METHIONINE: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR, PAGKAIN, BENEPISYO - BIOLOGY - 2025

Ang methionine (Met, M) ay inuri sa pangkat ng mga nonpolar amino acid o amino acid hydrophobic. Ang amino acid na ito ay naglalaman ng asupre (S) sa gilid ng chain na maaaring mag-reaksyon sa mga metal na atom o may mga pangkat na electrophilic.

Ang Methionine ay natuklasan ni John Howard Mueller sa ikalawang dekada ng ika-20 siglo. Ang Mueller nakahiwalay na methionine mula sa kasein, isang protina na ginamit niya upang mapalago ang mga kultura ng hemolytic streptococcal.

Ang istraktura ng kemikal ng amino acid Methionine (Pinagmulan: Hbf878 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang pangalang "methionine" ay isang pagdadaglat ng kemikal na pangalan ng amino acid na ito: γ-methylthiol-α-aminobutyric acid, at ipinakilala ni S. Odake noong 1925.

Ito ay isang mahalagang amino acid para sa mga mammal at maaaring makapasok sa landas para sa synthesis ng cysteine, isang di-mahahalagang amino acid, hangga't nakukuha ng katawan ang methionine mula sa diyeta. Ang mga halaman at bakterya ay synthesize ito mula sa homocysteine, isang derivative ng cysteine ​​at homoserine.

Ang catabolism nito ay nagpapahiwatig, sa isang banda, ang pag-aalis ng nitrogen mula sa istraktura nito at ang pag-aalis nito bilang urea at, sa kabilang banda, ang pagbabago ng chain ng carbon sa succinyl CoA.

Kasama ang valine at threonine, ang methionine ay itinuturing na isang glucogen amino acid, dahil ang mga amino acid na ito ay maaaring mag-convert sa succinate at ipasok ang Krebs cycle. Ang mga glucogen amino acid ay may kakayahang gumawa ng mga karbohidrat at, samakatuwid, glucose.

Maraming mga pagkain na mayaman sa methionine tulad ng tuna, karne, itlog ng puti, keso, at mani.

Ang Methionine ay mahalaga para sa synthesis ng maraming mga protina, tinutupad ang mga mahahalagang pag-andar sa metabolismo ng mga taba, pangunahin para sa kalamnan ng kalansay, at nakikilahok din bilang isang antioxidant.

Maraming mga karamdaman na may kaugnayan sa metabolismo ng methionine at asupre na nauugnay sa mga pathologies na may iba't ibang mga antas ng mga implikasyon para sa kalusugan. Ang ilang mga akumulasyon ng homocysteine ​​akumulasyon, na sinamahan ng trombosis, mga karamdaman sa gitnang sistema ng nerbiyos (CNS), malubhang mental at skeletal system retardation.

Ang iba, tulad ng kakulangan ng adenosyltransferase, na siyang unang enzyme na kumikilos sa pagkasira ng methionine, ay nagreresulta sa akumulasyon ng methionine, isang medyo benign pathology na kinokontrol ng paghihigpit sa mga pagkaing mayaman sa methionine sa diyeta.

katangian

Ang Methionine ay isang mahalagang amino acid na hindi gawa ng katawan ng tao o ng marami. Ito ay isang mahusay na antioxidant at isang mapagkukunan ng asupre para sa ating katawan.

Ang pang-araw-araw na pangangailangan ng methionine para sa mga sanggol ay 45 mg / araw, sa mga bata ito ay 800 mg / araw at sa mga matatanda ito ay nasa pagitan ng 350 at 1,100 mg / araw.

Ang Methionine ay isa sa mga pangunahing mapagkukunan ng asupre sa katawan; ang asupre ay isang pangunahing sangkap ng ilang mga bitamina tulad ng thiamine o bitamina B1, ng ilang mga hormones tulad ng glucagon, insulin at ilang mga pituitary hormones.

Ito ay nasa keratin, na isang protina sa balat, kuko at buhok, at mahalaga din para sa synthesis ng collagen at creatine. Samakatuwid, ang methionine, na mapagkukunan ng asupre, ay nauugnay sa lahat ng mga pag-andar ng asupre o ang mga organikong sangkap na naglalaman nito.

Istraktura

Ang formula ng kemikal ng methionine ay HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 at ang molekular na formula ay C5H11NO2S. Ito ay isang mahahalagang hydrophobic amino acid, na naiuri sa loob ng mga apolar amino acid.

Mayroon itong isang α carbon na nakakabit sa isang pangkat na amino (-NH2), isang grupo ng carboxyl (-COOH), isang hydrogen atom at isang side chain (-R) na naglalaman ng asupre at na ito ay binubuo ng mga sumusunod: -CH2 -CH2-S-CH3.

Ang lahat ng mga amino acid, maliban sa glycine, ay maaaring umiiral bilang enantiomers sa form na L o D, kaya ang L-methionine at D-methionine ay maaaring magkaroon. Gayunpaman, ang L-methionine lamang ang matatagpuan sa istraktura ng mga cellular protein.

Ang amino acid na ito ay mayroong dissociation constants pK 1 ng 2.28 at pK2 na 9.21, at isang isoelectric point na 5.8.

Mga Tampok

Ang Methionine ay isang mahalagang amino acid para sa synthesis ng maraming mga protina, bukod sa kung saan ang ilang mga hormones, ang constitutive protein ng balat, buhok at kuko, atbp.

Ginagamit ito bilang isang natural na nakakarelaks sa pagtulog at napakahalaga para sa magandang kondisyon ng mga kuko, balat at buhok. Pinipigilan nito ang ilang mga sakit sa atay at puso; pinipigilan ang akumulasyon ng mga taba sa mga arterya at mahalaga para sa synthesis ng cysteine ​​at taurine.

Pinapaboran nito ang paggamit ng mga taba bilang enerhiya at namamagitan sa transportasyon at paggamit ng mga ito, lalo na sa kalamnan ng kalansay, kung bakit ito ay napakahalaga para sa kalamnan na ehersisyo.

Binabawasan ang mga antas ng histamine. Ito ay isang likas na antioxidant, dahil nakakatulong ito na mabawasan ang mga libreng radikal. Mayroon din itong antidepressant at anxiolytic properties.

Ang isa pang kamakailang paggamit ng methionine bilang isang "radiotracer" para sa pag-aaral sa imaging sa positron emission tomography (PET) sa larangan ng neuro-oncology.

Mayroon din itong malawak na paggamit bilang isang radiocontrast para sa gliomas, kapwa sa proseso ng pagpaplano ng mga operasyon ng kirurhiko, pati na rin para sa pagsubaybay sa tugon sa paggamot at pagsusuri ng mga pag-ulit.

Kamakailan lamang, ang paggamit ng methionine ay mahusay na nasubok upang mapabuti ang paglaki ng mga halaman ng toyo.

Biosynthesis

Ang Methionine biosynthesis ay inilarawan at nai-publish noong 1931 ng British George Barger at ang kanyang katulong na si Frederick Philip Coine.

Ang mga bakterya at halaman ay maaaring synthesize ang methionine at cysteine, gayunpaman, ang karamihan sa mga hayop ay nakakakuha ng methionine mula sa diyeta at cysteine ​​mula sa isang biosynthetic pathway na nagsisimula sa methionine bilang paunang substrate (nakakakuha din sila ng cysteine ​​sa pagkain na natupok sa diyeta).

Biosynthetic na landas

Ang mga halaman at bakterya ay gumagamit ng cysteine ​​bilang isang mapagkukunan ng asupre at homoserine bilang isang mapagkukunan ng kalansay ng carbon para sa synthesis ng methionine. Ang Homoserine ay synthesized mula sa aspartate sa pamamagitan ng tatlong mga reaksiyong enzymatic:

(1) Ang aspeto ay na-convert sa β-aspartyl phosphate sa pamamagitan ng isang aspartate kinase enzyme, kung gayon (2) ito ay na-convert sa aspartic β-semialdehyde, na (3) salamat sa pagkilos ng homoserine dehydrogenase ay bumubuo ng homoserine.

Ang unang hakbang sa synthesis ng methionine ay ang reaksyon ng homoserine na may succinyl-CoA upang mabuo ang O-succinyl homoserine. Sa reaksyong ito, ang succinyl-CoA ay na-clear, pinakawalan ang bahagi ng CoA at ang succinate na nagbubuklod sa homoserine.

Sa biosynthetic pathway, ang regulated o control na hakbang ay ang unang reaksyon na enzymatic na ito, dahil ang methionine, na siyang pangwakas na produkto, ay nagtatapos sa pag-inhibit ng homoserine succinyl transferase enzyme.

Ang pangalawang hakbang sa synthesis ay ang reaksyon ng O-succinyl homoserine na may cysteine, na kung saan ay na-catalyzed ng enzyme cystathionine γ-synthetase, kasama ang henerasyon ng cystathionine.

Ang pangatlong reaksyon sa daang ito ay naka-catalyzed ng β-cystathionine, na nag-aalis ng cystathiotin upang ang asupre ay nakakabit sa isang apat na carbon na chain chain na nagmula sa homoserine. Ang resulta ng reaksyon na ito ay ang pagbuo ng homocysteine ​​at ang pagpapakawala ng 1 pyruvate at 1 NH4 + ion.

Ang huling reaksyon ay catalyzed ng homocysteine ​​methyltransferase, na mayroong homocysteine ​​bilang isang substrate at kasama ang coenzyme methylcobalamin (nagmula sa bitamina B12 (cyanocobalamin)) ay naglilipat ng isang grupo ng methyl mula sa 5-methyltetrahydrofolate sa pangkat na sulfhydryl ng homocysteine nagmula sa methionine.

Sa reaksyon na ito, ang isang tetrahydrofolate ay nananatiling libre.

Pagkasira

Ang Methionine, isoleucine, at valine ay nasusukat sa succinyl-CoA. Tatlong ikalimang bahagi ng mga carbon sa methionine form na succinyl-CoA, ang mga carbons sa carboxyls ay bumubuo ng CO2, at ang pangkat na methyl sa methionine ay tinanggal na tulad nito.

Ang unang hakbang sa marawal na kalagayan ng methionine ay nagsasangkot ng pagpapadalubhasa ng L-methionine na may ATP sa pamamagitan ng L-methionine adenosyl transferase na nagbibigay ng pagtaas sa S-adenosyl-L-methionine, na tinatawag ding "aktibong methionine".

Ang pangkat na S-methyl ay inilipat sa iba't ibang mga tumatanggap at sa gayon ay nabuo ang S-adenosyl-L-homocysteine, na nawawala ang isang adenosine sa pamamagitan ng hydrolysis at nagiging L-homocysteine. Ang Homocysteine ​​pagkatapos ay nagbubuklod sa serine upang makabuo ng cystathionine. Ang reaksyon na ito ay na-catalyzed ng cystathionine β-synthetase.

Ang Cystathionine hydrolyzes at nagbibigay ng pagtaas sa L-homoserine at cysteine. Ito ay kung paano nagmula ang homocysteine ​​na homoseine at serine ay bumubuo ng cysteine, kaya ang reaksyon na ito ay pangkaraniwan para sa biosynthesis ng cysteine ​​mula sa serine.

Ang Homoserine deaminase pagkatapos ay nagko-convert ang homoserine sa α-ketobutyrate, naglabas ng isang NH4. Ang α-ketobutyrate, sa pagkakaroon ng CoA-SH at NAD +, ay bumubuo ng propionyl-CoA, na kung saan ay pagkatapos ay na-convert sa methylmalonyl-CoA at ito ay na-convert sa succinyl-CoA.

Sa ganitong paraan, ang bahagi ng chain ng methionine carbon ay nagtatapos na bumubuo ng isang gluconeogenic substrate, succinyl-CoA, na kung saan ay maaaring maisama sa synthesis ng glucose; ito ay para sa kadahilanang ito na ang methionine ay itinuturing na isang glucogenic amino acid.

Ang isang alternatibong ruta para sa pagkasira ng methionine ay ang paggamit nito bilang isang substrate ng enerhiya.

Ang nitrogen ng methionine, tulad ng lahat ng mga amino acid, ay tinanggal mula sa α-carbon sa pamamagitan ng transamination, at ang grupong α-amino na ito ay sa wakas ay inilipat sa L-glutamate. Sa pamamagitan ng oxidative deamination, ang nitrogen na ito ay pumapasok sa siklo ng urea at tinanggal sa ihi.

Ang mga pagkaing mayaman sa Methionine

Ang mga pagkaing mayaman sa methionine ay kasama ang:

- Maputi ang itlog.

- Mga derivatives ng gatas tulad ng hinog na keso, cream cheese at yogurt.

- Isda, lalo na ang tinatawag na asul na isda tulad ng tuna o swordfish.

- Ang crab, lobster at hipon ay mahalagang mapagkukunan ng methionine.

- Baboy, karne ng baka at manok.

- Ang mga walnuts at iba pang mga pinatuyong prutas ay mayaman sa methionine at kumakatawan sa mga kapalit ng protina para sa mga vegetarian at vegans.

- Mga linga, kalabasa at pistachio.

Natagpuan din ito sa itim at puting beans, soybeans, mais, at mga berdeng berdeng gulay tulad ng mga turnip greens, spinach, at Swiss chard. Ang broccoli, zucchini, at kalabasa ay mayaman sa methionine.

Mga pakinabang ng paggamit nito

Ang pagiging isang mahalagang amino acid, ang paggamit nito ay mahalaga upang matupad ang lahat ng mga pag-andar kung saan nakikilahok ito. Sa pamamagitan ng pagtaguyod ng transportasyon ng mga taba para sa paggamit ng fuel fuel, ang methionine ay nagpoprotekta sa atay at arterya laban sa akumulasyon ng taba.

Ang paggamit nito ay kapaki-pakinabang para sa proteksyon ng katawan laban sa mga kondisyon tulad ng mataba atay at atososclerosis.

Ang Methionine ay ipinakita na maging mahusay para sa paggamot ng ilang mga malubhang kaso ng nitric oxide-sapilitan myeloneuropathies at macrocytic anemias na hindi tumutugon sa paggamot sa bitamina B12.

Ang paggamit ng S-adenosyl-L-methionine (SAM) ay epektibo bilang isang natural at alternatibong paggamot para sa depression. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang SAM ay isang methyl group donor na kasangkot sa synthesis ng iba't ibang mga neurotransmitters na may mga katangian ng antidepressant sa utak.

Ang Oxidative stress ay kasangkot, hindi bababa sa bahagi, sa pinsala ng iba't ibang mga organo, kabilang ang atay, bato, at utak. Ang paggamit ng mga antioxidant tulad ng methionine ay na-post upang maiwasan at maitama ang pinsala na dulot ng oxidative stress.

Mga karamdaman sa kakulangan

Mayroong ilang mga pathologies na may kaugnayan sa metabolismo ng methionine, na may kinalaman sa pagsipsip ng bituka nito, na nagreresulta sa akumulasyon ng ilang mga metabolite o ang frank deficit ng amino acid.

Sa kaso ng mga karamdaman sa metioniko ng methionine, ang pinakakaraniwan ay ang tinatawag na homocystinuria, na mga uri I, II, III at IV:

Ang Type I homocystinuria ay dahil sa kakulangan ng cystathionine β-synthetase at nauugnay sa mga klinikal na sintomas na katulad ng trombosis, osteoporosis, dislocation ng lens, at madalas na pag-iwas sa isip.

Ang Type II homocystinuria ay sanhi ng isang kakulangan ng N5N10-methylenetetrahydrofolate reductase. Ang uri III homocystinuria ay dahil sa isang pagbawas sa N5-methyltetrahydrofolate-homocysteine ​​transmethylase, dahil sa isang kakulangan sa syntyl methylcobalamin.

At sa wakas, ang uri ng IV homocystinuria ay nauugnay sa isang pagbawas sa N5-methyltetrahydrofolate-homocysteine ​​transmethylase dahil sa may sira na pagsipsip ng cobalamin.

Ang Homocystinuria ay minana ng mga depekto sa metabolismo ng methionine at madalas na nangyayari sa 1 sa 160,000 mga bagong silang. Sa patolohiya na ito, halos 300 mg ng homocystine ay pinapalabas araw-araw kasama ang S-adenosyl methionine, na sinamahan ng pagtaas ng plasma methionine.

Ang pagbawas ng paggamit ng methionine at pagtaas ng cysteine ​​sa diyeta nang maaga sa buhay ay pinipigilan ang mga pagbabago sa pathological na sapilitan ng mga sakit na ito at pinapayagan ang normal na pag-unlad.

Sa kaso ng kakulangan sa methionine malabsorption, ang pinakamahalagang epekto ay nauugnay sa mga pagkabigo sa myelination ng mga nerve fibers ng central nervous system (CNS) na maaaring maiugnay sa isang tiyak na antas ng pag-iwas sa pag-iisip.

Mga Sanggunian

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, & Amin, GA (2018). Pagpapabuti ng Pag-unlad, Ang ilang mga Biochemical Aspect at Nagbunga ng Tatlong Cultivars ng Soybean Plant sa pamamagitan ng Methionine Paggamot Sa ilalim ng Kundisyon ng Sandy Lupa. International Journal of Environmental Research, 13, 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (ika-3 ed.). San Francisco, California: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Papel ng S-adenosyl-L-methionine sa paggamot ng depression: Isang pagsusuri ng katibayan. American Journal of Clinical Nutrisyon, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Isinalarawan na Biochemistry ng Harper (ika-28 ed.). McGraw-Hill Medikal.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Ang mga epekto ng Antioxidant ng α tocopherol, ascorbic acid at L-methionine sa lead na sapilitan na oxidative stress sa atay, kidney at utak sa mga daga. Toxicology, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biochemistry. Burlington, Massachusetts: Mga Publisher ng Neil Patterson.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Ang Methionine sa paggamot ng nitrous-oxide-sapilitan neuropathy at myeloneuropathy. Journal of Neurology, 239 (7), 401–403.