ALPHA-KETOGLUTARATE: THUỘC TÍNH, CHỨC NĂNG VÀ ỨNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các alpha - ketoglutarate là một muối hữu cơ được sản xuất từ phân ly của axit-ketoglutaric. Nó là một hợp chất được sử dụng trong y tế và cũng có trong tế bào nhân thực và nhân sơ, tạo thành một phần của chu trình Krebs (axit xitric hoặc axit tricarboxylic).

Chu trình này có tầm quan trọng lớn về mặt sinh học, vì nó hoạt động như một trung gian giữa quá trình đường phân và chuỗi vận chuyển điện tử, đến lượt nó, liên quan đến quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, một quá trình chịu trách nhiệm sản xuất ATP trong quá trình trao đổi chất.

Công thức cấu tạo của anion alpha-ketoglutarate. Hai điện tích âm của nó phải được cân bằng bởi sự có mặt của các cation, tạo ra một muối. Nguồn: NEUROtiker / Public domain

Alpha-ketoglutarate được tiêm tĩnh mạch để ngăn ngừa chấn thương tim trong quá trình phẫu thuật tim, liên quan đến các vấn đề về lưu lượng máu. Nó cũng được sử dụng để ngăn ngừa thoái hóa cơ do hậu quả của phẫu thuật hoặc chấn thương.

Nó được sử dụng trong sản xuất thuốc điều trị bệnh thận, rối loạn đường ruột và dạ dày, cũng như cho nhiều bệnh; tuy nhiên, bằng chứng khoa học cho những công dụng này còn yếu và ít ỏi.

Muối này thực hiện nhiều chức năng, bao gồm cả việc tạo ra các axit amin, chẳng hạn như proline, glutamine và axit glutamic. Nó cũng can thiệp vào các quá trình miễn dịch và cải thiện cấu trúc và chức năng của hệ thống xương.

Tính chất

Xuất hiện

Bột màu trắng hoặc bột màu vàng kết tinh.

Từ đồng nghĩa

α-ketoglutarate, 2-oxoglutarate và 2-ketoglutarate.

Tên ưu tiên của IUPAC: 2-oxo-pentanedioate.

Khối lượng phân tử

144,08 g / mol

Công thức phân tử

C ₅ H ₄ O ₅ ^2-

Lưu ý rằng nó là một anion, phải đi kèm với một cation để cân bằng điện tích âm của nó; có thể là Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ hoặc những chất khác.

Khả năng hòa tan trong nước

56,5 g / L

Độ nóng chảy

113 - 115 ºC

Điểm sôi

Nó phân hủy trước khi đun sôi.

Đặc trưng

chu trình Krebs

Alpha-ketoglutarate là một hợp chất nằm trong chu trình Krebs. Nó được hình thành từ hoạt động của enzyme isocitrate dehydrogenase trên isocitrate với việc tạo ra NADH và CO ₂ . Hơn nữa, alpha-ketoglutarate là nơi kết hợp vào chu trình Krebs của axit glutamic, một axit amin.

Axit glutamic được chuyển hóa thành alpha-ketoglutarate, đây là một cách để tránh sự cạn kiệt của các thành phần của chu trình Krebs. Các con đường thực hiện chức năng này được gọi là anaplerotic. Sau đó, alpha-ketoglutarate được chuyển đổi thành succinyl CoA.

Alpha-ketoglutarate là yếu tố quyết định tốc độ của chu trình Krebs và tham gia vào một số con đường trao đổi chất. Nó cũng là một nguồn năng lượng cho chức năng của tế bào, giống như nó xảy ra với các tế bào ruột.

Tổng hợp axit amin

Alpha-ketoglutarate tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào việc hình thành các axit amin khác nhau. Khi có mặt trong chế độ ăn, nó được chuyển đổi trong các tế bào ruột (tế bào ruột) thành proline và leucine, cùng với các axit amin khác.

Alpha-ketoglutarate là nguồn tổng hợp glutamine và axit glutamic (glutamate); axit amin kích thích tổng hợp protein. Glutamate, một chất dẫn truyền trung tính, được giải phóng từ các đầu dây thần kinh trong mô xương và trong quá trình kết hợp amin thành alpha-ketoglutarate, tạo ra proline.

Proline là một axit amin quan trọng để tổng hợp collagen: một loại protein dạng sợi có rất nhiều ở động vật có vú và là một phần của da, xương, gân, sụn và răng.

Mặt khác, alpha-ketoglutarate chỉ đạo chuyển đổi proline thành hydroxyproline. Điều này gây ra sự biến đổi của procollagen thành collagen, và sự hình thành của chất nền xương.

Alpha-ketoglutarate kích hoạt prolidase, một loại enzyme có liên quan đến quá trình tái chế proline. Ngoài ra, nó ảnh hưởng đến mô xương thông qua hoạt động của glutamate và glutamine.

Các axit amin này kích hoạt sự tổng hợp các axit amin ornithine và arginine, kích thích tiết hormone tăng trưởng.

Vận chuyển nitơ

Alpha-ketoglutarate tham gia vào quá trình vận chuyển và loại bỏ nitơ do tế bào tạo ra. Các nhóm amin có trong axit amin được chuyển đến alpha-ketoglutarate bằng một quá trình chuyển hóa. Các nhóm amin này sau đó được chuyển đến gan.

Trong gan, chu trình urê xảy ra. Sau cùng và amoni (NH ₄ ⁺ ) là hình thức chính của sự bài tiết nitơ trong nước tiểu. Ngoài ra, alpha-ketoglutarate đóng một vai trò quan trọng trong việc giải độc nitơ não.

Tuổi thọ và tuổi thọ

Alpha-ketoglutarate sẽ hoạt động bằng cách tăng tuổi thọ ở sâu Caenorhabditis elegans, hoạt động đặc biệt trên phức hợp TOR (mục tiêu của rapamycin). Sự phức tạp này có liên quan đến các bệnh làm tăng tỷ lệ mắc bệnh trong giai đoạn tuổi già của con người.

Một dạng TORC1, có liên quan đến sự khởi phát của bệnh tiểu đường, bệnh tim và ung thư ở tuổi già. TORC1 đã được xác định là mối quan hệ giữa sự lão hóa của tế bào và sự phát sinh các bệnh này.

Alpha-ketoglutarate dường như đóng một vai trò trong việc ức chế phức hợp TOR, vì vậy nó sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng tuổi thọ ở người. Việc ức chế TORC1 ở người cao tuổi làm giảm tỷ lệ nhiễm trùng.

Chức năng chống oxy hóa

Alpha-ketoglutarate hoạt động như một chất chống oxy hóa, có thể phản ứng với hydrogen peroxide để tạo thành succinate, nước và carbon dioxide. Ngoài ra, nó có khả năng phản ứng với các thành phần khác của các loại oxy phản ứng (ROS).

Giảm căng thẳng oxy hóa, hoạt động như một nguồn năng lượng và chất chống oxy hóa trong tế bào động vật có vú. Nó cũng làm tăng khả năng chống oxy hóa bằng cách thúc đẩy quá trình tổng hợp glutamine.

Các ứng dụng

Ở động vật

Alpha-ketoglutarate được cung cấp cho gà tây, lợn và chuột, dẫn đến cải thiện chất lượng xương, có thể do tác động tích cực của việc tăng sản xuất glutamate, vì nó can thiệp vào quá trình điều hòa chuyển hóa xương.

Tương tự như vậy, tổng hợp collagen tăng lên, do cung cấp nhiều proline hơn. Động vật được điều trị bằng alpha-ketoglutarate cho thấy trọng lượng, chiều dài, mật độ xương, hàm lượng chất khoáng trong xương và độ đàn hồi của xương tăng lên.

Ở người

Alpha-ketoglutarate được cho là giúp tăng tổng hợp protein cơ ở bệnh nhân sau phẫu thuật, cũng như cải thiện chuyển hóa axit amin ở bệnh nhân lọc máu.

Các bác sĩ tiêm tĩnh mạch cho bệnh nhân trong quá trình phẫu thuật tim để ngăn ngừa chấn thương tim, và cũng để ngăn ngừa sự cố cơ sau phẫu thuật. Hợp chất này giúp sản xuất mô cơ và chữa lành vết thương.

Alpha-ketoglutarate đã được sử dụng cho các mục đích và điều kiện khác nhau ở người, chẳng hạn như để giúp chống lại nhiễm trùng do vi khuẩn, các vấn đề về gan, đục thủy tinh thể và cải thiện quá trình xử lý protein của bệnh nhân lọc máu. Nó cũng giúp cải thiện hiệu suất thể thao.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (Năm 2020). axit alpha-Ketoglutaric. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
2. Wu, N., Yang, M., Bò tót, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alpha-Ketoglutarate: Chức năng và Ứng dụng Sinh lý. Phân tử sinh học & phương pháp điều trị, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
3. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (Năm 2020). Alpha-Ketoglutarate. Cơ sở dữ liệu PubChem., CID = 164533. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. WebMD LLC. (2019). Alpha-ketoglutarate (AKG). Khôi phục từ: webmd.com
5. Shaojuan Liu và cộng sự. (2018). Chức năng chống oxy hóa của Alpha-Ketoglutarate và các ứng dụng của nó. doi.org/10.1155/2018/3408467
6. Barbara Beer và cộng sự. (2017). Kỹ thuật chuyển hóa in vitro để sản xuất α-ketoglutarate. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
7. Hiệp hội Hóa học Hoàng gia. (Năm 2020). Axit α-xetoglutaric. Phục hồi từ: chemspider.com