Гомоцистеин - Homocysteine

Гомоцистеин
Формула скелета
Шариковая модель
Имена
Название ИЮПАК
2-амино-4-сульфанилбутановая кислота
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.006.567 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
КЕГГ
UNII
  • InChI = 1S / C4H9NO2S / c5-3 (1-2-8) 4 (6) 7 / h3,8H, 1-2,5H2, (H, 6,7) проверитьY
    Ключ: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C4H9NO2S / c5-3 (1-2-8) 4 (6) 7 / h3,8H, 1-2,5H2, (H, 6,7)
    Ключ: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYAS
  • С (CS) С (С (= O) O) N
Характеристики
C 4 H 9 НЕТ 2 S
Молярная масса 135,18 г / моль
Появление Белый кристаллический порошок
Температура плавления 234–235 ° C (453–455 ° F, 507–508 К) (разлагается)
растворимый
журнал P -2,56
Кислотность (p K a ) 2,25
Опасности
Пиктограммы GHS GHS07: Вредно
Сигнальное слово GHS Предупреждение
H302
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гомоцистеин / ˌ ч м с ɪ ы т я н / не-протеиногенными α-аминокислота . Это гомолог аминокислоты цистеина , отличающийся дополнительным метиленовым мостиком (-CH 2 -). Он биосинтезируется из метионина путем удаления его концевой метильной группы C ε . В организме гомоцистеин может быть переработан в метионин или преобразован в цистеин с помощью определенных витаминов .

Высокий уровень гомоцистеина в крови ( гипергомоцистеинемия ) делает человека более предрасположенным к повреждению эндотелиальных клеток , что приводит к воспалению кровеносных сосудов, что, в свою очередь, может привести к атерогенезу , что может привести к ишемическому повреждению . Следовательно, гипергомоцистеинемия является возможным фактором риска ишемической болезни сердца . Ишемическая болезнь сердца возникает, когда атеросклеротическая бляшка блокирует кровоток в коронарных артериях , которые снабжают сердце насыщенной кислородом кровью.

Гипергомоцистеинемия коррелирует с возникновением тромбов, сердечных приступов и инсультов, хотя неясно, является ли гипергомоцистеинемия независимым фактором риска этих состояний. Гипергомоцистеинемия также связана с ранними самопроизвольными абортами и дефектами нервной трубки .

Состав

Цвиттерионная форма ( S ) -гомоцистеина (слева) и ( R ) -гомоцистеина (справа)

Гомоцистеин существует при нейтральных значениях pH в виде цвиттериона .

Биосинтез и биохимические роли

Две основные биохимические роли гомоцистеина - (Гомоцистеин показан в левой середине изображения.) Он может быть синтезирован из метионина, а затем преобразован обратно в метионин через цикл SAM или использован для создания цистеина и альфа-кетобутирата.

Гомоцистеин биосинтезируется естественным путем в многоступенчатом процессе. Во-первых, метионин получает аденозиновую группу от АТФ , реакция, катализируемая S-аденозилметионинсинтетазой , дает S- аденозилметионин (SAM). Затем SAM передает метильную группу молекуле-акцептору (например, норэпинефрин в качестве акцептора во время синтеза адреналина , ДНК-метилтрансфераза в качестве промежуточного акцептора в процессе метилирования ДНК ). Затем аденозин гидролизуют с образованием L- гомоцистеина. L- гомоцистеин имеет две основные судьбы: преобразование через тетрагидрофолат (THF) обратно в L- метионин или преобразование в L- цистеин .

Биосинтез цистеина

Млекопитающие биосинтезируют цистеин аминокислоты через гомоцистеин. Цистатионин-β-синтаза катализирует конденсацию гомоцистеина и серина с образованием цистатионина . В этой реакции в качестве кофактора используется пиридоксин (витамин B 6 ). Затем цистатионин-γ-лиаза превращает эту двойную аминокислоту в цистеин, аммиак и α-кетобутират. Бактерии и растения производят цистеин по другому пути, полагаясь на O- ацетилсерин.

Метаболизм MTHFR: цикл фолиевой кислоты, цикл метионина, транс-сульфурация и гипергомоцистеинемия - 5-MTHF : 5-метилтетрагидрофолат; 5,10-метилтетрагидрофолат; BAX : Bcl-2-ассоциированный X-белок; BHMT : бетаин-гомоцистеин-S-метилтрансфераза; CBS : цистатионин-бета-синтаза; CGL : цистатионин гамма-лиаза; DHF : дигидрофолат (витамин B9); DMG : диметилглицин; dTMP : монофосфат тимидина; dUMP : монофосфат дезоксиуридина; ФАД + флавинадениндикуклеотид; FTHF : 10-формилтетрагидрофолат; МС : метионинсинтаза; MTHFR : метилентетрагидрофолатредуктаза; SAH : S-аденозил-L-гомоцистеин; ЖЕ : S-аденозил-L-метионин; THF : тетрагидрофолат

Спасение метионина

Гомоцистеин можно переработать в метионин . В этом процессе в качестве донора метила используются N5- метилтетрагидрофолат и ферменты, связанные с кобаламином (витамином B 12 ). Более подробно об этих ферментах можно прочитать в статье о метионинсинтазе .

Другие реакции, имеющие биохимическое значение

Гомоцистеин может циклизоваться, давая гомоцистеин тиолактон , пятичленный гетероцикл . Из-за этой реакции "само-зацикливания" гомоцистеин-содержащие пептиды имеют тенденцию к расщеплению в результате реакций, вызывающих окислительный стресс .

Гомоцистеин также действует как аллостерический антагонист рецепторов допамина D 2 .

Было высказано предположение, что и гомоцистеин, и его тиолактон, возможно, сыграли значительную роль в появлении жизни на ранней Земле.

Уровни гомоцистеина

Общий гомоцистеин в плазме

Уровень гомоцистеина у мужчин обычно выше, чем у женщин, и увеличивается с возрастом.

Обычные уровни в западных популяциях составляют от 10 до 12 мкмоль / л, а уровни 20 мкмоль / л обнаруживаются в группах населения с низким потреблением витамина B или среди пожилых людей (например, Роттердам, Фрамингем).

Он снижается при захвате метилфолиевой кислоты , где это сопровождается снижением содержания метилмалоновой кислоты, повышением содержания фолиевой кислоты и снижением содержания форминоглутаминовой кислоты . Это противоположно мутации MTHFR C677T, которая приводит к увеличению гомоцистеина.

Референсные диапазоны гомоцистеина в крови :
Секс Возраст Нижний предел Верхний предел Ед. изм Повышенный Лечебная цель
женский 12–19 лет 3.3 7.2 мкмоль / л > 10,4 мкмоль / л
или
> 140 мкг / дл
<6,3 мкмоль / л
или
<85 мкг / дл
45 100 мкг / дл
> 60 лет 4.9 11,6 мкмоль / л
66 160 мкг / дл
Мужчина 12–19 лет 4.3 9.9 мкмоль / л > 11,4 мкмоль / л
или
> 150 мкг / дл
60 130 мкг / дл
> 60 лет 5.9 15.3 мкмоль / л

+ | -

80 210 мкг / дл

Вышеуказанные диапазоны приведены только в качестве примеров; результаты тестов всегда следует интерпретировать, используя диапазон, предоставленный лабораторией, которая выдала результат.

Повышенный гомоцистеин

Аномально высокий уровень гомоцистеина в сыворотке, превышающий 15 мкмоль / л, является заболеванием, называемым гипергомоцистеинемией . Было заявлено, что это является значительным фактором риска развития широкого спектра заболеваний, включая тромбоз , психоневрологические заболевания и переломы. Также установлено, что это связано с микроальбуминурией, которая является сильным индикатором риска сердечно-сосудистых заболеваний и почечной дисфункции в будущем. Было обнаружено, что дефицит витамина B 12 в сочетании с высоким уровнем фолиевой кислоты в сыворотке также увеличивает общую концентрацию гомоцистеина.

Обычно гипергомоцистеинемия лечится с помощью добавок витамина B 6 , витамина B 9 и витамина B 12 . Однако добавление этих витаминов не улучшает исходы сердечно-сосудистых заболеваний.

использованная литература

внешние ссылки