AXIT METYLMALONIC: CẤU TẠO, TÍNH CHẤT, TỔNG HỢP, CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các acid methylmaloic là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là C ₄ H ₆ O ₄ hoặc HOOC-CH (CH ₃ ) COOH. Nó là một axit dicarboxylic còn được gọi là axit 2-metylpropanedioic. Nó được tìm thấy trong cơ thể con người vì nó là một dẫn xuất của quá trình trao đổi chất.

Axit metylmalonic là chất trung gian trong quá trình chuyển hóa chất béo và protein. Sự biến đổi của nó trong cơ thể thành một hợp chất khác phụ thuộc vào sự hiện diện của một loại enzym có nguồn gốc từ cobalamin hoặc vitamin B12.

Tế bào người được hình dung qua kính hiển vi huỳnh quang. Trong tế bào chất của nó, axit metylmalonic được hình thành. Xanh hơi xanh: lõi. Màu đỏ: Màng. Marc Vidal. Nguồn: Wikimedia Commons.

Khi nồng độ của nó trong huyết thanh đạt đến giá trị cao, các vấn đề như thiếu hụt vitamin B12 hoặc thiếu hụt di truyền của một số enzym được nghi ngờ. Vì lý do này, công dụng phù hợp nhất của nó là để xác định sự thiếu hụt vitamin B12.

Mức độ cao của axit methylmalonic có thể gây ra các vấn đề với hệ thần kinh và thận. Nếu nồng độ cao quá mức, một chứng rối loạn chuyển hóa gọi là axit niệu sẽ xảy ra mà người ta vẫn chưa tìm ra loại thuốc điều trị vì nó chỉ được kiểm soát ở một mức độ nhất định.

Tuy nhiên, các nhà khoa học y tế đang nghiên cứu phương pháp mới để điều trị chứng tiểu chua do axit metylmalonic gây ra.

Kết cấu

Axit metylmalonic được tạo thành bởi một chuỗi chính của 3 nguyên tử trong đó nguyên tử ở trung tâm gắn một nhóm metyl -CH ₃ và các nguyên tử cuối thuộc nhóm -COOH. Do đó nó là một axit dicacboxylic.

Cấu tạo của phân tử axit malonic hoặc axit 2-metylpropanedioic. Fvasconcellos 18:59, ngày 26 tháng 5 năm 2007 (UTC). Nguồn: Wikimedia Commons.

Danh pháp

- Axit metylmalonic

- Axit 2-metylpropanedioic

- Axit 1,1-etanedicacboxylic

- MMA (Axit MethylMalonic)

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn.

Trọng lượng phân tử

118,09 g / mol

Độ nóng chảy

135 ºC

Độ hòa tan

Trong nước: 679,0 mg / mL

Hằng số phân ly

pK _a = 3,12 (ở 20 ° C)

Vị trí trong tự nhiên

Nó là một chất chuyển hóa của con người. Điều đó có nghĩa là nó được hình thành trong quá trình trao đổi chất nhất định, đặc biệt là từ chất béo và protein. Nó được phân lập từ nước tiểu người lần đầu tiên vào năm 1957. Nó nằm chủ yếu trong tế bào chất của thận và gan.

Nồng độ của nó trên giá trị bình thường có liên quan đến nhiều bệnh, chẳng hạn như thiếu vitamin B12 hoặc kém hấp thu cobalamin, thiếu hụt một số enzym như mutase, fumarase, trong số những loại khác, có thể do khiếm khuyết di truyền.

Việc phát hiện sớm sự cân bằng âm tính của cobalamin trong sinh vật được thực hiện bằng cách xác định sự gia tăng của axit metylmalonic trong huyết thanh. Nói cách khác, khi thiếu vitamin B12, nồng độ MMA trong huyết thanh sẽ tăng lên.

MMA can thiệp vào quá trình sản xuất năng lượng trong ty thể bằng cách ức chế succinate dehydrogenase, một phức hợp protein vận chuyển điện tử.

Ti thể, một nơi trong tế bào nơi axit malonic có thể can thiệp vào quá trình trao đổi chất bình thường. Louisa Howard. Nguồn: Wikimedia Commons.

Do đó, MMA cao có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Tác dụng tiêu cực của nó đối với hệ thần kinh và thận đã được báo cáo. Mặt khác, dư thừa rất nhiều MMA gây ra axit niệu.

Đào tạo trong cơ thể con người

MMA được tìm thấy trong cơ thể như một phần của coenzyme L-methylmalonyl-CoA. Khi có sự cố của enzyme L-methylmalonyl-CoA-mutase, MMA được hình thành.

Enzyme L-methylmalonyl-CoA-mutase yêu cầu adenosyl-cobalamin, một coenzyme của vitamin B-12, xúc tác quá trình đồng phân hóa thuận nghịch của L-methylmalonyl-CoA thành succinyl-CoA. Do đó, khi không có đủ adenosyl-cobalamin, sẽ thu được MMA dư thừa.

Lượng MMA bình thường trong huyết thanh người

Theo các nghiên cứu được thực hiện ở Mỹ, chủng tộc hoặc dân tộc của người đó ảnh hưởng đến hàm lượng bình thường của MMA trong huyết thanh.

Phòng thí nghiệm phân tích máu. Tác giả: Darko Stojanovic. Nguồn: Pixabay.

Người da trắng không phải gốc Tây Ban Nha có nồng độ MMA trong huyết thanh cao hơn đáng kể so với người gốc Tây Ban Nha-Mexico và người gốc Phi không phải gốc Tây Ban Nha, những người sau này có nồng độ MMA trong huyết thanh thấp nhất. Người ta cũng thấy rằng tuổi của một người ảnh hưởng đến trình độ MMA.

Nồng độ MMA bắt đầu tăng sau tuổi 40 và tiếp tục tăng theo độ tuổi. Sau 70 tuổi, nó tăng mạnh.

Sau này có thể là do chức năng thận bị suy giảm. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu MMA dư thừa có gây hại cho thận hay tổn thương thận vì những lý do khác gây ra sự gia tăng MMA.

Bệnh liên quan đến nồng độ axit metylmalonic cao

Sự hiện diện của nồng độ MMA rất cao gây ra một rối loạn chuyển hóa được gọi là axit niệu hoặc MMA axit máu.

Nó được thúc đẩy bởi sự thiếu hụt một phần hoặc toàn bộ enzyme methylmalonyl-CoA-mutase, là một loại enzyme ty thể phụ thuộc vào vitamin B12, can thiệp vào bước cuối cùng của quá trình oxy hóa valine, isoleucine và axit béo.

Không có liệu pháp điều trị được chấp thuận cho bệnh này. Việc quản lý nó được giảm xuống để giảm lượng protein, bổ sung carnitine và cofactor và theo dõi y tế.

Tuy nhiên, một liệu pháp khả thi đã được phát triển bao gồm tiêm tĩnh mạch RNA thông tin được đóng gói trong các hạt nano lipid có thể phân hủy sinh học.

Tác giả: frolicsomepl. Nguồn: Pixabay.

RNA thông tin đã nói mã hóa sự hình thành của enzyme methylmalonyl-CoA-mutase, dẫn đến giảm MMA trong huyết tương.

Tổng hợp

Một trong những quá trình tổng hợp axit metylmalonic trong phòng thí nghiệm đã thu hút sự chú ý là phản ứng của kali acrylat với kali tetracacbonylhydruroferrat trong 4 giờ ở 70ºC trong môi trường khí CO.

Phản ứng có tính xúc tác và khả năng tái sản xuất cao, ở điều kiện nhẹ và năng suất lớn hơn 95% là nổi bật. Đây là hydrocacboxyl hóa axit acrylic đầu tiên tạo ra MMA.

Sử dụng như một dấu hiệu sinh học cho sự thiếu hụt vitamin B12 hoặc cobalamin

Nồng độ MMA cao trong huyết thanh có liên quan đến sự thiếu hụt vitamin B12. Người ta ước tính rằng nồng độ MMA tăng trong huyết thanh trước khi sự giảm cobalamin được phát hiện trong huyết thanh hoặc gây ra tổn thương cho cơ thể.

Trong các nghiên cứu về người ăn chay trường và người ăn chay lacto-ovo, MMA huyết thanh đã được sử dụng để xác định sự thiếu hụt vitamin B12.

Xét nghiệm máu người. Nguồn: Pixabay.

Một số nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng điều trị metformin ở bệnh nhân tiểu đường loại 2 có liên quan đến sự gia tăng nồng độ MMA trong huyết thanh. Tác dụng này tăng lên theo thời gian điều trị bằng metformin và có liên quan đến việc giảm nồng độ vitamin B12 ở những bệnh nhân này.

Ngoài ra, MMA đã được thử nghiệm để xác định sự thiếu hụt vitamin B12 ở bệnh nhân ung thư và cả ở phụ nữ mang thai.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác cho rằng tính hữu ích của nồng độ MMA trong huyết thanh trong việc xác định tình trạng thiếu vitamin B12 bị hạn chế ở những bệnh nhân có chức năng thận bình thường và ở những người còn rất trẻ.

Người giới thiệu

1. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Axit metylmalonic. Đã khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. và Kafai, MR (2018). Giá trị tham chiếu dân số cho nồng độ axit metylmalonic trong huyết thanh và mối quan hệ của nó với tuổi tác, giới tính, chủng tộc - dân tộc, việc sử dụng bổ sung, chức năng thận và vitamin B12 huyết thanh trong quá trình tăng cường axit folic. Chất dinh dưỡng 2018, 10 (1): 74. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Mức độ axit methylmalonic và mối liên quan của chúng với việc bổ sung Cobalamin ở người ăn chay Tây Ban Nha. Thực phẩm Thực vật cho Dinh dưỡng Con người 2018, 73 (3): 166-171. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
4. Ngoài ra, M. và cộng sự. (2018). Điều trị dài hạn với metformin ở bệnh tiểu đường loại 2 và axit methylmalonic: Phân tích Post Hoc của một thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng 4,3 năm. Tạp chí Bệnh tiểu đường và các biến chứng của nó. Tập 32, Số 2, Tháng 2/2018, Trang 171-178. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
5. An, D. và cộng sự. (2017). Liệu pháp RNA Messenger có hệ thống như một phương pháp điều trị chứng tăng axit Methylmalonic. Báo cáo di động 2017, 21 (12), 3548-3558. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
6. Vashi, P. và cộng sự. (2016). Axit methylmalonic và Homocysteine ​​là chỉ số của sự thiếu hụt vitamin B-12 trong bệnh ung thư. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. và cộng sự. (2016). Một nghiên cứu tiềm năng về Methylmalonic và Homocysteine ​​trong huyết thanh ở phụ nữ có thai. Chất dinh dưỡng 2016, 8 (12): 797. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. và Passelaigue, E. (1990). Chế độ hoàn toàn chọn lọc Carbonyl hóa xúc tác của các dẫn xuất acrylic: Tổng hợp axit metylmalonic bằng sắt Pentacarbonyl xúc tác hydrocacboxyl hóa axit acrylic. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.