Метіонін - біологія
помірний у воді: 48 г л −1 (20 ° C) [4]
Метіонін, скорочено Мід або М., у своїй природній L-формі є найважливішим протеїногенним, що містить сірку α-амінокислота.
характеристики
Окрім цистеїну, метіонін є єдиною сірковмісною протеїногенною амінокислотою. Тіоефірна група робить її менш реакційноздатною, ніж цистеїн, атом сірки якого є частиною тіолової групи (меркапто-групи). Метіонін лежить переважно як внутрішня сіль або цвіттеріон, утворення якого можна пояснити тим, що протон карбоксильної групи мігрує до самотньої пари електронів на атомі азоту аміногрупи:
Цвіттеріон не мігрує в електричному полі, оскільки в цілому він не заряджається. Власне кажучи, це має місце в ізоелектричній точці (ІЕП), яка для метіоніну дорівнює рН 5,74. При цьому значенні рН метіонін також має найнижчу розчинність у воді.
Метіонін є метаболічним постачальником метильних груп (-CH3) z. Б. для біосинтезу холіну, креатину, адреналіну, карнітину, нуклеїнових кислот, гістидину, таурину та глутатіону (трансметилювання). Метаболічно активною формою метіоніну є S-аденозилметионін.
- Обсяг Ван дер Ваальса: 124
- Ступінь гідрофобності: 1.9
Виникнення
Метіонін міститься в білках всього живого. Оскільки людський організм не може сам виробляти цю амінокислоту, він залежить від її надходження в їжу. Наступні приклади вмісту метіоніну стосуються 100 г їжі, а також наведено відсоток загального білка: [6]
| Яловичина, сира | 21,26 г. | 0 554 мг | 2,6% |
| Філе курячої грудки, сире | 21,23 г. | 0 552 мг | 2,6% |
| Лосось, сирий | 20,42 г. | 0 626 мг | 3,1% |
| Куряче яйце | 12,57 г. | 0 380 мг | 3,0% |
| Коров’яче молоко, 3,7% жиру | 0 3,28 г. | 0 0 82 мг | 2,5% |
| Насіння кунжуту | 17,73 г. | 0 586 мг | 3,3% |
| Бразильські горіхи | 14,32 г. | 1008 мг | 7,0% |
| Волоські горіхи | 15,23 г. | 0 236 мг | 1,5% |
| Цільно-пшеничне борошно | 13,70 г. | 0 212 мг | 1,5% |
| Борошно кукурудзяне цільнозернове | 0 6,93 г. | 0 145 мг | 2,1% |
| Рис, неочищений | 0 7,94 г. | 0 179 мг | 2,3% |
| Соя, сушена | 36,49 г. | 0 547 мг | 1,5% |
| Горох, сушений | 24,55 г. | 0 251 мг | 1,0% |
Всі ці продукти містять майже виключно хімічно зв’язаний L-метіонін як білковий компонент, але відсутність вільного L-метіоніну.
вимога
В організмі метіонін використовується, серед іншого, для отримання несуттєвої, також сірковмісної протеїногенної амінокислоти цистеїну. За відсутності в раціоні цистеїну середня потреба метіоніну у здорових дорослих становить близько 13-16 мг на кілограм маси тіла на день. Щоденна кількість, достатня майже для кожної здорової дорослої людини (RDA), оцінюється у 21 мг на кілограм ваги. Іноді цю кількість також називають загальною потребою в сірковмісних амінокислотах. (Однак, правильно, одиницею виміру повинні бути обрані не грами, а родимки, оскільки молярна маса метіоніну та цистеїну помітно відрізняється.) Ступінь, до якої цистеїн може замінити метіонін, ще недостатньо з'ясована у людей і, схоже, дуже залежить від умов випробування. Показники середньої потреби метіоніну, коли дієта містить надлишок цистеїну, коливаються від 5 до 13 мг на кілограм маси тіла для здорових дорослих. [7] [8]
біохімія
Функції, відновлення
Метіонін не може синтезуватися людиною чи багатьма тваринами, але його слід вживати з їжею. У контексті трансляції, завдяки рівномірному стартовому кодону AUG, синтез білка завжди починається з метіоніну, який є першою амінокислотою на -Це кінець у кожному білку, який виникає у всіх живих клітинах. Однак пізніше перший метіонін часто відокремлюють або модифікують, наприклад Б. шляхом ацетилювання або формилювання (переважно у бактерій) аміногрупи.
Метіонін, не потрібний для синтезу білка, може бути пов'язаний з АТФ С.-Застосовується аденозилметионін (SAM), який є важливим донором метильної групи в більшості організмів. Після вивільнення метильної групи вона утворюється С.-Аденозил гомоцистеїн (SAH), який з часом перетворюється в гомоцистеїн і з якого відновлюється метіонін.
SAM і, таким чином, також метіонін все ще залишаються вихідним матеріалом для синтезу поліамінів, але метіонін може бути виділений із побічного продукту метилтіоаденозину - так званого метаболічного шляху метіоніну. [9]
Розщеплення надлишку метіоніну
Метіонін безповоротно розщеплюється лише за умови надлишку. У цьому випадку можуть бути активовані два можливі шляхи метаболізму: з одного боку, перетворення в цистеїн за допомогою SAM та гомоцистеїну - розпад надлишку цистеїну до сульфату та таурину добре вивчений; з іншого боку, деградація також може відбуватися шляхом трансамінування - це змінює рівновагу в останній реакції шляху порятунку метіоніну, а метіонін утворює 5′-метилтіо-3-кетобутаноат (MOB), який є дегідрогеназою за допомогою розгалуженої кетокислоти ферментів а коротколанцюгова ацил-КоА-дегідрогеназа далі переробляється в метилтіопропіоніл-КоА, з якої виробляється метантіол, який частково виводиться у вигляді СО2 та сульфату і частково використовується в печінці в циклі ТГФ. [9]
Цей запобіжний клапан у разі надлишку сірки може, звичайно, працювати лише до певної межі без побічних ефектів. Давніші дослідження показали ацидоз у щойно відлучених щурів (метіонін 600 мг/добу); печінкова кома у собак, одночасно підданих підвищеному рівню амонію; і навіть смерть у овець, які отримували велику кількість рацемату у своїх стравах (24 г/день). [10] [11] [12]
Виходячи з припущення, що підвищений рівень SAM може спричинити підвищений рівень метилювання ДНК, Amaral та інші досліджували, чи мають щури з підвищеним споживанням метіоніну (2% у раціоні протягом 6 тижнів) нестабільну ДНК або метилювання гена p53 проте жоден із цих ефектів. Дієта, навпаки, поповнила знижений рівень глутатіону в нирках, який раніше був штучно викликаний. Це показує, що надлишок метіоніну спочатку приносить користь цистеїновому пулу до виведення сульфату. [13]
Хімічний синтез
Медичне використання
Коли надлишок метіоніну метаболізується, сірка, що міститься в речовині, окислюється до сірчаної кислоти і виводиться через нирки, роблячи сечу кислою. Механізм закислення сечі може підтримувати загоєння деяких захворювань. L-метіонін застосовується терапевтично для:
- Оптимізація ефекту антибіотиків з оптимальним впливом на кислу сечу (рН 4-6): z. Б. ампіцилін, карбеніцилін, налідиксинова кислота, нітрофурани
- Уникнення утворення нових каменів у нирках (з фосфатними каменями, такими як струвіт, карбонатний апатит, брушит)
- Пригнічення росту бактерій при циститі
- Компонент інфузійних розчинів для парентерального харчування. [14]
У діагностиці це показано у вигляді 11 С-С.-Метил-L-метіонін, що використовується як радіофармацевтичний препарат для візуалізації пухлин головного мозку при позитронно-емісійній томографії.
Застосування в харчуванні тварин
DL-метіонін (тобто рацемат) використовується для доповнення (підживлення) корму. Харчова цінність кормів для курей підвищується додаванням невеликих кількостей DL-метіоніну. Це приносить особливу економічну вигоду, якщо природні кормові інгредієнти мають недостатній вміст сірковмісних амінокислот (цистеїн/цистин та метіонін). Для цього використовується на сьогодні найбільша кількість синтетичного метіоніну (> 400 000 т на рік).
Застосування в хімії
Метильна група метіоніну відокремлюється нагріванням метіоніну з водною гідробіовою кислотою. При випаровуванні гідройодид гомоцистеїн-тіолактону утворюється у вигляді продукту циклізації з виведенням води. [15]