El ácido α-cetoglutárico ( ácido 2-oxoglutárico ) es uno de los dos derivados cetónicos del ácido glutárico . El término "ácido cetoglutárico", cuando no se califica más, casi siempre se refiere a la variante alfa. El ácido β-cetoglutárico varía solo según la posición del grupo funcional cetona y es mucho menos común.
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Ácido 2-oxopentanodioico | |
Otros nombres Ácido 2-cetoglutárico Ácido alfa-cetoglutárico Ácido 2-oxoglutárico Ácido oxoglutárico | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
DrugBank | |
Tarjeta de información ECHA | 100.005.756 |
KEGG | |
Malla | ácido alfa-cetoglutárico + |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 5 H 6 O 5 | |
Masa molar | 146,11 g / mol |
Punto de fusion | 115 ° C (239 ° F; 388 K) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Su anión , el α-cetoglutarato, también llamado 2-oxoglutarato , es un importante compuesto biológico. Es el cetoácido producido por la desaminación del glutamato y es un intermedio en el ciclo de Krebs .
Funciones
Alanina transaminasa
La enzima alanina transaminasa convierte α-cetoglutarato y L- alanina en L- glutamato y piruvato , respectivamente, como un proceso reversible.
ciclo de Krebs
El α-cetoglutarato es un intermedio clave en el ciclo de Krebs , que viene después del isocitrato y antes de la succinil CoA . Las reacciones anapleróticas pueden reponer el ciclo en esta coyuntura sintetizando α-cetoglutarato a partir de la transaminación del glutamato, o mediante la acción de la glutamato deshidrogenasa sobre el glutamato.
Formación de aminoácidos.
La glutamina se sintetiza a partir del glutamato mediante la glutamina sintetasa, que utiliza trifosfato de adenosina para formar glutamil fosfato; este intermedio es atacado por el amoniaco como nucleófilo que da glutamina y fosfato inorgánico. La prolina, la arginina y la lisina (en algunos organismos) también son otros aminoácidos sintetizados. [2] Estos tres aminoácidos se derivan del glutamato con la adición de otros pasos o enzimas para facilitar las reacciones.
Transportador de nitrógeno
Otra función es combinar con el nitrógeno liberado en las células, evitando así la sobrecarga de nitrógeno.
El α-cetoglutarato es uno de los transportadores de nitrógeno más importantes en las vías metabólicas. Los grupos amino de aminoácidos se unen a él (por transaminación ) y se transportan al hígado donde tiene lugar el ciclo de la urea .
El α-cetoglutarato se transamina, junto con la glutamina, para formar el neurotransmisor excitador glutamato . Luego, el glutamato puede descarboxilarse (requiriendo vitamina B 6 ) en el neurotransmisor inhibidor ácido gamma-aminobutírico .
Se informa que pueden ocurrir niveles altos de amoníaco y / o nitrógeno con una ingesta alta de proteínas , exposición excesiva al aluminio, síndrome de Reye , cirrosis y trastorno del ciclo de la urea . [ cita requerida ]
Desempeña un papel en la desintoxicación del amoníaco en el cerebro. [3] [4] [5]
Relación con el oxígeno molecular
Actuando como un cosustrato para la hidroxilasa dependiente de α-cetoglutarato , también juega una función importante en las reacciones de oxidación que involucran oxígeno molecular.
El oxígeno molecular (O 2 ) oxida directamente muchos compuestos para producir productos útiles en un organismo, como los antibióticos , en reacciones catalizadas por oxigenasas . En muchas oxigenasas, el α-cetoglutarato ayuda a la reacción al oxidarse con el sustrato principal . EGLN1 , una de las oxigenasas dependientes de α-cetoglutarato, es un sensor de O 2 , que informa al organismo el nivel de oxígeno en su entorno. [ aclaración necesaria ]
En combinación con oxígeno molecular, el alfa-cetoglutarato es uno de los requisitos para la hidroxilación de prolina a hidroxiprolina en la producción de colágeno tipo 1 .
Antioxidante
El α-cetoglutarato, que es liberado por varios tipos de células, disminuye los niveles de peróxido de hidrógeno , y el α-cetoglutarato se agotó y se convirtió en succinato en medios de cultivo celular. [6]
Longevidad
Los estudios revelaron un α-cetoglutarato vinculado con una mayor esperanza de vida en los gusanos nematodos [7] y una mayor vida útil en ratones. [8] [9] [10]
Regulación inmunológica
Un estudio mostró que en condiciones de privación de glutamina, el α-cetoglutarato promueve la diferenciación de células T CD4 + ingenuas en TH1 mientras inhibe su diferenciación en células Treg antiinflamatorias. [11]
Producción
El α-cetoglutarato puede producirse mediante:
- Descarboxilación oxidativa de isocitrato por isocitrato deshidrogenasa
- Desaminación oxidativa de glutamato por glutamato deshidrogenasa
- A partir del ácido galacturónico por el organismo Agrobacterium tumefaciens [12]
El alfa-cetoglutarato se puede utilizar para producir:
- Creatina-alfa cetoglutarato
Mapa de ruta interactivo
Haga clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para enlazar con los artículos respectivos. [§ 1]
- ^ El mapa de ruta interactivo se puede editar en WikiPathways: "TCACycle_WP78" .
Ver también
- Dioxigenasas dependientes de 2OG
Referencias
- ↑ Merck Index , 13.a edición, 5320 .
- ^ Ledwidge, Richard; Blanchard, John S. (1999). "La capacidad biosintética dual de N-acetilornitina aminotransferasa en la biosíntesis de arginina y lisina †". Bioquímica . 38 (10): 3019-3024. doi : 10.1021 / bi982574a . PMID 10074354 .
- ^ "¿La fiebre infecciosa alivia el comportamiento autista liberando glutamina de los músculos esqueléticos como combustible provisional?" . Archivado desde el original el 19 de mayo de 2014 . Consultado el 19 de mayo de 2014 .
- ^ Ott, P; Clemmesen, O; Larsen, FS (julio de 2005). "Trastornos metabólicos cerebrales en el cerebro durante la insuficiencia hepática aguda: de hiperamonemia a insuficiencia energética y proteólisis". Neurochemistry International . 47 (1–2): 13–8. doi : 10.1016 / j.neuint.2005.04.002 . PMID 15921824 .
- ^ Liebres, P; James, MI; Pearson, RM (mayo-junio de 1978). "Efecto del alfa cetoglutarato de ornitina (OAKG) sobre la respuesta del metabolismo cerebral a la hipoxia en el perro" . Accidente cerebrovascular: un diario de circulación cerebral . 9 (3): 222–4. doi : 10.1161 / 01.STR.9.3.222 . PMID 644619 .
- ^ Largo, L; Halliwell, B (2011). "Artefactos en cultivo celular: el α-cetoglutarato puede eliminar el peróxido de hidrógeno generado por el ascorbato y el galato de epigalocatequina en medios de cultivo celular". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 406 (1): 20–24. doi : 10.1016 / j.bbrc.2011.01.091 . PMID 21281600 .
- ^ Chin, RM; Fu, X; Pai, MI; Vergnes, L; Hwang, H; Deng, G; Diep, S; Lomenick, B; Meli, VS; Monsalve, GC; Hu, E; Whelan, SA; Wang, JX; Jung, G; Solis, GM; Fazlollahi, F; Kaweeteerawat, C; Quach, A; Nili, M; Krall, AS; Godwin, HA; Chang, HR; Faull, KF; Guo, F; Jiang, M; Trauger, SA; Saghatelian, A; Braas, D; Christofk, HR; Clarke, CF; Teitell, MA; Petrascheck, M; Reue, K; Jung, ME; Frand, AR; Huang, J (2014). "El metabolito α-cetoglutarato prolonga la vida útil al inhibir la ATP sintasa y TOR" . Naturaleza . 510 (7505): 397–401. Código Bib : 2014Natur.510..397C . doi : 10.1038 / nature13264 . PMC 4263271 . PMID 24828042 .
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- ^ "Un metabolito producido por el cuerpo aumenta la esperanza de vida y comprime drásticamente la morbilidad tardía en ratones" . BUCK . Consultado el 1 de septiembre de 2020 .
- ^ Shahmirzadi, Azar Asadi; Edgar, Daniel; Liao, Chen-Yu (1 de septiembre de 2020). "Alfa-cetoglutarato, un metabolito endógeno, extiende la vida útil y comprime la morbilidad en ratones que envejecen" . Metabolismo celular . Consultado el 20 de septiembre de 2020 .
- ^ Klysz, Dorota; Tai, Xuguang (29 de septiembre de 2015). "La producción de α-cetoglutarato dependiente de glutamina regula el equilibrio entre las células T helper 1 y la generación de células T reguladoras" . Señalización científica . 8 (396): ra97. doi : 10.1126 / scisignal.aab2610 . PMID 26420908 .
- ^ Richard, Peter; Hilditch, Satu (2009). "Catabolismo del ácido d-galacturónico en microorganismos y su relevancia biotecnológica". Microbiología y Biotecnología Aplicadas . 82 (4): 597–604. doi : 10.1007 / s00253-009-1870-6 . ISSN 0175-7598 . PMID 19159926 .