METHIONINE: ĐẶC ĐIỂM, CHỨC NĂNG, THỰC PHẨM, LỢI ÍCH - SINH HỌC - 2026

Các methionine (Met, M) được phân loại vào nhóm các axit amin không phân cực hoặc amin kỵ axit. Axit amin này chứa lưu huỳnh (S) trong chuỗi bên của nó có thể phản ứng với các nguyên tử kim loại hoặc với các nhóm electrophin.

Methionine được John Howard Mueller phát hiện vào thập kỷ thứ hai của thế kỷ 20. Mueller đã phân lập methionine từ casein, một loại protein mà ông sử dụng để nuôi cấy vi khuẩn liên cầu tan máu.

Cấu trúc hóa học của axit amin Methionine (Nguồn: Hbf878 qua Wikimedia Commons)

Tên "methionine" là tên viết tắt của tên hóa học của axit amin này: axit γ-methylthiol-α-aminobutyric, và được giới thiệu bởi S. Odake vào năm 1925.

Nó là một axit amin thiết yếu cho động vật có vú và có thể tham gia vào con đường tổng hợp cysteine, một axit amin không thiết yếu, miễn là cơ thể thu được methionine từ chế độ ăn uống. Thực vật và vi khuẩn tổng hợp nó từ homocysteine, một dẫn xuất của cysteine ​​và homoserine.

Sự dị hóa của nó hàm ý một mặt là loại bỏ nitơ khỏi cấu trúc của nó và bài tiết nó dưới dạng urê, mặt khác là sự biến đổi chuỗi cacbon của nó thành succinyl CoA.

Cùng với valine và threonine, methionine được coi là một axit amin glucogenic, vì những axit amin này có thể chuyển đổi thành succinate và đi vào chu trình Krebs. Các axit amin glucogenic có khả năng tạo ra carbohydrate và do đó, glucose.

Có nhiều loại thực phẩm giàu methionine như cá ngừ, thịt, lòng trắng trứng, pho mát và các loại hạt.

Methionine cần thiết cho sự tổng hợp của nhiều loại protein, thực hiện các chức năng quan trọng trong quá trình chuyển hóa chất béo, chủ yếu cho cơ xương, và cũng tham gia như một chất chống oxy hóa.

Có rất nhiều rối loạn liên quan đến chuyển hóa methionine và lưu huỳnh có liên quan đến các bệnh lý với mức độ ảnh hưởng khác nhau đến sức khỏe. Một số gây ra sự tích tụ homocysteine, đi kèm với huyết khối, rối loạn hệ thần kinh trung ương (CNS), chậm phát triển hệ thống xương và tâm thần nghiêm trọng.

Một số khác, chẳng hạn như thiếu adenosyltransferase, là enzym đầu tiên hoạt động trong quá trình phân giải methionine, dẫn đến sự tích tụ của methionine, một bệnh lý tương đối lành tính được kiểm soát bằng cách hạn chế thực phẩm giàu methionine trong chế độ ăn uống.

nét đặc trưng

Methionine là một axit amin thiết yếu không được sản xuất bởi cơ thể con người hoặc nhiều loại. Đây là một chất chống oxy hóa tuyệt vời và là nguồn cung cấp lưu huỳnh cho cơ thể chúng ta.

Nhu cầu methionine hàng ngày đối với trẻ sơ sinh là 45 mg / ngày, ở trẻ em là 800 mg / ngày và ở người lớn là từ 350 đến 1.100 mg / ngày.

Methionine là một trong những nguồn cung cấp lưu huỳnh chính trong cơ thể; lưu huỳnh là thành phần cơ bản của một số vitamin như thiamine hay vitamin B1, của một số hormone như glucagon, insulin và một số hormone tuyến yên.

Nó có trong keratin, một loại protein có trong da, móng tay và tóc, đồng thời cũng rất quan trọng đối với sự tổng hợp collagen và creatine. Do đó, methionine, là nguồn gốc của lưu huỳnh, có liên quan đến tất cả các chức năng của lưu huỳnh hoặc các chất hữu cơ chứa nó.

Kết cấu

Công thức hóa học của methionine là HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 và công thức phân tử của nó là C5H11NO2S. Nó là một axit amin thiết yếu kỵ nước, được phân loại trong nhóm axit amin bất cực.

Nó có một cacbon α gắn với một nhóm amin (-NH2), một nhóm cacboxyl (-COOH), một nguyên tử hydro và một chuỗi bên (-R) có chứa lưu huỳnh và được cấu tạo như sau: -CH2 -CH2-S-CH3.

Tất cả các axit amin, ngoại trừ glycine, đều có thể tồn tại dưới dạng đồng phân đối quang ở dạng L hoặc D, vì vậy L-methionine và D-methionine có thể tồn tại. Tuy nhiên, chỉ có L-methionine được tìm thấy trong cấu trúc của protein tế bào.

Axit amin này có hằng số phân ly pK 1 là 2,28 và pK2 là 9,21 và điểm đẳng điện là 5,8.

Đặc trưng

Methionine là một axit amin thiết yếu để tổng hợp nhiều protein, trong số đó có một số hormone, protein cấu tạo của da, tóc và móng tay, v.v.

Nó được sử dụng như một chất thư giãn tự nhiên để ngủ và rất quan trọng đối với tình trạng tốt của móng tay, da và tóc. Nó ngăn ngừa một số bệnh về gan và tim; ngăn ngừa sự tích tụ chất béo trong động mạch và cần thiết cho quá trình tổng hợp cysteine ​​và taurine.

Nó ủng hộ việc sử dụng chất béo làm năng lượng và can thiệp vào việc vận chuyển và sử dụng chúng, đặc biệt là trong cơ xương, đó là lý do tại sao nó rất quan trọng đối với việc tập luyện cơ bắp.

Làm giảm mức độ histamine. Nó là một chất chống oxy hóa tự nhiên, vì nó giúp giảm các gốc tự do. Nó cũng có đặc tính chống trầm cảm và giải lo âu.

Một ứng dụng gần đây khác của methionine làm “máy đo bức xạ” cho nghiên cứu hình ảnh trong chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) trong lĩnh vực ung thư học thần kinh.

Nó cũng được sử dụng rộng rãi như một chất điều khiển vô tuyến cho u thần kinh đệm, cả trong quá trình lập kế hoạch phẫu thuật nhổ răng, cũng như để theo dõi phản ứng với điều trị và đánh giá các đợt tái phát.

Gần đây, việc sử dụng methionine đã được thử nghiệm hiệu quả để cải thiện sự phát triển của cây đậu tương.

Sinh tổng hợp

Quá trình sinh tổng hợp methionine được George Barger người Anh và trợ lý Frederick Philip Coine mô tả và công bố vào năm 1931.

Vi khuẩn và thực vật có thể tổng hợp methionine và cysteine, tuy nhiên, hầu hết động vật thu được methionine từ chế độ ăn và cysteine ​​từ con đường sinh tổng hợp bắt đầu từ methionine làm chất nền ban đầu (chúng cũng thu nhận cysteine ​​từ thức ăn được tiêu thụ trong chế độ ăn uống).

Con đường sinh tổng hợp

Thực vật và vi khuẩn sử dụng cysteine ​​làm nguồn cung cấp lưu huỳnh và homoserine như một nguồn cung cấp khung carbon để tổng hợp methionine. Homoserine được tổng hợp từ aspartate thông qua ba phản ứng enzym:

(1) Aspartate được chuyển đổi thành β-aspartyl phosphate nhờ một enzyme aspartate kinase, sau đó (2) nó được chuyển đổi thành aspartic β-semialdehyde, (3) nhờ tác động của homoserine dehydrogenase tạo ra homoserine.

Bước đầu tiên trong quá trình tổng hợp methionine là phản ứng của homoserine với succinyl-CoA để tạo thành O-succinyl homoserine. Trong phản ứng này, succinyl-CoA bị phân cắt, giải phóng phần CoA và liên kết succinat với homoserine.

Trong con đường sinh tổng hợp, bước điều chỉnh hoặc kiểm soát là phản ứng enzym đầu tiên này, vì methionine, là sản phẩm cuối cùng, sẽ ức chế enzym homoserine succinyl transferase.

Bước thứ hai trong quá trình tổng hợp là phản ứng của O-succinyl homoserine với cysteine, được xúc tác bởi enzyme cystathionine γ-synthetase, tạo ra cystathionine.

Phản ứng thứ ba trong con đường này được xúc tác bởi β-cystathionine, phân cắt cystathiotin để lưu huỳnh được gắn vào chuỗi bên bốn carbon có nguồn gốc từ homoserine. Kết quả của phản ứng này là sự hình thành homocysteine ​​và giải phóng 1 pyruvate và 1 ion NH4 +.

Phản ứng cuối cùng được xúc tác bởi homocysteine ​​methyltransferase, có homocysteine ​​làm chất nền và cùng với coenzyme methylcobalamin (có nguồn gốc từ vitamin B12 (cyanocobalamin)) chuyển một nhóm metyl từ 5-methyltetrahydrofolate thành nhóm sulfhydryl của homocysteine ​​và cho nguồn gốc của methionine.

Trong phản ứng này, một tetrahydrofolate vẫn tự do.

suy thoái

Methionine, isoleucine và valine được dị hóa thành succinyl-CoA. Ba phần năm số nguyên tử cacbon trong methionin tạo thành succinyl-CoA, nguyên tử cacbon cacboxyl tạo thành CO2, và nhóm metyl của methionin bị loại bỏ như vậy.

Bước đầu tiên trong quá trình phân hủy methionine liên quan đến sự ngưng tụ của L-methionine với ATP bằng L-methionine adenosyl transferase làm phát sinh S-adenosyl-L-methionine, còn được gọi là "methionine hoạt động".

Nhóm S-methyl được chuyển đến các chất nhận khác nhau và do đó S-adenosyl-L-homocysteine ​​được hình thành, nhóm này mất đi một adenosine thông qua quá trình thủy phân và trở thành L-homocysteine. Homocysteine ​​sau đó liên kết với serine để tạo thành cystathionine. Phản ứng này được xúc tác bởi cystathionine β-synthetase.

Cystathionine thủy phân và tạo ra L-homoserine và cysteine. Đây là cách homocysteine ​​tạo ra homoserine và serine tạo ra cysteine, vì vậy phản ứng này là phổ biến cho quá trình sinh tổng hợp cysteine ​​từ serine.

Sau đó, deaminase homoserine chuyển homoserine thành α-ketobutyrate, giải phóng NH4. Α-ketobutyrat, với sự có mặt của CoA-SH và NAD +, tạo thành propionyl-CoA, sau đó được chuyển thành metylmalonyl-CoA và chất này được chuyển thành succinyl-CoA.

Bằng cách này, một phần của chuỗi carbon methionine kết thúc tạo thành chất nền gluconeogenic, succinyl-CoA, chất này sau đó có thể được tích hợp vào quá trình tổng hợp glucose; chính vì lý do này mà methionine được coi là một axit amin glucogenic.

Một con đường thay thế để phân hủy methionine là sử dụng nó như một chất nền năng lượng.

Nitơ của methionine, giống như của tất cả các axit amin, bị loại bỏ khỏi α-carbon bằng cách chuyển hóa, và nhóm α-amino này cuối cùng được chuyển thành L-glutamate. Bằng cách khử oxy hóa, nitơ này đi vào chu trình urê và được thải trừ qua nước tiểu.

Thực phẩm giàu methionine

Thực phẩm giàu methionine bao gồm:

- Lòng trắng trứng gà.

- Các dẫn xuất từ ​​sữa như pho mát chín, pho mát kem và sữa chua.

- Cá, đặc biệt là cá xanh như cá ngừ hoặc cá kiếm.

- Cua, tôm hùm và tôm là những nguồn cung cấp methionine quan trọng.

- Thịt lợn, thịt bò, thịt gà.

- Quả óc chó và các loại trái cây khô khác rất giàu methionine và là chất thay thế protein cho người ăn chay và ăn chay trường.

- Hạt mè, bí đỏ và hạt dẻ cười.

Nó cũng được tìm thấy trong đậu đen và trắng, đậu nành, ngô và các loại rau lá xanh như củ cải xanh, rau bina và cải Thụy Sĩ. Bông cải xanh, bí xanh và bí rất giàu methionine.

Lợi ích của nó

Là một axit amin thiết yếu, lượng hấp thụ của nó là cần thiết để thực hiện tất cả các chức năng mà nó tham gia. Bằng cách thúc đẩy quá trình vận chuyển chất béo để sử dụng làm nhiên liệu năng lượng, methionine bảo vệ gan và động mạch chống lại sự tích tụ chất béo.

Ăn nó có lợi cho việc bảo vệ cơ thể chống lại các tình trạng như gan nhiễm mỡ và xơ vữa động mạch.

Methionine đã được chứng minh là có hiệu quả trong điều trị một số trường hợp nặng bệnh lý tủy xương do nitric oxide gây ra và bệnh thiếu máu tế bào macro không đáp ứng với điều trị bằng vitamin B12.

Việc sử dụng S-adenosyl-L-methionine (SAM) có hiệu quả như một phương pháp điều trị tự nhiên và thay thế cho bệnh trầm cảm. Điều này là do thực tế SAM là một nhà tài trợ nhóm methyl có liên quan đến việc tổng hợp các chất dẫn truyền thần kinh khác nhau có đặc tính chống trầm cảm trong não.

Stress oxy hóa, ít nhất là một phần, gây ra tổn thương cho các cơ quan khác nhau, bao gồm gan, thận và não. Việc sử dụng các chất chống oxy hóa như methionine đã được coi là có tác dụng ngăn ngừa và khắc phục những tổn thương do stress oxy hóa gây ra.

Rối loạn thiếu hụt

Có một số bệnh lý liên quan đến sự chuyển hóa của methionine, liên quan đến sự hấp thụ của nó ở ruột, dẫn đến sự tích tụ của một số chất chuyển hóa hoặc sự thiếu hụt axit amin.

Trong trường hợp rối loạn chuyển hóa methionine, phổ biến nhất là cái gọi là homocystin niệu, là loại I, II, III và IV:

Chứng homocystin niệu loại I là do thiếu hụt cystathionine β-synthetase và có liên quan đến các triệu chứng lâm sàng tương tự như huyết khối, loãng xương, lệch thủy tinh thể và thường xuyên chậm phát triển trí tuệ.

Chứng homocystin niệu loại II là do thiếu hụt men khử N5N10-methylenetetrahydrofolate. Homocystin niệu loại III là do giảm N5-methyltetrahydrofolate-homocysteine ​​transmethylase, do thiếu hụt tổng hợp methylcobalamin.

Và cuối cùng, homocystin niệu loại IV có liên quan đến việc giảm N5-methyltetrahydrofolate-homocysteine ​​transmethylase do hấp thu cobalamin bị lỗi.

Homocystin niệu là dị tật di truyền trong chuyển hóa methionine và thường xảy ra ở 1 trong 160.000 trẻ sơ sinh. Trong bệnh lý này, khoảng 300 mg homocystine được bài tiết mỗi ngày cùng với S-adenosyl methionine, đi kèm với sự gia tăng methionine trong huyết tương.

Giảm lượng methionine và tăng cysteine ​​trong chế độ ăn uống khi còn nhỏ sẽ ngăn ngừa những thay đổi bệnh lý do những bệnh này gây ra và cho phép trẻ phát triển bình thường.

Trong trường hợp thiếu hấp thu methionine, những ảnh hưởng quan trọng nhất liên quan đến sự thất bại trong quá trình myelin hóa các sợi thần kinh của hệ thần kinh trung ương (CNS) có thể liên quan đến chậm phát triển trí tuệ ở một mức độ nhất định.

Người giới thiệu

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO và Amin, GA (2018). Cải thiện sự tăng trưởng, một số khía cạnh sinh hóa và năng suất của ba loại giống cây đậu nành bằng cách xử lý Methionine trong điều kiện đất cát. Tạp chí Nghiên cứu Môi trường Quốc tế, 13, 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Hóa sinh (xuất bản lần thứ 3). San Francisco, California: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Vai trò của S-adenosyl-L-methionine trong điều trị trầm cảm: Đánh giá các bằng chứng. Tạp chí Dinh dưỡng Lâm sàng Hoa Kỳ, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Hóa sinh minh họa của Harper (ấn bản thứ 28). McGraw-Hill y tế.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Tác dụng chống oxy hóa của α tocopherol, axit ascorbic và L-methionine đối với stress oxy hóa do chì gây ra đối với gan, thận và não ở chuột. Độc chất học, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Hóa sinh. Burlington, Massachusetts: Nhà xuất bản Neil Patterson.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Methionin trong điều trị bệnh thần kinh do nitơ oxit và bệnh lý tủy xương. Tạp chí Thần kinh học, 239 (7), 401–403.