ALPHA-KETOGLUTARATE: SIFAT, FUNGSI DAN APLIKASI - KIMIA

The alpha - ketoglutarate adalah garam organik yang dihasilkan dari penceraian asid-ketoglutaric itu. Ini adalah sebatian yang mempunyai penggunaan perubatan, dan juga terdapat dalam sel eukariotik dan prokariotik, yang membentuk sebahagian daripada kitaran Krebs (asid sitrik atau asam trikarboksilat).

Kitaran ini sangat penting biologi, kerana ia bertindak sebagai perantara antara glikolisis dan rantai pengangkutan elektronik, yang pada gilirannya dikaitkan dengan fosforilasi oksidatif, suatu proses yang bertanggungjawab untuk pengeluaran metabolik ATP.

Formula struktur anion alfa-ketoglutarate. Dua cas negatifnya harus diimbangi dengan adanya kation, sehingga menghasilkan garam. Sumber: NEUROtiker / Domain awam

Alpha-ketoglutarate diberikan secara intravena, untuk mengelakkan kecederaan jantung semasa pembedahan jantung, yang berkaitan dengan masalah aliran darah. Ia juga digunakan untuk mencegah kemerosotan otot, akibat operasi atau trauma.

Ia digunakan dalam pembuatan ubat untuk penyakit buah pinggang, gangguan usus dan perut, dan juga untuk banyak keadaan; namun, bukti saintifik untuk kegunaan ini lemah dan sedikit.

Garam ini memenuhi banyak fungsi, termasuk penghasilan asid amino, seperti prolin, glutamin dan asid glutamat. Ini juga campur tangan dalam proses imunologi, dan dalam peningkatan struktur dan fungsi sistem tulang.

Hartanah

Penampilan

Serbuk putih atau serbuk kuning kristal.

Sinonim

α-ketoglutarate, 2-oxoglutarate dan 2-ketoglutarate.

Nama pilihan IUPAC: 2-oxo-pentanedioate.

Jisim molar

144.08 g / mol

Formula molekul

C ₅ H ₄ O ₅^2-

Perhatikan bahawa ia adalah anion, yang harus disertakan dengan kation untuk mengimbangkan cas negatifnya; sama ada Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ atau lain-lain.

Keterlarutan air

56.5 g / L

Takat lebur

113 - 115 ºC

Takat didih

Ia terurai sebelum mendidih.

ciri-ciri

Kitaran Krebs

Alpha-ketoglutarate adalah sebatian yang merupakan sebahagian daripada kitaran Krebs. Ia terbentuk dari tindakan enzim isocitrate dehydrogenase pada isocitrate dengan penjanaan NADH dan CO ₂ . Selanjutnya, alpha-ketoglutarate adalah laman penggabungan ke dalam kitaran asid glutamat Krebs, asid amino.

Asid glutamat diubah menjadi alpha-ketoglutarate, ini adalah cara untuk mengelakkan penipisan komponen kitaran Krebs. Laluan yang memenuhi fungsi ini disebut anaplerotik. Selepas itu, alpha-ketoglutarate ditukar menjadi succinyl CoA.

Alpha-ketoglutarate adalah faktor penentu kelajuan kitaran Krebs dan terlibat dalam beberapa jalur metabolik. Ia juga merupakan sumber tenaga untuk fungsi sel, sama seperti yang berlaku pada sel usus.

Sintesis asid amino

Alpha-ketoglutarate terlibat secara langsung atau tidak langsung dalam pembentukan pelbagai asid amino. Ketika hadir dalam diet, ia diubah dalam sel usus (enterosit) menjadi proline dan leucine, antara asam amino lain.

Alpha-ketoglutarate adalah sumber untuk sintesis glutamin dan asid glutamat (glutamat); asid amino yang merangsang sintesis protein. Glutamat, pemancar neutral, yang dilepaskan dari ujung saraf pada tisu tulang, dan dalam proses memasukkan amina ke dalam alpha-ketoglutarate, menghasilkan prolin.

Proline adalah asid amino penting untuk sintesis kolagen: protein berserat yang sangat banyak terdapat pada mamalia dan merupakan bahagian kulit, tulang, tendon, tulang rawan dan gigi.

Sebaliknya, alpha-ketoglutarate mengarahkan transformasi prolin menjadi hidroksiprolin. Ini menyebabkan transformasi prokolagen menjadi kolagen, dan pembentukan matriks tulang.

Alpha-ketoglutarate mengaktifkan prolidase, enzim yang terlibat dalam kitar semula prolin. Di samping itu, ia mempengaruhi tisu tulang melalui tindakan glutamat dan glutamin.

Asid amino ini mengaktifkan sintesis asid amino ornithine dan arginine, yang merangsang rembesan hormon pertumbuhan.

Pengangkutan nitrogen

Alpha-ketoglutarate terlibat dalam proses mengangkut dan menghilangkan nitrogen yang dihasilkan oleh sel. Kumpulan amino yang terdapat dalam asid amino dipindahkan ke alpha-ketoglutarate melalui proses transaminasi. Kumpulan amino ini kemudian dipindahkan ke hati.

Di hati, kitaran urea berlaku. Yang terakhir dan amonium (NH ₄⁺ ) adalah bentuk perkumuhan nitrogen utama dalam air kencing. Selain itu, alpha-ketoglutarate memainkan peranan penting dalam detoksifikasi nitrogen otak.

Panjang umur dan penuaan

Alpha-ketoglutarate akan bertindak dengan meningkatkan jangka hayat pada cacing Caenorhabditis elegans, bertindak secara khusus pada kompleks TOR (sasaran rapamycin). Kompleks ini mempunyai kaitan dengan penyakit yang meningkatkan kejadian mereka pada fasa usia tua manusia.

Salah satu bentuk TOR, TORC1, terlibat dalam permulaan diabetes, penyakit jantung, dan barah pada usia tua. TORC1 telah dikenal pasti sebagai hubungan antara penuaan selular dan penjanaan penyakit ini.

Alpha-ketoglutarate nampaknya berperanan dalam penghambatan kompleks TOR, oleh itu ia akan memainkan peranan penting dalam meningkatkan jangka hayat pada manusia. Penghambatan TORC1 pada manusia tua mengurangkan kejadian jangkitan.

Fungsi antioksidan

Alpha-ketoglutarate bertindak sebagai agen antioksidan, dapat bertindak balas dengan hidrogen peroksida untuk membentuk suksinat, air, dan karbon dioksida. Di samping itu, ia mampu bertindak balas dengan komponen lain dari spesies oksigen reaktif (ROS).

Melegakan tekanan oksidatif, bertindak sebagai sumber tenaga dan antioksidan pada sel mamalia. Ia juga meningkatkan keupayaan antioksidan dengan mempromosikan sintesis glutamin.

Permohonan

Pada haiwan

Alpha-ketoglutarate diberikan kepada kalkun, babi, dan tikus, yang menghasilkan peningkatan dalam kualiti tulang, yang dapat disebabkan oleh kesan positif dari peningkatan produksi glutamat, karena campur tangan dalam pengaturan metabolisme tulang.

Begitu juga, sintesis kolagen meningkat, disebabkan oleh bekalan prolin yang lebih besar. Haiwan yang dirawat dengan alpha-ketoglutarate menunjukkan peningkatan berat badan, panjang, kepadatan tulang, kandungan mineral tulang, dan kekuatan tulang elastik.

Pada manusia

Alpha-ketoglutarate dianggap membantu meningkatkan sintesis protein otot pada pesakit pasca operasi, serta meningkatkan metabolisme asid amino pada pesakit dialisis.

Doktor memberikannya secara intravena kepada pesakit semasa pembedahan jantung untuk mencegah kecederaan jantung, dan juga untuk mencegah kerosakan otot setelah pembedahan. Sebatian ini membantu dalam penghasilan tisu otot dan menyembuhkan luka.

Alpha-ketoglutarate telah digunakan untuk tujuan dan keadaan yang berbeza pada manusia, seperti untuk membantu melawan jangkitan bakteria, masalah hati, katarak, dan untuk meningkatkan pemprosesan protein oleh pesakit dialisis. Ia juga membantu meningkatkan prestasi sukan.

Rujukan

Wikipedia. (2020). asid alpha-Ketoglutarik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alpha-Ketoglutarate: Fungsi dan Aplikasi Fisiologi. Biomolekul & terapeutik, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2020). Alpha-Ketoglutarate. Pangkalan Data PubChem., CID = 164533. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
WebMD LLC. (2019). Alpha-ketoglutarate (AKG). Dipulihkan dari: webmd.com
Shaojuan Liu et al. (2018). Fungsi Antioksidan Alpha-Ketoglutarate dan Aplikasinya. doi.org/10.1155/2018/3408467
Barbara Beer et al. (2017). Kejuruteraan metabolik in vitro untuk pengeluaran α-ketoglutarate. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
Persatuan Kimia Diraja. (2020). Asid α-Ketoglutarik. Dipulihkan dari: chemspider.com

ALPHA-KETOGLUTARATE: SIFAT, FUNGSI DAN APLIKASI - KIMIA - 2026