El ácido oxalildiaminopropiónico ( ODAP ) es un análogo estructural del neurotransmisor glutamato que se encuentra en el guisante Lathyrus sativus . Es la neurotoxina responsable del latirismo del síndrome de degeneración de la motoneurona . [1]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Ácido (2 S ) -2-Amino-3- (oxaloamino) propanoico | |
Otros nombres
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Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
3DMet | |
Abreviaturas |
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CHEBI | |
ChemSpider | |
KEGG | |
Malla | ácido oxalildiaminopropiónico + |
PubChem CID | |
UNII |
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Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 5 H 8 N 2 O 5 | |
Masa molar | 176,128 g · mol −1 |
Compuestos relacionados | |
Compuestos relacionados | Beta-metilamino-L-alanina |
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 | |
Fuentes
La ODAP se encuentra en las semillas de la leguminosa L. sativus , una planta de guisantes, en el rango de .5% p / p. [2] L. sativus se puede encontrar en áreas del sur, centro y este de Europa, la cuenca del Mediterráneo, Irak y Afganistán, así como áreas de Asia y África. [3]
Historia
En algunas regiones, incluido el subcontinente indio, Bangladesh, Etiopía y Nepal, la arveja se ha convertido en un alimento básico. [3] La planta tiene una alta tolerancia a las condiciones ambientales, lo que la convierte en la única fuente de alimento disponible en tiempos de hambruna o sequía. Después de estas sequías de varios meses, pueden ocurrir epidemias de neurolatirismo. [4] El último caso de una epidemia de este tipo (en 2013) fue en Etiopía durante la sequía de 1995-1997 [5] durante la cual 2000 personas quedaron lisiadas. [3]
Efectos biologicos
ODAP es un agonista del receptor ionotrópico [6] de glutamato AMPA . [5] Se sabe que causa neurolatirismo en humanos, una enfermedad degenerativa de las neuronas motoras caracterizada por la degeneración de las neuronas del tracto piramidal en la médula espinal y en el área de la corteza que controla las piernas, lo que resulta en parálisis de la parte inferior del cuerpo. [6] No existe una explicación directa de cómo el ODAP causa el neurolatirismo; sin embargo, ha habido evidencia que respalda algunos efectos biológicos. Una razón por la que el mecanismo de acción no está del todo claro puede deberse a que, hasta ahora, no se ha encontrado un buen modelo animal para el efecto de ODAP en humanos. [5] El LD 50 también se desconoce.
Excitotoxicidad
ODAP activa los receptores AMPA que pueden inducir excitotoxicidad o sobreestimulación de los receptores de glutamato. La liberación de demasiado glutamato, ya sea de una vez o durante un período prolongado de tiempo, conducirá a un aumento de los niveles de Ca2+en el citoplasma. Desde Ca2+
es el ion de señalización para la liberación de glutamato en la sinapsis, esto puede resultar en la potenciación del ciclo de liberación de glutamato y la propagación del daño excitotóxico a las neuronas vecinas. Dentro de la neurona, el Ca extra2+
saldrá del citoplasma y entrará en las mitocondrias o en el retículo endoplásmico (RE), lo que puede provocar la acumulación de proteínas mal plegadas o desplegadas en el RE y, en última instancia, la muerte celular en ambos casos. Además de actuar como agonista, existen pruebas que demuestran que el ODAP es transportado al interior de la célula por un antiportador que transporta simultáneamente el glutamato a la sinapsis. [6]
Estrés oxidativo
El segundo efecto biológico de ODAP es el estrés oxidativo . Las especies reactivas de oxígeno (ROS) se generan en las mitocondrias durante el metabolismo, y el cuerpo tiene mecanismos para neutralizar estas moléculas antes de que causen daño. El estrés oxidativo resulta de una alteración en el funcionamiento normal de estas vías. Un antioxidante en la vía neutralizante es el glutatión (GSH), cuya síntesis requiere los aminoácidos metionina y cisteína que contienen azufre como precursores. Se cree que ODAP, posiblemente debido a la excitotoxicidad inducida, reduce la ingesta de cisteína a través de su antiportador . Esto inhibe la síntesis de GSH, lo que conduce a una mayor producción de ROS y daño mitocondrial. Las neuronas motoras pueden ser las más sensibles al envenenamiento por ODAP porque exhiben una mayor dependencia de la metionina precursora de GSH. Además, la planta L. sativus es deficiente en aminoácidos que contienen azufre, lo que mejora los efectos a nivel de receptor de ODAP en la producción de GSH cuando se ingiere. [6]
Síntesis
Biosíntesis
En L. sativus, la ODAP se sintetiza en las plántulas jóvenes a partir del precursor (β-isoxazolin-5-on-2-il) -alanine, también conocido como BIA. No se ha detectado BIA en partes de plantas maduras o semillas en maduración. La vía comienza con la formación de BIA a partir de O-acetil-L-serina (OAS) e isoxazolin-5-on. Una apertura de anillo conduce a la formación del intermedio ácido 2,3-L-diaminopropanoico de vida corta (DAPRO) que luego es oxalilizado por la oxalil- coenzima A para formar ODAP. [7]
Síntesis química
La ODAP se puede sintetizar a partir de ácido L-α, β-diaminopropiónico y oxalato de dimetilo a un pH de 4,5-5. Puede usarse óxido cúprico para proteger temporalmente el grupo α-NH2 del ácido L-α, β-diaminopropriónico durante la reacción. [2]
Ver también
- β-metilamino- L- alanina , una toxina relacionada
Referencias
- ↑ a b Woldeamanuel, Yohannes W .; Hassan, Anhar; Zenebe, Guta (12 de noviembre de 2011). "Neurolatirismo: dos informes de casos etíopes y revisión de la literatura" . Revista de Neurología . 259 (7): 1263–1268. doi : 10.1007 / s00415-011-6306-4 . ISSN 0340-5354 . PMID 22081101 . S2CID 27543906 .
- ^ a b Rao, S; Adiga, P; Sarma, P (marzo de 1964). "El aislamiento y caracterización del ácido β-N-oxalil-L-α, β-diaminopropiónico: una neurotoxina de las semillas de Lathyrus sativus". Bioquímica . 3 (3): 432–436. doi : 10.1021 / bi00891a022 . PMID 14155110 .
- ↑ a b c Heuzé V., Tran G., Hassoun P., Lessire M., Lebas F., 2016. Grass pea (Lathyrus sativus). Feedipedia, un programa de INRA, CIRAD, AFZ y FAO. https://www.feedipedia.org/node/285 Última actualización el 19 de abril de 2016, 15:36
- ^ "Investigación de Lathyrus" . Universiteit Gent . Archivado desde el original el 16 de abril de 2015 . Consultado el 8 de abril de 2015 .
- ^ a b c Singh, S; Rao, S (julio de 2013). "Lecciones del neurolatirismo: una enfermedad del pasado y el futuro de Lathyrus sativus (Khesari dal)" . Revista India de Investigaciones Médicas . 138 (1): 32–37. PMC 3767245 . PMID 24056554 .
- ^ a b c d Moorhem, M; Lambein, F; Laybaert, L (marzo de 2011). "Desentrañar el mecanismo de la excitotoxicidad inducida por el ácido β-N-oxalil-α, β-diaminopropiónico (β-ODAP) y el estrés oxidativo, relevancia para la prevención del neurolatirismo". Toxicología alimentaria y química . 49 (3): 550–555. doi : 10.1016 / j.fct.2010.03.054 . PMID 20510327 .
- ^ Kuo, Y; Khan, J; Lambein, F (marzo de 1994). "Biosíntesis de la neurotoxina β-odap en vainas en desarrollo de Lathyrus sativus". Fitoquímica . 35 (4): 911–913. doi : 10.1016 / s0031-9422 (00) 90637-x .