METIYONIN: ÖZELLIKLERI, IŞLEVLERI, YIYECEKLERI, FAYDALARI - BIYOLOJI - 2024

Metionin (Met, M), polar olmayan amino asitler ya da amino asit hidrofobik grup olarak sınıflandırılır. Bu amino asit, yan zincirinde metal atomları veya elektrofilik gruplarla reaksiyona girebilen kükürt (S) içerir.

Metiyonin, 20. yüzyılın ikinci on yılında John Howard Mueller tarafından keşfedildi. Mueller, hemolitik streptokok kültürleri yetiştirmek için kullandığı bir protein olan kazeinden metiyonini izole etti.

Amino asit Metiyoninin kimyasal yapısı (Kaynak: Hbf878, Wikimedia Commons)

"Metiyonin" adı, bu amino asidin kimyasal adının kısaltmasıdır: γ-metiltiyol-a-aminobütirik asit ve 1925'te S. Odake tarafından tanıtıldı.

Memeliler için gerekli bir amino asittir ve vücut diyetten metiyonin aldığı sürece gerekli olmayan bir amino asit olan sistein sentezi için yola girebilir. Bitkiler ve bakteriler, onu sistein ve homoserinin bir türevi olan homosisteinden sentezler.

Katabolizması, bir yandan nitrojenin yapısından atılması ve üre olarak atılması ve diğer yandan karbon zincirinin süksinil CoA'ya dönüşümü anlamına gelir.

Valin ve treonin ile birlikte metiyonin, glukojenik bir amino asit olarak kabul edilir, çünkü bu amino asitler süksinata dönüşebilir ve Krebs döngüsüne girebilir. Glukojenik amino asitler, karbonhidrat ve dolayısıyla glikoz üretebilir.

Ton balığı, et, yumurta beyazı, peynir ve kuruyemiş gibi metiyonin bakımından zengin birçok yiyecek vardır.

Metiyonin birçok proteinin sentezi için gereklidir, yağ metabolizmasında özellikle iskelet kası için önemli işlevleri yerine getirir ve aynı zamanda bir antioksidan olarak da katılır.

Sağlık açısından farklı derecelerde etkileri olan patolojilerle ilişkili metiyonin ve kükürt metabolizmasıyla ilgili çok sayıda bozukluk vardır. Bazıları tromboz, merkezi sinir sistemi (CNS) bozuklukları, şiddetli zihinsel ve iskelet sistemi geriliğinin eşlik ettiği homosistein birikimini uyarır.

Metiyoninin degradasyonunda etkili olan ilk enzim olan adenosiltransferaz eksikliği gibi diğerleri, diyette metiyonin yönünden zengin yiyeceklerin kısıtlanmasıyla kontrol edilen nispeten iyi huylu bir patoloji olan metiyonin birikimiyle sonuçlanır.

karakteristikleri

Metiyonin, insan vücudu tarafından veya birçok kişi tarafından üretilmeyen temel bir amino asittir. Bu mükemmel bir antioksidan ve vücudumuz için bir kükürt kaynağıdır.

Bebekler için günlük metiyonin ihtiyacı 45 mg / gün, çocuklarda 800 mg / gün ve yetişkinlerde 350 ile 1.100 mg / gün arasındadır.

Metiyonin vücuttaki temel kükürt kaynaklarından biridir; kükürt, tiamin veya B1 vitamini gibi bazı vitaminlerin, glukagon, insülin gibi bazı hormonların ve bazı hipofiz hormonlarının temel bileşenidir.

Deride, tırnaklarda ve saçta bulunan bir protein olan keratinde bulunur ve ayrıca kolajen ve kreatin sentezi için de önemlidir. Bu nedenle kükürt kaynağı olan metiyonin, kükürtün tüm fonksiyonları veya onu içeren organik maddeler ile ilgilidir.

yapı

Metiyoninin kimyasal formülü HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3 ve moleküler formülü C5H11NO2S'dir. Apolar amino asitler içinde sınıflandırılan hidrofobik bir esansiyel amino asittir.

Bir amino grubuna (-NH2), bir karboksil grubuna (-COOH), bir hidrojen atomuna ve kükürt içeren bir yan zincire (-R) bağlı bir a karbona sahiptir ve aşağıdaki şekilde oluşur: -CH2 -CH2-S-CH3.

Glisin hariç tüm amino asitler, L veya D formunda enantiyomerler olarak var olabilir, bu nedenle L-metiyonin ve D-metiyonin var olabilir. Bununla birlikte, hücresel proteinlerin yapısında sadece L-metiyonin bulunur.

Bu amino asidin ayrışma sabitleri pK1 2,28 ve pK2 9,21 ve izoelektrik noktası 5,8'dir.

Özellikleri

Metiyonin, aralarında bazı hormonlar, derinin yapıcı proteinleri, saç ve tırnaklar gibi birçok proteinin sentezi için gerekli bir amino asittir.

Uyku için doğal bir gevşetici olarak kullanılır ve tırnakların, cildin ve saçların iyi durumda olması için çok önemlidir. Bazı karaciğer ve kalp hastalıklarını önler; arterlerde yağ birikimini önler ve sistein ve taurin sentezi için gereklidir.

Yağların enerji olarak kullanılmasına yardımcı olur ve özellikle iskelet kasında yağların taşınmasına ve kullanılmasına müdahale eder, bu nedenle kas egzersizi için çok önemlidir.

Histamin seviyelerini düşürür. Serbest radikalleri azaltmaya yardımcı olduğu için doğal bir antioksidandır. Aynı zamanda antidepresan ve anksiyolitik özelliklere sahiptir.

Nöro-onkoloji alanında pozitron emisyon tomografisinde (PET) görüntüleme çalışması için bir "radyo izleyici" olarak yakın zamanda metiyoninin başka bir kullanımı.

Ayrıca, hem cerrahi ekstraksiyonların planlama sürecinde hem de tedaviye yanıtı izleme ve nükslerin değerlendirilmesinde gliomalar için bir radyo-kontrast olarak geniş bir kullanıma sahiptir.

Son zamanlarda, soya fasulyesi bitkilerinin büyümesini iyileştirmek için metiyonin kullanımı verimli bir şekilde test edilmiştir.

biosentezi

Metiyonin biyosentezi, 1931'de İngiliz George Barger ve yardımcısı Frederick Philip Coine tarafından tanımlandı ve yayınlandı.

Bakteriler ve bitkiler metiyonin ve sistein sentezleyebilir, ancak çoğu hayvan diyetten metiyonin ve başlangıç ​​substratı olarak metiyoninden başlayan biyosentetik bir yoldan sistein elde eder (ayrıca tüketilen yiyecekle birlikte sistein de alırlar. diyette).

Biyosentetik yol

Bitkiler ve bakteriler, metiyonin sentezi için karbon iskeletinin bir kaynağı olarak kükürt kaynağı olarak sistein ve homoserin kullanır. Homoserin, aspartattan üç enzimatik reaksiyonla sentezlenir:

(1) Aspartat, bir aspartat kinaz enzimi aracılığıyla β-aspartil fosfata dönüştürülür, ardından (2) aspartik β-semialdehide dönüştürülür, bu da (3) homoserin dehidrojenazın etkisi sayesinde homoserin üretir.

Metiyonin sentezindeki ilk adım, homoserinin, O-süksinil homoserin oluşturmak üzere süksinil-CoA ile reaksiyonudur. Bu reaksiyonda süksinil-CoA yarılır, CoA kısmı serbest bırakılır ve süksinat homoserine bağlanır.

Biyosentetik yolda, düzenlenmiş veya kontrol aşaması, bu ilk enzimatik reaksiyondur, çünkü nihai ürün olan metiyonin, homoserin süksinil transferaz enzimini inhibe eder.

Sentezdeki ikinci aşama, O-süksinil homoserinin, sistatiyonin γ-sentetaz enzimi tarafından katalize edilen sistein ile sistatiyonin oluşumu ile reaksiyona girmesidir.

Bu yoldaki üçüncü reaksiyon, sistatiotini temizleyen β-sistatiyonin tarafından katalize edilir, böylece kükürt homoserinden türetilen dört karbonlu bir yan zincire bağlanır. Bu reaksiyonun sonucu homosistein oluşumu ve 1 piruvat ve 1 NH4 + iyonunun salınmasıdır.

Son reaksiyon, substrat olarak homosistein içeren homosistein metiltransferaz tarafından katalize edilir ve koenzim metilkobalamin (vitamin B12'den (siyanokobalamin) türetilmiştir) ile 5-metiltetrahidrofolattan bir metil grubunu homosisteinin sülfhidril grubuna aktarır ve verir köken metiyonine.

Bu reaksiyonda bir tetrahidrofolat serbest kalır.

bozulma

Metiyonin, izolösin ve valin, süksinil-CoA'ya katabolize edilir. Metiyonin içindeki karbonların beşte üçü süksinil-CoA oluşturur, karboksillerdeki karbonlar CO2 oluşturur ve metiyonin içindeki metil grubu bu şekilde çıkarılır.

Metiyoninin bozunmasındaki ilk adım, "aktif metiyonin" olarak da adlandırılan S-adenosil-L-metiyonine neden olan L-metiyonin adenosil transferaz aracılığıyla L-metiyoninin ATP ile yoğunlaştırılmasını içerir.

S-metil grubu çeşitli alıcılara aktarılır ve böylece hidroliz yoluyla bir adenozini kaybeden ve L-homosistein haline gelen S-adenosil-L-homosistein oluşur. Homosistein daha sonra sistatiyonin oluşturmak için serine bağlanır. Bu reaksiyon, sistatiyonin β-sentetaz tarafından katalize edilir.

Sistatiyonin hidrolize olur ve L-homoserin ve sisteine ​​neden olur. Homosistein bu şekilde homoserinden kaynaklanır ve serin sistein üretir, bu nedenle bu reaksiyon serinden sisteinin biyosentezi için yaygındır.

Homoserin deaminaz daha sonra homoserini a-ketobutirata dönüştürerek bir NH4 salgılar. CoA-SH ve NAD + varlığında Α-ketobutirat propiyonil-CoA oluşturur ve bu daha sonra metilmalonil-CoA'ya dönüştürülür ve bu süksinil-CoA'ya dönüştürülür.

Bu şekilde, metiyoninin karbon zincirinin bir kısmı, daha sonra glikoz sentezine entegre edilebilen bir glukoneojenik substrat olan süksinil-CoA'yı oluşturur; bu nedenle metiyonin glukojenik bir amino asit olarak kabul edilir.

Metiyoninin bozunması için alternatif bir yol, bunun bir enerji substratı olarak kullanılmasıdır.

Metiyoninin azotu, tüm amino asitler gibi, α-karbondan transaminasyon yoluyla çıkarılır ve bu α-amino grubu sonunda L-glutamata aktarılır. Oksidatif deaminasyonla bu nitrojen üre döngüsüne girer ve idrarla atılır.

Metiyonin açısından zengin besinler

Metiyonin açısından zengin besinler şunları içerir:

- Yumurta akı.

- Olgunlaştırılmış peynir, krem ​​peynir ve yoğurt gibi süt türevleri.

- Balık, özellikle ton balığı veya kılıç balığı gibi sözde mavi balık.

- Yengeç, ıstakoz ve karides önemli metiyonin kaynaklarıdır.

- Domuz eti, sığır eti ve tavuk eti.

- Ceviz ve diğer kuru meyveler metiyonin açısından zengindir ve vejeteryanlar ve veganlar için protein ikamelerini temsil eder.

- Susam, kabak ve fıstık.

Siyah ve beyaz fasulye, soya fasulyesi, mısır ve şalgam, ıspanak ve pazı gibi yeşil yapraklı sebzelerde de bulunur. Brokoli, kabak ve kabak, metiyonin açısından zengindir.

Alımının faydaları

Esansiyel bir amino asit olarak alımı, katıldığı tüm işlevleri yerine getirmek için gereklidir. Metiyonin, enerji yakıt kullanımı için yağların taşınmasını teşvik ederek, karaciğeri ve arterleri yağ birikimine karşı korur.

Alınması vücudun yağlı karaciğer ve damar sertliği gibi durumlara karşı korunmasında faydalıdır.

Metiyoninin, vitamin B12 tedavisine cevap vermeyen bazı şiddetli nitrik oksit kaynaklı miyelonöropatiler ve makrositik anemilerin tedavisinde etkili olduğu gösterilmiştir.

S-adenosil-L-metiyonin (SAM) kullanımı, depresyon için doğal ve alternatif bir tedavi olarak etkilidir. Bunun nedeni, SAM'in beyinde antidepresan özelliklere sahip çeşitli nörotransmiterlerin sentezinde rol alan bir metil grubu donörü olmasıdır.

Oksidatif stres, en azından kısmen, karaciğer, böbrekler ve beyin dahil olmak üzere çeşitli organların hasarında rol oynar. Oksidatif stresin neden olduğu hasarı önlemek ve düzeltmek için metiyonin gibi antioksidanların kullanımı öne sürülmüştür.

Eksiklik bozuklukları

Metiyonin metabolizmasıyla ilgili, bağırsaktan emilimi ile ilgili bazı patolojiler vardır, bu da belirli metabolitlerin birikmesine veya amino asidin açık bir şekilde açığa çıkmasına neden olur.

Metiyonin metabolik bozuklukları durumunda, en yaygın olanı homosistinüri olarak adlandırılan tip I, II, III ve IV'tür:

Tip I homosistinüri, sistatiyonin β-sentetaz eksikliğine bağlıdır ve tromboz, osteoporoz, lens dislokasyonu ve sıklıkla zeka geriliği gibi klinik semptomlarla ilişkilidir.

Tip II homosistinüri, N5N10-metilenetetrahidrofolat redüktaz eksikliğinden kaynaklanır. Tip III homosistinüri, metilkobalamin sentezindeki bir eksikliğe bağlı olarak N5-metiltetrahidrofolat-homosistein transmetilazdaki düşüşe bağlıdır.

Ve son olarak, tip IV homosistinüri, kusurlu kobalamin emilimi nedeniyle N5-metiltetrahidrofolat-homosistein transmetilazda bir azalma ile ilişkilidir.

Homosistinüri, metiyonin metabolizmasında kalıtsal kusurlardır ve sıklıkla 160.000 yenidoğanda 1'inde görülür. Bu patolojide, S-adenosil metiyonin ile birlikte günlük yaklaşık 300 mg homosistin atılır ve buna plazma metiyonininde bir artış eşlik eder.

Yaşamın erken dönemlerinde diyette metiyonin alımının azaltılması ve sisteinin artırılması, bu hastalıkların neden olduğu patolojik değişiklikleri önler ve normal gelişimini sağlar.

Metionin malabsorpsiyon eksikliği durumunda, en önemli etkiler, belirli bir derecede zeka geriliği ile ilişkilendirilebilen merkezi sinir sistemi (CNS) sinir liflerinin miyelinasyonundaki başarısızlıklarla ilgilidir.

Referanslar

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO ve Amin, GA (2018). Üç Çeşit Soya Bitkisinin Kumlu Toprak Koşullarında Metiyonin Arıtımı ile Büyümesini, Bazı Biyokimyasal Yönlerini ve Verimini İyileştirmek. Uluslararası Çevre Araştırmaları Dergisi, 13, 1–9.
2. Mathews, C., van Holde, K. ve Ahern, K. (2000). Biyokimya (3. baskı). San Francisco, Kaliforniya: Pearson.
3. Mischoulon, D. ve Fava, M. (2002). Depresyon tedavisinde S-adenosil-L-metiyoninin rolü: Kanıtların gözden geçirilmesi. Amerikan Klinik Beslenme Dergisi, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D. ve Dwivedi, SK (2001). Α tokoferol, askorbik asit ve L-metiyoninin sıçanlarda karaciğer, böbrek ve beyinde kurşun kaynaklı oksidatif stres üzerindeki antioksidan etkileri. Toksikoloji, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biyokimya. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A. ve Gould, RJ (1992). Nitröz oksit kaynaklı nöropati ve miyelonöropatinin tedavisinde metiyonin. Nöroloji Dergisi, 239 (7), 401–403.