ASID METILMALONIK: STRUKTUR, SIFAT, SINTESIS, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The asid methylmalonic adalah sebatian organik yang formula kimia C ₄ H ₆ O ₄ atau HOOC-CH (CH ₃ ) -COOH. Ia adalah asid dikarboksilik yang juga dikenali sebagai asid 2-metilpropanedioik. Ia dijumpai di dalam tubuh manusia kerana ia merupakan turunan metabolisme.

Asid metilmalonik adalah perantaraan dalam metabolisme lemak dan protein. Transformasinya di dalam badan menjadi sebatian lain bergantung pada kehadiran enzim yang berasal dari cobalamin atau vitamin B12.

Sel manusia dibayangkan melalui mikroskop pendarfluor. Dalam sitoplasma, asid metilmalonik terbentuk. Hijau kebiruan: inti. Merah: Membran. Marc Vidal. Sumber: Wikimedia Commons.

Apabila kepekatannya dalam serum darah mencapai nilai tinggi, masalah seperti kekurangan vitamin B12 atau kekurangan genetik beberapa enzim disyaki. Atas sebab ini, penggunaannya yang paling relevan adalah untuk menentukan kekurangan vitamin B12.

Tahap asid metilmalonik yang tinggi boleh menyebabkan masalah pada sistem saraf dan buah pinggang. Sekiranya tahapnya terlalu tinggi, gangguan metabolik yang disebut aciduria berlaku, yang mana ubat penawarnya tidak dijumpai, kerana ia hanya dapat dikendalikan hingga tahap tertentu.

Walau bagaimanapun, saintis perubatan sedang mengkaji kaedah baru untuk merawat aciduria yang disebabkan oleh asid metilmalonik.

Struktur

Asid metilmalonik dibentuk oleh rantai utama 3 karbon di mana satu di tengahnya telah melekatkan kumpulan metil –CH ₃ dan karbon akhir tergolong dalam kumpulan –COOH. Oleh itu ia adalah asid dikarboksilik.

Struktur molekul asid malonik atau asid 2-metilpropanedioik. Fvasconcellos 18:59, 26 Mei 2007 (UTC). Sumber: Wikimedia Commons.

Tatanama

- Asid metilmalonik

- Asid 2-metilpropanedioik

- Asid 1,1-etanedicarboxylic

- MMA (Asid MethylMalonic)

Hartanah

Keadaan fizikal

Padu.

Berat molekul

118.09 g / mol

Takat lebur

135 ºC

Keterlarutan

Di dalam air: 679.0 mg / mL

Pemalar pemisah

pK _a = 3.12 (pada 20 ° C)

Lokasi di alam semula jadi

Ia adalah metabolit manusia. Itu bermaksud ia terbentuk semasa proses metabolik tertentu, terutama dari lemak dan protein. Ia diasingkan dari air kencing manusia untuk pertama kalinya pada tahun 1957. Ia terletak terutamanya di sitoplasma sel buah pinggang dan hati.

Kepekatannya di atas nilai normal dikaitkan dengan banyak penyakit, seperti kekurangan vitamin B12 atau penyerapan cobalamin, kekurangan beberapa enzim seperti mutase, fumarase, antara lain, yang boleh disebabkan oleh kecacatan genetik.

Pengesanan awal keseimbangan negatif kobalamin dalam organisma dilakukan dengan menentukan peningkatan asid metilmalonik dalam serum. Dengan kata lain, apabila vitamin B12 kekurangan, kepekatan MMA dalam serum meningkat.

MMA mengganggu pengeluaran tenaga di mitokondria dengan menghalang suhidinat dehidrogenase, kompleks protein yang mengangkut elektron.

Mitokondria, tempat di dalam sel di mana asid malonik dapat mengganggu proses metabolisme normal. Louisa Howard. Sumber: Wikimedia Commons.

Akibatnya, MMA yang tinggi boleh memberi kesan negatif kepada kesihatan. Kesan negatifnya terhadap sistem saraf dan buah pinggang telah dilaporkan. Sebaliknya, kelebihan MMA yang sangat besar menyebabkan akiduria.

Latihan dalam tubuh manusia

MMA dijumpai di dalam badan sebagai sebahagian daripada koenzim L-methylmalonyl-CoA. Apabila terdapat kerosakan fungsi enzim L-methylmalonyl-CoA-mutase, MMA terbentuk.

Enzim L-methylmalonyl-CoA-mutase memerlukan adenosyl-cobalamin, koenzim vitamin B-12, yang memangkinkan isomerisasi L-methylmalonyl-CoA terbalik kepada suksinil-CoA. Oleh itu, apabila adenosil-cobalamin tidak mencukupi, MMA berlebihan akan diperoleh.

Jumlah normal MMA dalam serum darah manusia

Menurut kajian yang dilakukan di Amerika Syarikat, bangsa atau etnik seseorang mempengaruhi kandungan normal MMA dalam serum darah.

Makmal analisis darah. Pengarang: Darko Stojanovic. Sumber: Pixabay.

Putih bukan Hispanik mempunyai kepekatan MMA serum yang jauh lebih tinggi daripada keturunan Hispanik-Mexico dan Afro bukan Hispanik, yang terakhir mempunyai kepekatan MMA serum terendah. Ia juga didapati bahawa usia seseorang mempengaruhi tahap MMA.

Kepekatan MMA mula meningkat selepas usia 40 tahun dan terus meningkat seiring bertambahnya usia. Selepas usia 70 tahun, ia meningkat dengan mendadak.

Yang terakhir ini boleh dikaitkan dengan gangguan fungsi ginjal. Walau bagaimanapun, tidak jelas sama ada MMA berlebihan merosakkan buah pinggang atau adakah kerosakan buah pinggang dengan sebab lain menyebabkan peningkatan MMA.

Penyakit yang berkaitan dengan tahap asid metilmalonik yang tinggi

Kehadiran tahap MMA yang sangat tinggi menyebabkan gangguan metabolik yang disebut aciduria atau asidemia MMA.

Ia dipromosikan oleh kekurangan sebahagian atau total enzim methylmalonyl-CoA-mutase, yang merupakan enzim mitokondria yang bergantung pada vitamin B12, yang campur tangan dalam langkah terakhir pengoksidaan valin, isoleusin dan asid lemak.

Tidak ada terapi yang diluluskan untuk penyakit ini. Pengurusannya dikurangkan kepada pengurangan pengambilan protein, suplemen karnitin dan kofaktor dan pemantauan perubatan.

Walau bagaimanapun, terapi mungkin telah dikembangkan yang terdiri daripada pemberian RNA utusan intravena yang dikemas dalam nanopartikel lipid yang boleh terbiodegradasi.

Pengarang: frolicsomepl. Sumber: Pixabay.

RNA messenger berkata mengekodkan pembentukan enzim methylmalonyl-CoA-mutase, yang membawa kepada pengurangan MMA dalam plasma.

Sintesis

Salah satu sintesis asid metilmalonik di makmal yang menarik perhatian adalah reaksi tindak balas kalium akrilat dengan kalium tetracarbonylhydruroferrate selama 4 jam pada suhu 70ºC di bawah atmosfera karbon monoksida CO.

Reaksinya adalah pemangkin dan sangat boleh ditularkan, di mana keadaan ringan dan hasil lebih besar daripada 95% menonjol. Ini adalah hidrokarboksilasi asid akrilik pertama yang memberi MMA.

Gunakan sebagai biomarker untuk kekurangan vitamin B12 atau cobalamin

Tahap tinggi MMA dalam serum darah telah dikaitkan dengan kekurangan vitamin B12. Dianggarkan bahawa kepekatan MMA meningkat dalam serum sebelum penurunan cobalamin dikesan dalam serum atau menyebabkan kerosakan pada badan.

Dalam kajian vegan dan lacto-ovo-vegetarian, serum MMA telah digunakan untuk menentukan kekurangan vitamin B12.

Ujian darah manusia. Sumber: Pixabay.

Penyiasat tertentu mendapati bahawa rawatan metformin pada pesakit dengan diabetes jenis 2 dikaitkan dengan peningkatan kepekatan MMA serum. Kesan ini meningkat dengan masa rawatan dengan metformin dan dikaitkan dengan penurunan kadar vitamin B12 pada pesakit ini.

Di samping itu, MMA telah diuji untuk mengetahui kekurangan vitamin B12 pada pesakit barah dan juga pada wanita hamil.

Walau bagaimanapun, penyelidik lain menunjukkan bahawa kegunaan kepekatan MMA serum dalam menentukan kekurangan vitamin B12 terhad pada pesakit dengan fungsi ginjal normal dan pada orang yang sangat muda.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Asid metilmalonik. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. dan Keb, MR (2018). Nilai Rujukan Penduduk untuk Kepekatan Asid Metilmalonik Serum dan Hubungannya dengan Umur, Jenis Kelamin, Etnik Ras, Penggunaan Tambahan, Fungsi Buah Pinggang dan Vitamin B12 Serum dalam Pembentukkan Asid Folik. Nutrien 2018, 10 (1): 74. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Tahap Asid Metilmalonik dan Hubungannya dengan Tambahan Cobalamin dalam Vegetarian Sepanyol. Makanan Tumbuhan untuk Pemakanan Manusia 2018, 73 (3): 166-171. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
4. Keluar, M. et al. (2018). Rawatan jangka panjang dengan metformin pada diabetes jenis 2 dan asid metilmalonik: Analisis Post Hoc percubaan 4.3 tahun terkawal secara rawak. Jurnal Diabetes dan Komplikasinya. Jilid 32, Edisi 2, Februari 2018, Halaman 171-178. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Terapi RNA Messenger Sistemik sebagai Rawatan untuk Asidemia Metilmalonik. Laporan Sel 2017, 21 (12), 3548-3558. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et al. (2016). Asid Metilmalonik dan Homosistein sebagai Petunjuk Kekurangan Vitamin B-12 dalam Kanser. PLOS ONE 2016 11 (1): e0147843. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. et al. (2016). Kajian Prospektif Serum Metilmalonik dan Homosistein pada Wanita Hamil. Nutrien 2016, 8 (12): 797. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. dan Passelaigue, E. (1990). Karbonilasi Pemangkin Sepenuhnya Regioselektif Derivatif Akrilik: Sintesis Asid Metilmalonik oleh Hidrokarboksilasi Pemangkin Besi Pentakarbonil Asid Akrilik. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Dipulihkan dari pubs.acs.org.