ANG METHYLMALONIC ACID: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, SYNTHESIS, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang methylmalonic acid ay isang organikong compound na ang kemikal na formula ay C ₄ H ₆ O ₄ o HOOC-CH (CH ₃ ) -COOH. Ito ay isang dicarboxylic acid na kilala rin bilang 2-methylpropanedioic acid. Ito ay matatagpuan sa katawan ng tao dahil ito ay isang hinalaw ng metabolismo.

Ang Methylmalonic acid ay isang intermediate sa metabolismo ng mga taba at protina. Ang pagbabago nito sa loob ng katawan patungo sa isa pang tambalan ay depende sa pagkakaroon ng isang enzyme na nagmula sa cobalamin o bitamina B12.

Ang cell ng tao ay nai-visualize sa pamamagitan ng isang fluorescence mikroskopyo. Sa cytoplasm nito, nabuo ang methylmalonic acid. Kulay berde: pangunahing. Pula: lamad. Marc Vidal. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Kapag ang konsentrasyon nito sa dugo suwero ay umabot sa mataas na halaga, ang mga problema tulad ng kakulangan sa bitamina B12 o kakulangan ng genetic ng ilang mga enzyme ay pinaghihinalaang. Para sa kadahilanang ito, ang pinaka-nauugnay na paggamit nito ay para sa pagpapasiya ng kakulangan sa bitamina B12.

Ang mataas na antas ng methylmalonic acid ay maaaring maging sanhi ng mga problema sa nervous system at bato. Kung ang mga antas ay labis na mataas, ang isang metabolic disorder na tinatawag na aciduria ay nangyayari, kung saan ang isang curative na gamot ay hindi natagpuan, dahil kinokontrol lamang ito sa isang tiyak na lawak.

Gayunpaman, ang mga medikal na siyentipiko ay nag-aaral ng mga bagong paraan upang malunasan ang aciduria na sanhi ng methylmalonic acid.

Istraktura

Ang Methylmalonic acid ay nabuo sa pamamagitan ng isang pangunahing kadena ng 3 carbons kung saan ang isa sa gitna ay nakalakip ng isang pangkat na methyl -CH ₃ at ang mga dulo ng mga carbons ay kabilang sa mga pangkat -COOH. Samakatuwid ito ay isang dicarboxylic acid.

Istraktura ng molekula ng malonic acid o 2-methylpropanedioic acid. Fvasconcellos 18:59, 26 Mayo 2007 (UTC). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Pangngalan

- Methylmalonic acid

- 2-methylpropanedioic acid

- 1,1-ethanedicarboxylic acid

- MMA (MethylMalonic Acid)

Ari-arian

Pisikal na estado

Solid.

Ang bigat ng molekular

118.09 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

135 ºC

Solubility

Sa tubig: 679.0 mg / mL

Patuloy ang pagkakaiba-iba

pK _a = 3.12 (sa 20 ° C)

Lokasyon sa kalikasan

Ito ay isang metabolite ng tao. Nangangahulugan ito na nabuo sa panahon ng ilang mga metabolic process, lalo na mula sa mga taba at protina. Nahiwalay ito sa ihi ng tao sa unang pagkakataon noong 1957. Matatagpuan ito sa pangunahin sa cellular cytoplasm ng mga bato at atay.

Ang konsentrasyon nito sa itaas ng mga normal na halaga ay nauugnay sa maraming mga sakit, tulad ng kakulangan sa bitamina B12 o cobalamin malabsorption, kakulangan ng ilang mga enzyme tulad ng mutase, fumarase, bukod sa iba pa, na maaaring sanhi ng mga genetic defect.

Ang maagang pagtuklas ng isang negatibong balanse ng cobalamin sa organismo ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagtukoy ng pagtaas ng methylmalonic acid sa suwero. Sa madaling salita, kapag kulang ang bitamina B12, ang konsentrasyon ng MMA sa suwero ay nagdaragdag.

Nakakasagabal ang MMA sa paggawa ng enerhiya sa mitochondria sa pamamagitan ng pagpigil sa succinate dehydrogenase, isang elektron na naghahatid ng komplikadong protina.

Ang Mitokondria, isang lugar sa cell kung saan ang malonic acid ay maaaring makagambala sa normal na proseso ng metabolismo. Louisa Howard. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Dahil dito, ang isang mataas na MMA ay maaaring magkaroon ng negatibong epekto sa kalusugan. Ang negatibong epekto nito sa sistema ng nerbiyos at bato ay naiulat na. Sa kabilang banda, ang isang napakalaking labis ng MMA ay nagiging sanhi ng aciduria.

Pagsasanay sa katawan ng tao

Ang MMA ay matatagpuan sa katawan bilang bahagi ng coenzyme L-methylmalonyl-CoA. Kapag mayroong isang madepektong paggawa ng enzyme na L-methylmalonyl-CoA-mutase, nabuo ang MMA.

Ang enzyme L-methylmalonyl-CoA-mutase ay nangangailangan ng adenosyl-cobalamin, isang coenzyme ng bitamina B-12, na catalyzes ang nababalik isomerization ng L-methylmalonyl-CoA sa succinyl-CoA. Samakatuwid, kapag hindi sapat ang adenosyl-cobalamin, ang labis na MMA ay nakuha.

Normal na halaga ng MMA sa serum ng dugo ng tao

Ayon sa mga pag-aaral na isinagawa sa USA, ang lahi o lahi ng tao ay nakakaapekto sa normal na nilalaman ng MMA sa suwero ng dugo.

Laboratoryo ng pagsusuri sa dugo. May-akda: Darko Stojanovic. Pinagmulan: Pixabay.

Ang mga non-Hispanic na puti ay may makabuluhang mas mataas na serum na konsentrasyon sa MMA kaysa sa Hispanic-Mexicans at mga di-Hispanic na Afro-inapo, ang huli ay mayroong pinakamababang konsentrasyon ng serum na MMA. Natagpuan din na ang edad ng tao ay nakakaimpluwensya sa antas ng MMA.

Ang konsentrasyon ng MMA ay nagsisimula na madagdagan pagkatapos ng edad na 40 at patuloy na tataas sa edad. Matapos ang edad na 70, tumataas nang husto.

Ang huli ay maaaring maiugnay sa kapansanan sa pag-andar ng bato. Gayunpaman, hindi malinaw kung ang labis na MMA ay puminsala sa mga bato o kung pinsala sa mga bato sa iba pang mga kadahilanan ay nagiging sanhi ng pagtaas sa MMA.

Ang sakit na nauugnay sa mataas na antas ng methylmalonic acid

Ang pagkakaroon ng napakataas na antas ng MMA ay nagiging sanhi ng isang metabolic disorder na tinatawag na aciduria o MMA acidemia.

Ito ay na-promote ng isang bahagyang o kabuuang kakulangan ng enzyme methylmalonyl-CoA-mutase, na kung saan ay isang mitochondrial enzyme na nakasalalay sa bitamina B12, na namamagitan sa panghuling hakbang ng oksihenasyon ng valine, isoleucine at fatty acid.

Walang mga naaprubahang therapy para sa sakit na ito. Ang pamamahala nito ay nabawasan sa pagbawas ng paggamit ng protina, pandagdag sa carnitine at cofactor at pagsubaybay ng medikal.

Gayunpaman, ang isang posibleng therapy ay binuo na binubuo ng intravenous administration ng messenger RNA encapsulated sa biodegradable lipid nanoparticles.

May-akda: frolicsomepl. Pinagmulan: Pixabay.

Ang sinabi ng messenger na RNA ay nag-encode ng pagbuo ng enzyme methylmalonyl-CoA-mutase, na humahantong sa pagbawas ng MMA sa plasma.

Sintesis

Ang isa sa mga syntheses ng methylmalonic acid sa laboratoryo na nakakaakit ng pansin ay ang reaksyon ng potassium acrylate na may potassium tetracarbonylhydruroferrate sa 4 na oras sa 70 ºC sa ilalim ng isang carbon monoxide CO na kapaligiran.

Ang reaksyon ay catalytic at highly reproducible, kung saan ang mga banayad na kondisyon at isang ani na mas malaki kaysa sa 95% tumayo. Ito ang unang hydrocarboxylation ng acrylic acid na nagbigay sa MMA.

Gamitin bilang isang biomarker para sa kakulangan ng bitamina B12 o cobalamin

Ang mataas na antas ng MMA sa suwero ng dugo ay nauugnay sa kakulangan sa bitamina B12. Tinatayang ang pagtaas ng konsentrasyon ng MMA sa suwero bago ang pagbawas sa cobalamin ay napansin sa suwero o nagiging sanhi ng pinsala sa katawan.

Sa mga pag-aaral ng mga vegans at lacto-ovo-vegetarians, ginamit ang suwero na MMA upang matukoy ang kakulangan sa bitamina B12.

Mga pagsusuri sa dugo ng tao. Pinagmulan: Pixabay.

Natuklasan ng ilang mga investigator na ang paggamot ng metformin ng mga pasyente na may type 2 diabetes ay nauugnay sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng serum MMA. Ang epekto na ito ay nagdaragdag sa oras ng paggamot na may metformin at nauugnay sa pagbaba ng mga antas ng bitamina B12 sa mga pasyente na ito.

Bilang karagdagan, nasubukan ang MMA upang matukoy ang kakulangan sa bitamina B12 sa mga pasyente ng cancer at pati na rin sa mga buntis na kababaihan.

Gayunpaman, iminumungkahi ng iba pang mga investigator na ang pagiging kapaki-pakinabang ng serum na konsentrasyon sa MMA sa pagtukoy ng kakulangan sa bitamina B12 ay limitado sa mga pasyente na may normal na pag-andar sa bato at sa napakabata na mga kabataan.

Mga Sanggunian

1. US National Library of Medicine. (2019). Methylmalonic acid. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. at Kafai, MR (2018). Mga Pinahahalagahang Sanggunian ng populasyon para sa Serum Methylmalonic Acid Concentrations at ang Pakikipag-ugnayan nito sa Edad, Kasarian, Lahi-Etniko, Paggamit ng Suplemento, Pag-andar ng Bato at Serum Vitamin B12 sa Post-Folic Acid Fortification. Mga Nutrients 2018, 10 (1): 74. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Mga Antas ng Methylmalonic Acid at ang kanilang kaugnayan sa Supplementation ng Cobalamin sa Mga Gulay ng Espanya. Mga Pagkain ng Plant para sa Human Nutrisyon 2018, 73 (3): 166-171. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
4. Palabas, M. et al. (2018). Pangmatagalang paggamot na may metformin sa type 2 diabetes at methylmalonic acid: Pagsusuri ng Post Hoc ng isang randomized na kinokontrol na 4.3 taon na pagsubok. Journal of Diabetes at ang mga komplikasyon nito. Dami 32, Isyu 2, Pebrero 2018, Mga Pahina 171-178. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
5. Isang, D. et al. (2017). Systemic Messenger RNA Therapy bilang isang Paggamot para sa Methylmalonic Acidemia. Mga Ulat sa Cell 2017, 21 (12), 3548-3558. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et al. (2016). Methylmalonic Acid at Homocysteine ​​bilang mga tagapagpahiwatig ng Kakulangan sa Bitamina B-12 sa Kanser. PLOS ONE 2016 11 (1): e0147843. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). Isang Pag-aaral sa Prospektibo sa Serum Methylmalonic at Homocysteine ​​sa Mga Buntis na Babae. Mga Nutrients 2016, 8 (12): 797. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. at Passelaigue, E. (1990). Ganap na Regioselective Catalytic Carbonylation ng Acrylic Derivatives: Synthesis ng Methylmalonic Acid ni Iron Pentacarbonyl Catalyzed Hydrocarboxylation ng Acrylic Acid. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Nabawi mula sa pubs.acs.org.