ALFA-KETOGLUTARAT: ÖZELLIKLERI, FONKSIYONLARI VE UYGULAMALARI - KIMYA - 2025

Alfa - ketoglutarat asit-ketoglutarik ayrışmasından üretilen organik bir tuzudur. Tıbbi kullanımı olan ve ayrıca ökaryotik ve prokaryotik hücrelerde bulunan ve Krebs döngüsünün (sitrik asit veya trikarboksilik asitlerin) bir parçasını oluşturan bir bileşiktir.

Bu döngü, glikoliz ve ATP'nin metabolik üretiminden sorumlu bir süreç olan oksidatif fosforilasyon ile ilişkili olan elektronik taşıma zinciri arasında bir aracı görevi gördüğü için biyolojik açıdan büyük öneme sahiptir.

Alfa-ketoglutarat anyonunun yapısal formülü. İki negatif yükü, bir tuza neden olan katyonların varlığıyla dengelenmelidir. Kaynak: NEUROtiker / Kamu malı

Alfa-ketoglutarat, kalp ameliyatları sırasında kan akışı problemlerine bağlı kalp yaralanmalarını önlemek için intravenöz olarak uygulanır. Ayrıca ameliyat veya travma sonucu kas bozulmasını önlemek için kullanılır.

Böbrek hastalıkları, bağırsak ve mide rahatsızlıklarının yanı sıra pek çok durumda ilaç yapımında kullanılır; ancak, bu kullanımlar için bilimsel kanıtlar zayıf ve yetersizdir.

Bu tuz, prolin, glutamin ve glutamik asit gibi amino asitlerin üretimi de dahil olmak üzere birçok işlevi yerine getirir. Ayrıca immünolojik süreçlere ve kemik sisteminin yapısının ve işleyişinin iyileştirilmesine de müdahale eder.

Özellikleri

Görünüm

Beyaz toz veya kristal sarı toz.

Eş anlamlı

α-ketoglutarat, 2-oksoglutarat ve 2-ketoglutarat.

IUPAC'ın tercih ettiği isim: 2-okso-pentandioat.

Molar kütle

144,08 g / mol

Moleküler formül

C ₅ H ₄ O ₅ ^2-

Negatif yükünü dengelemek için bir katyonun eşlik etmesi gereken bir anyon olduğuna dikkat edin; Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ veya diğerleri.

Su çözünürlüğü

56,5 g / L

Erime noktası

113 - 115ºC

Kaynama noktası

Kaynamadan önce ayrışır.

Özellikleri

Krebs döngüsü

Alfa-ketoglutarat, Krebs döngüsünün bir parçası olan bir bileşiktir. İzositrat dehidrojenaz enziminin izositrat üzerindeki etkisinden NADH ve CO ₂ oluşumu ile oluşur . Ayrıca, alfa-ketoglutarat, bir amino asit olan glutamik asidin Krebs döngüsüne dahil edilme yeridir.

Glutamik asit, alfa-ketoglutarata dönüştürülür, bu, Krebs döngüsünün bileşenlerinin tükenmesini önlemenin bir yoludur. Bu işlevi yerine getiren yollara anaplerotik denir. Daha sonra alfa-ketoglutarat, süksinil CoA'ya dönüştürülür.

Alfa-ketoglutarat, Krebs döngüsünün hızında belirleyici bir faktördür ve birkaç metabolik yolda rol oynar. Aynı zamanda bağırsak hücrelerinde olduğu gibi hücre işlevi için bir enerji kaynağıdır.

Amino asitlerin sentezi

Alfa-ketoglutarat, çeşitli amino asitlerin oluşumunda doğrudan veya dolaylı olarak rol oynar. Diyette bulunduğunda, diğer amino asitlerin yanı sıra bağırsak hücrelerinde (enterositler) prolin ve lösine dönüştürülür.

Alfa-ketoglutarat, glutamin ve glutamik asit (glutamat) sentezi için bir kaynaktır; protein sentezini uyaran amino asitler. Nötr bir verici olan glutamat, kemik dokusundaki sinir uçlarından salınan ve amini alfa-ketoglutarata dahil etme sürecinde, prolin üretir.

Prolin, kollajen sentezi için hayati bir amino asittir: memelilerde çok bol bulunan ve deri, kemikler, tendonlar, kıkırdak ve dişlerin bir parçası olan lifli bir proteindir.

Öte yandan alfa-ketoglutarat, prolinin hidroksiproline dönüşümünü yönetir. Bu, prokolajenin kollajene dönüşmesine ve kemik matrisinin oluşumuna neden olur.

Alfa-ketoglutarat, prolinin geri dönüşümünde yer alan bir enzim olan prolidazı aktive eder. Ek olarak, glutamat ve glutaminin etkisiyle kemik dokusunu etkiler.

Bu amino asitler, büyüme hormonunun salgılanmasını uyaran ornitin ve arginin amino asitlerinin sentezini aktive eder.

Azot taşınması

Alfa-ketoglutarat, hücreler tarafından üretilen azotun taşınması ve ortadan kaldırılması sürecinde rol oynar. Amino asitlerde bulunan amino grupları, bir transaminasyon işlemi ile alfa-ketoglutarata aktarılır. Bu amino grupları daha sonra karaciğere aktarılır.

Karaciğerde üre döngüsü meydana gelir. İkincisi ve amonyum (NH ₄ ⁺ ), idrarda azot atılımının ana formlarıdır. Ek olarak, alfa-ketoglutarat, beyin nitrojen detoksifikasyonunda önemli bir rol oynar.

Uzun ömür ve yaşlanma

Alfa-ketoglutarat, Caenorhabditis elegans solucanındaki yaşam beklentisini artırarak, özellikle TOR (rapamisin hedefi) kompleksine etki ederek etki eder. Bu kompleks, insanların yaşlılık döneminde görülme sıklığını artıran hastalıklarla ilişkilendirilmiştir.

TOR'un bir formu olan TORC1, ileri yaşta diyabet, kalp hastalığı ve kanserin başlangıcında rol oynar. TORC1, hücresel yaşlanma ile bu hastalıkların oluşumu arasındaki ilişki olarak tanımlanmıştır.

Alfa-ketoglutarat, TOR kompleksinin inhibisyonunda bir rol oynar gibi görünmektedir, bu nedenle insanlarda yaşam beklentisinin artmasında önemli bir rol oynayacaktır. Yaşlı insanlarda TORC1 inhibisyonu, enfeksiyon insidansını azaltır.

Antioksidan işlevi

Alfa-ketoglutarat, süksinat, su ve karbon dioksit oluşturmak için hidrojen peroksit ile reaksiyona girebilen bir antioksidan ajan olarak işlev görür. Ek olarak, reaktif oksijen türlerinin (ROS) diğer bileşenleri ile reaksiyona girebilir.

Memeli hücrelerinde bir enerji kaynağı ve antioksidan görevi gören oksidatif stresi azaltır. Aynı zamanda glutamin sentezini teşvik ederek antioksidan kapasitesini arttırır.

Uygulamalar

Hayvanlarda

Alfa-ketoglutarat, hindilere, domuzlara ve sıçanlara verilir, bu da kemik metabolizmasının düzenlenmesine müdahale ettiği için artan glutamat üretiminin olumlu etkilerinden kaynaklanabilecek kemik kalitesinde bir iyileşme ile sonuçlanır.

Aynı şekilde, daha fazla prolin tedarikinin bir sonucu olarak kolajen sentezini arttırır. Alfa-ketoglutarat ile tedavi edilen hayvanlar, artan ağırlık, uzunluk, kemik yoğunluğu, kemik mineral içeriği ve elastik kemik kuvveti gösterir.

İnsanlarda

Alfa-ketoglutaratın, postoperatif hastalarda kas protein sentezini artırmanın yanı sıra diyaliz hastalarında amino asit metabolizmasını iyileştirmeye yardımcı olduğu düşünülmektedir.

Doktorlar, kalp ameliyatı sırasında kalp hasarını önlemek ve ayrıca ameliyat sonrası kas yıkımını önlemek için hastalara intravenöz olarak verir. Bileşik, kas dokusu üretimine yardımcı olur ve yaraları iyileştirir.

Alfa-ketoglutarat, bakteriyel enfeksiyonlar, karaciğer problemleri, kataraktlarla savaşmaya yardımcı olmak ve diyaliz hastaları tarafından protein işlemeyi iyileştirmek gibi insanlarda farklı amaçlar ve koşullar için kullanılmıştır. Ayrıca atletik performansın artmasına yardımcı olur.

Referanslar

1. Vikipedi. (2020 yılında). alfa-Ketoglutarik asit. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y. ve Li, D. (2016). Alfa-Ketoglutarat: Fizyolojik Fonksiyonlar ve Uygulamalar. Biyomoleküller ve terapötikler, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
3. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2020 yılında). Alfa-Ketoglutarate. PubChem Veritabanı., CID = 164533. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. WebMD LLC. (2019). Alfa-ketoglutarat (AKG). Webmd.com adresinden kurtarıldı
5. Shaojuan Liu vd. (2018). Alfa-Ketoglutaratın Antioksidatif Fonksiyonu ve Uygulamaları. doi.org/10.1155/2018/3408467
6. Barbara Beer vd. (2017). Α-ketoglutarat üretimi için in vitro metabolik mühendislik. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
7. Kraliyet Kimya Derneği. (2020 yılında). a-Ketoglutarik asit. Chemspider.com'dan kurtarıldı