 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК 3-гидроксибутановая кислота | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| 3DMet | |
| 773861 | |
| ЧЭБИ | |
| ЧЭМБЛ | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100,005,546  |
| КЕГГ | |
| MeSH | бета-гидроксибутират |
PubChem CID | |
| UNII | |
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| С 4 Н 8 О 3 | |
| Молярная масса | 104,105 г · моль -1 |
| Внешность | белое твердое вещество |
| Температура плавления | 44-46 |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | гидроксибутират |
Родственные карбоновые кислоты | пропионовая кислота молочная кислота 3-гидроксипропановая кислота малоновая кислота гидроксипентановая кислота масляная кислота β-метилмасляная кислота β-гидрокси β-метилмасляная кислота |
Родственные соединения | эритроза треоза 1,2-бутандиол 1,3-бутандиол 2,3-бутандиол 1,4-бутандиол |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
β-оксимасляная кислота , также известная как 3-гидроксимасляная кислота , представляет собой органическое соединение и бета-гидроксикислоту с химической формулой CH 3 CH (OH) CH 2 CO 2 H; его конъюгатное основание представляет собой β-гидроксибутират , также известный как 3-гидроксибутират . β-Оксимасляная кислота представляет собой хиральное соединение с двумя энантиомерами : D- β-гидроксимасляная кислота и L- β-гидроксимасляная кислота. Его окисленные и полимерные производные широко распространены в природе. У человека D- β-гидроксимасляная кислота является одним из двух основныхэндогенные агонисты из гидроксикарбоновой кислоты рецептора 2 (ГКА 2 ), A G I / O -coupled G-белком рецепторов (GPCR) , . [1] [2]
Биосинтез [ править ]
У человека D- β-гидроксибутират может синтезироваться в печени посредством метаболизма жирных кислот (например, бутирата ), β-гидрокси β-метилбутирата и кетогенных аминокислот посредством серии реакций, которые метаболизируют эти соединения в ацетоацетат , который является первым кетоновым телом , которое вырабатывается при голодании . Биосинтез D- β-гидроксибутирата из ацетоацетата катализируется ферментом β-гидроксибутиратдегидрогеназа .
Бутират также может метаболизироваться в D- β-гидроксибутират посредством второго метаболического пути , который не включает ацетоацетат в качестве промежуточного продукта метаболизма. Этот метаболический путь выглядит следующим образом: [3]
- бутират → бутирил-КоА → кротонил-КоА → β-гидроксибутирил-КоА → поли-β-гидроксибутират → D- β- ( D- β-гидроксибутирилокси ) -бутират → D- β-гидроксибутират
Последняя реакция в этом метаболическом пути, которая включает превращение D- β- ( D- β-гидроксибутирилокси ) -бутирата в D- β-гидроксибутират , катализируется ферментом гидроксибутират-димер-гидролазой . [3]
Концентрация β-гидроксибутирата в плазме крови человека, как и других кетоновых тел , увеличивается из-за кетоза . [4] Такой повышенный уровень β-гидроксибутирата является естественным, поскольку β-гидроксибутират образуется из ацетоацетата. Соединение может использоваться мозгом в качестве источника энергии при низком уровне глюкозы в крови . [5] диабетические пациенты могут иметь свои уровни кетоновых протестированные через мочу или кровь , чтобы указать , диабетический кетоацидоз . При алкогольном кетоацидозе это кетоновое тело вырабатывается в наибольшей концентрации. Кетогенез происходит, если оксалоацетатв клетках печени истощается, что вызвано снижением потребления углеводов (из-за диеты или голодания); длительное чрезмерное употребление алкоголя; и / или дефицит инсулина. Поскольку оксалоацетат имеет решающее значение для входа ацетил-КоА в цикл TCA, быстрое производство ацетил-КоА в результате окисления жирных кислот в отсутствие достаточного количества оксалоацетата подавляет снижение емкости цикла TCA, и возникающий в результате избыток ацетил-КоА является направлено на производство кетоновых тел. [ необходима цитата ]
Метаболизм лейцина у человека  |
Биологическая активность [ править ]
Этот раздел нуждается в расширении с помощью белков-транспортеров [9], которые перемещают его через липидные мембраны. Вы можете помочь, добавив к нему . ( Февраль 2018 г. ) |
D -β-гидроксимасляная кислота, наряду с масляной кислотой , являются двумя основными эндогенными агонистами из гидроксикарбоновой кислоты рецептора 2 (ГКО 2 ), A G I / O -coupled ХВГФА . [1] [2] [9]
β-Гидроксимасляная кислота способна проникать через гематоэнцефалический барьер в центральную нервную систему . [10] Уровень β-гидроксимасляной кислоты увеличивается в печени , сердце , мышцах , головном мозге и других тканях при физических упражнениях , ограничении калорий , голодании и кетогенной диете . [10] Было обнаружено, что соединение действует как ингибитор гистондеацетилазы (HDAC) . [10] За счет ингибирования изоферментов HDAC класса I HDAC2 и HDAC3.Было обнаружено, что β-гидроксимасляная кислота увеличивает уровни нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) и передачу сигналов TrkB в гиппокампе . [10] Кроме того, исследование на грызунах показало, что длительные упражнения увеличивают концентрацию β-гидроксибутирата в плазме, что индуцирует промоторы гена BDNF в гиппокампе. [10] Эти результаты могут иметь клиническое значение при лечении депрессии , тревожности и когнитивных нарушений . [10]
У пациентов с эпилепсией, соблюдающих кетогенную диету, уровни β-гидроксибутирата в крови лучше всего коррелируют со степенью контроля над приступами . Порог оптимального противосудорожного эффекта составляет примерно 4 ммоль / л. [11]
Лабораторная и промышленная химия [ править ]
β-Оксимасляная кислота является предшественником сложных полиэфиров, которые являются биоразлагаемыми пластиками . Этот полимер, поли (3-гидроксибутират) , также естественным образом продуцируется бактериями Alcaligenes eutrophus . [12]
β-гидроксибутират можно экстрагировать из поли (3-гидроксибутирата) кислотным гидролизом . [13]
Концентрация β-гидроксибутирата в плазме крови измеряется с помощью теста, в котором используется β-гидроксибутиратдегидрогеназа с НАД + в качестве электроноакцепторного кофактора. Превращение β-гидроксибутирата в ацетоацетат, которое катализируется этим ферментом, восстанавливает НАД + до НАДН , вызывая электрическое изменение; затем величину этого изменения можно использовать для экстраполяции количества β-гидроксибутирата в образце.
См. Также [ править ]
- Оксимасляная кислота
- Кетогенез
- Гамма-оксимасляная кислота
Примечания [ править ]
- ^ Эта реакция катализируется неизвестнымферментом тиоэстеразой . [6] [7]
Ссылки [ править ]
- ^ a b Offermanns S, Colletti SL, Lovenberg TW, Semple G, Wise A, IJzerman AP (июнь 2011 г.). «Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии. LXXXII: Номенклатура и классификация рецепторов гидроксикарбоновых кислот (GPR81, GPR109A и GPR109B)» . Фармакологические обзоры . 63 (2): 269–90. DOI : 10,1124 / pr.110.003301 . PMID 21454438 .
- ^ a b Offermanns S, Colletti SL, IJzerman AP, Lovenberg TW, Semple G, Wise A, Waters MG. «Рецепторы гидроксикарбоновых кислот» . Руководство по фармакологии IUPHAR / BPS . Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии . Проверено 13 июля 2018 .
- ^ a b «Метаболизм бутаноата - контрольный путь» . Киотская энциклопедия генов и геномов . Kanehisa Laboratories. 1 ноября 2017 . Проверено 1 февраля 2018 .
- ^ Perelas A, Старос EB (30 октября 2015). «Бета-гидроксибутират» . Medscape . WebMD LLC . Проверено 8 февраля 2017 года .
- ^ OE Owen; и другие. (1967). «Метаболизм мозга при голодании» . Журнал клинических исследований . 46 (10): 1589–1595. DOI : 10.1172 / JCI105650 . PMC 292907 . PMID 6061736 .
- ^ "Реакция KEGG: R10759" . Киотская энциклопедия генов и геномов . Kanehisa Laboratories . Проверено 24 июня +2016 .
- ^ Mock DM, Stratton SL, Хорват TD, Bogusiewicz A, Matthews Н.И., Henrich CL, Dawson AM, Спенсер HJ, Оуэн С. Н., Boysen G, Moran JH (ноябрь 2011). «Экскреция с мочой 3-гидроксиизовалериановой кислоты и 3-гидроксиизовалерилкарнитина увеличивается в ответ на провокацию лейцином у людей с незначительным дефицитом биотина» . основной источник. Журнал питания . 141 (11): 1925–1930. DOI : 10,3945 / jn.111.146126 . PMC 3192457 . PMID 21918059 .
Нарушение метаболизма переводит метилкротонил-КоА в 3-гидроксиизовалерил-КоА в реакции, катализируемой еноил-КоА-гидратазой (22, 23). Накопление 3-гидроксиизовалерил-КоА может подавлять клеточное дыхание либо напрямую, либо посредством воздействия на соотношение ацил-КоА: свободный КоА, если не происходит дальнейшего метаболизма и детоксикации 3-гидроксиизовалерил-КоА (22). Перенос карнитина с помощью 4 карнитин-ацил-CoA трансфераз, распределенных в субклеточных компартментах, вероятно, служит важным резервуаром для ацильных фрагментов (39–41). 3-Гидроксиизовалерил-КоА, вероятно, детоксифицируется карнитин-ацетилтрансферазой, продуцирующей 3HIA-карнитин, который транспортируется через внутреннюю митохондриальную мембрану (и, следовательно, эффективно из митохондрий) через карнитин-ацилкарнитинтранслоказу (39).Считается, что 3HIA-карнитин либо непосредственно деацилируется гидролазой до 3HIA, либо подвергается второму обмену КоА с образованием 3-гидроксиизовалерил-КоА с последующим высвобождением 3HIA и свободного КоА тиоэстеразой.
- ^ a b «Разложение валина, лейцина и изолейцина - контрольный путь» . Киотская энциклопедия генов и геномов . Kanehisa Laboratories. 27 января 2016 . Проверено 1 февраля 2018 .
- ^ a b «β-D-гидроксимасляная кислота: биологическая активность» . Руководство по фармакологии IUPHAR / BPS . Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии . Проверено 5 февраля 2018 .
- ^ Б с д е е Sleiman SF, Генри J, Al-Haddad R, Эль Hayek L, Abou Хайдара Е, Стрингер Т, Уля D, Karuppagounder С.С., Holson Е.Б., Ратан RR, Нинан I, Chao М.В. (2016). «Упражнения способствуют экспрессии нейротрофического фактора мозга (BDNF) за счет действия β-гидроксибутирата кетоновых тел» . eLife . 5 . DOI : 10.7554 / eLife.15092 . PMC 4915811 . PMID 27253067 .
- ^ Gilbert DL, Pyzik PL, Freeman JM (2000). «Кетогенная диета: контроль приступов лучше коррелирует с бета-гидроксибутиратом в сыворотке, чем с кетонами в моче». Журнал детской неврологии . 15 (3): 787–790. DOI : 10.1177 / 088307380001501203 . PMID 11198492 . S2CID 46659339 .
- ^ Ёсихару Дой; Масао Куниока; Ёсиюки Накамура; Казуо Сога (1988). «Ядерно-магнитные резонансные исследования необычных бактериальных сополиэфиров 3-гидроксибутирата и 4-гидроксибутирата». Макромолекулы . 21 (9): 2722–2727. Bibcode : 1988MaMol..21.2722D . DOI : 10.1021 / ma00187a012 .
- ^ Дитер Зеебах, Альберт К. Бек, Ричард Брайтшу и Курт Джоб "Прямое разложение биополимерного поли [( R ) -3-гидроксимасляной кислоты до ( R ) -3-гидроксибутановой кислоты и ее метилового эфира» Орг. Synth. 1993 г., 71, 39. DOI : 10,15227 / orgsyn.071.0039
