så att svavel är fäst vid en sidokedja med fyra kol härledd från homoserin. Resultatet av denna reaktion är bildningen av homocystein och frisättningen av 1 pyruvat och 1 NH4 + -jon.

Den sista reaktionen katalyseras av homocysteinmetyltransferas, som har homocystein som substrat och tillsammans med koenzymmetylkobalamin (härledd från vitamin B12 (cyanocobalamin)) överför en metylgrupp från 5-metyltetrahydrofolat till sulfhydrylgruppen av homocystein. ursprung till metionin.

I denna reaktion förblir ett tetrahydrofolat fritt.

Degradering

Metionin, isoleucin och valin kataboliseras till succinyl-CoA. Tre femtedelar av kolatomen i metionin bildar succinyl-CoA, kolerna i karboxyler bildar CO2 och metylgruppen i metionin avlägsnas som sådan.

Det första steget i nedbrytningen av metionin innebär kondensation av L-metionin med ATP med hjälp av L-metionin-adenosyltransferas som ger upphov till S-adenosyl-L-metionin, även kallad "aktiv metionin".

S-metylgruppen överförs till olika acceptorer och således bildas S-adenosyl-L-homocystein, som förlorar ett adenosin genom hydrolys och blir L-homocystein. Homocystein binder sedan till serin för att bilda cystationin. Denna reaktion katalyseras av cystationin-p-syntetas.

Cystationin hydrolyserar och ger upphov till L-homoserin och cystein. Detta är hur homocystein härstammar från homoserin och serin genererar cystein, så denna reaktion är vanligt för biosyntes av cystein från serin.

Homoserindeaminas konverterar sedan homoserin till a-ketobutyrat, vilket frisätter en NH4. Α-ketobutyrat, i närvaro av CoA-SH och NAD +, bildar propionyl-CoA, som sedan omvandlas till metylmalonyl-CoA och detta omvandlas till succinyl-CoA.

På detta sätt hamnar en del av metioninkolkedjan och bildar ett glukoneogent substrat, succinyl-CoA, som sedan kan integreras i syntesen av glukos; det är av detta skäl som metionin betraktas som en glukogen aminosyra.

En alternativ väg för nedbrytning av metionin är dess användning som energisubstrat.

Kväve av metionin, som det för alla aminosyror, avlägsnas från a-kolet genom transaminering, och denna a-aminogrupp överförs slutligen till L-glutamat. Genom oxidativ deaminering kommer detta kväve in i ureacykeln och elimineras i urinen.

Mationinrik mat

Livsmedel rika på metionin inkluderar:

- Äggviten.

- Mjölkederivat som mogen ost, gräddeost och yoghurt.

- Fisk, särskilt de så kallade blå fiskarna som tonfisk eller svärdfisk.

- Krabba, hummer och räkor är viktiga källor till metionin.

- Fläsk-, nöt- och kycklingkött.

- Valnötter och andra torkade frukter är rika på metionin och representerar proteinersättningar för vegetarianer och veganer.

- Sesamfrön, pumpa och pistasch.

Det finns också i svarta och vita bönor, sojabönor, majs och bladgröna grönsaker som kålrotgrönsaker, spenat och schweizisk chard. Broccoli, zucchini och squash är rika på metionin.

Fördelarna med dess intag

Eftersom det är en essentiell aminosyra, är dess intag avgörande för att utföra alla funktioner som den deltar i. Genom att främja transport av fetter för energiförbrukning, skyddar metionin levern och artärerna mot ansamling av fett.

Dess intag är fördelaktigt för att skydda kroppen mot tillstånd som fet lever och åderförkalkning.

Metionin har visat sig vara effektivt för behandling av vissa allvarliga fall av kväveoxidinducerade myeloneuropatier och makrocytiska anemier som inte svarar på vitamin B12-behandling.

Användningen av S-adenosyl-L-metionin (SAM) är effektiv som en naturlig och alternativ behandling mot depression. Detta beror på det faktum att SAM är en metylgruppsgivare som är involverad i syntesen av olika neurotransmittorer med antidepressiva egenskaper i hjärnan.

Oxidativ stress är, åtminstone delvis, involverad i skadorna i olika organ, inklusive levern, njurarna och hjärnan. Användningen av antioxidanter såsom metionin har postulerats för att förhindra och korrigera skadorna orsakade av oxidativ stress.

Briststörningar

Det finns vissa patologier relaterade till metionins metabolism, som har att göra med tarmabsorptionen, vilket resulterar i ansamling av vissa metaboliter eller det öppna underskottet av aminosyran.

När det gäller metionin-metabola störningar är de vanligaste de så kallade homocystinuri som är typ I, II, III och IV:

Homocystinuri av typ I beror på cystationin ß-syntetasbrist och är associerad med kliniska symtom som liknar trombos, osteoporos, linsdislokation och ofta mental retardering.

Homocystinuri av typ II orsakas av brist på N5N10-metylentetrahydrofolatreduktas. Typ III homocystinuri beror på en minskning av N5-metyltetrahydrofolat-homocysteintransetylas, på grund av en brist i metylkobalaminsyntes.

Och slutligen är typ IV-homocystinuri förknippat med en minskning av N5-metyltetrahydrofolat-homocystein-transmetylas på grund av defekt kobalaminabsorption.

Homocystinuri är ärvliga defekter i metioninmetabolismen och förekommer ofta hos 1 av 160 000 nyfödda. I denna patologi utsöndras cirka 300 mg homocystin dagligen tillsammans med S-adenosylmetionin, vilket åtföljs av en ökning av plasmametionin.

Att minska intaget av metionin och öka cystein i kosten tidigt i livet förhindrar de patologiska förändringarna som orsakas av dessa sjukdomar och tillåter normal utveckling.

När det gäller metioninmalabsorptionsbrist är de viktigaste effekterna relaterade till brister i myeliniseringen av nervfibrerna i centrala nervsystemet (CNS) som kan associeras med en viss grad av mental retardering.

referenser

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, & Amin, GA (2018). Förbättrad tillväxt, vissa biokemiska aspekter och utbyte av tre kultiver av sojabönväxt genom metioninbehandling under sandig jord. International Journal of Environmental Research, 13, 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokemi (3: e upplagan). San Francisco, Kalifornien: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Roll av S-adenosyl-L-metionin vid behandling av depression: En översyn av bevisen. American Journal of Clinical Nutrition, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28: e upplagan). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Antioxidanteffekter av a-tokoferol, askorbinsyra och L-metionin på blyinducerad oxidativ stress i levern, njurarna och hjärnan hos råttor. Toxicology, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biokemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson förlag.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Metionin vid behandling av lustgas-inducerad neuropati och myeloneuropati. Journal of Neurology, 239 (7), 401–403.