Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с гомоцистином .
Гомоцистеин
Формула скелета
Шариковая модель
Имена
Название ИЮПАК
2-амино-4-сульфанилбутановая кислота
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.006.567 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 207-222-9
КЕГГ
UNII
  • InChI = 1S / C4H9NO2S / c5-3 (1-2-8) 4 (6) 7 / h3,8H, 1-2,5H2, (H, 6,7) проверитьY
    Ключ: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C4H9NO2S / c5-3 (1-2-8) 4 (6) 7 / h3,8H, 1-2,5H2, (H, 6,7)
    Ключ: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYAS
  • С (CS) С (С (= O) O) N
Характеристики
C 4 H 9 НЕТ 2 S
Молярная масса135,18 г / моль
ВнешностьБелый кристаллический порошок
Температура плавления234–235 ° C (453–455 ° F, 507–508 K) [2] (разлагается)
растворимый
журнал P-2,56 [1]
Кислотность (p K a )2,25 [1]
Опасности
Пиктограммы GHSGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHSПредупреждение
H302
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гомоцистеин / ˌ ч oʊ м oʊ с ɪ ы т я н / не-протеиногенными α-аминокислота . Это гомолог аминокислоты цистеина , отличающийся дополнительным метиленовым мостиком (-CH 2 -). Он биосинтезируется из метионина путем удаления его концевой метильной группы C ε . В организме гомоцистеин может быть переработан в метионин или преобразован в цистеин с помощью определенных витаминов .

Высокий уровень гомоцистеина в крови ( гипергомоцистеинемия ) делает человека более предрасположенным к повреждению эндотелиальных клеток , что приводит к воспалению кровеносных сосудов, что, в свою очередь, может привести к атерогенезу , что может привести к ишемическому повреждению . [3] Таким образом, гипергомоцистеинемия является возможным фактором риска ишемической болезни сердца . Ишемическая болезнь сердца возникает, когда атеросклеротическая бляшка блокирует приток крови к коронарным артериям , которые снабжают сердце насыщенной кислородом кровью.

Гипергомоцистеинемия коррелирует с возникновением тромбов, сердечных приступов и инсультов, хотя неясно, является ли гипергомоцистеинемия независимым фактором риска этих состояний. [4] Гипергомоцистеинемия также связана с ранними самопроизвольными абортами [5] и дефектами нервной трубки . [6]

Структура [ править ]

Цвиттерионная форма ( S ) -гомоцистеина (слева) и ( R ) -гомоцистеина (справа)

Гомоцистеин существует при нейтральных значениях pH в виде цвиттериона .

Биосинтез и биохимические роли [ править ]

Две основные биохимические роли гомоцистеина - (Гомоцистеин показан в левой середине изображения.) Он может быть синтезирован из метионина, а затем преобразован обратно в метионин через цикл SAM или использован для создания цистеина и альфа-кетобутирата.

Гомоцистеин биосинтезируется естественным путем в многоступенчатом процессе. [7] Во-первых, метионин получает аденозиновую группу от АТФ , реакция, катализируемая S-аденозилметионинсинтетазой , дает S- аденозилметионин (SAM). Затем SAM передает метильную группу молекуле-акцептору (например, норэпинефрин в качестве акцептора во время синтеза адреналина , ДНК-метилтрансфераза в качестве промежуточного акцептора в процессе метилирования ДНК ). Затем аденозин гидролизуют с образованием L- гомоцистеина. L- гомоцистеин имеет две основные судьбы: преобразование черезтетрагидрофолат (THF) обратно в L- метионин или преобразование в L- цистеин . [8]

Биосинтез цистеина [ править ]

Млекопитающие биосинтезируют цистеин аминокислоты через гомоцистеин. Цистатионин-β-синтаза катализирует конденсацию гомоцистеина и серина с образованием цистатионина . В этой реакции в качестве кофактора используется пиридоксин (витамин B 6 ). Затем цистатионин-γ-лиаза превращает эту двойную аминокислоту в цистеин, аммиак и α-кетобутират. Бактерии и растения производят цистеин по другому пути, полагаясь на O- ацетилсерин. [9]

Метаболизм MTHFR: цикл фолиевой кислоты, цикл метионина, транс-сульфурация и гипергомоцистеинемия - 5-MTHF : 5-метилтетрагидрофолат; 5,10-метилтетрагидрофолат; BAX : Bcl-2-ассоциированный X-белок; BHMT : бетаин-гомоцистеин-S-метилтрансфераза; CBS : цистатионин-бета-синтаза; CGL : цистатионин гамма-лиаза; DHF : дигидрофолат (витамин B9); DMG : диметилглицин; dTMP : монофосфат тимидина; dUMP : монофосфат дезоксиуридина; ФАД + флавинадениндикуклеотид; FTHF : 10-формилтетрагидрофолат; РС: метионинсинтаза; MTHFR : метилентетрагидрофолатредуктаза; SAH : S-аденозил-L-гомоцистеин; ЖЕ : S-аденозил-L-метионин; THF : тетрагидрофолат

Спасение метионина [ править ]

Гомоцистеин можно переработать в метионин . В этом процессе в качестве донора метила используются N5- метилтетрагидрофолат и ферменты, связанные с кобаламином (витамином B 12 ). Более подробно об этих ферментах можно прочитать в статье о метионинсинтазе .

Другие реакции, имеющие биохимическое значение [ править ]

Гомоцистеин может циклизоваться, давая гомоцистеин тиолактон , пятичленный гетероцикл . Из-за этой реакции "само-зацикливания" гомоцистеин-содержащие пептиды имеют тенденцию к расщеплению в результате реакций, вызывающих окислительный стресс . [10]

Гомоцистеин также действует как аллостерический антагонист рецепторов допамина D 2 . [11]

Было высказано предположение, что и гомоцистеин, и его тиолактон, возможно, сыграли значительную роль в появлении жизни на ранней Земле. [12]

Уровни гомоцистеина [ править ]

Общий гомоцистеин в плазме

Уровень гомоцистеина у мужчин обычно выше, чем у женщин, и увеличивается с возрастом. [13] [14]

Обычные уровни в западных популяциях составляют от 10 до 12 мкмоль / л, а уровни 20 мкмоль / л обнаруживаются в группах населения с низким потреблением витамина B или у пожилых людей (например, Роттердам, Фрамингем). [15] [16]

Он снижается при захвате метилфолиевой кислоты , где это сопровождается снижением содержания метилмалоновой кислоты, повышением содержания фолиевой кислоты и снижением содержания форминоглутаминовой кислоты . [17] Это противоположно мутации MTHFR C677T, которая приводит к увеличению уровня гомоцистеина. [ необходима цитата ]

Референсные диапазоны гомоцистеина в крови :
СексВозрастНижний пределВерхний пределЕдиница измеренияПовышенныйЛечебная цель
женский12–19 лет3,3 [18]7.2 [18]мкмоль / л> 10,4 мкмоль / л
или
> 140 мкг / дл		<6,3 мкмоль / л [19]
или
<85 мкг / дл [19]
45 [20]100 [20]мкг / дл
> 60 лет4,9 [18]11,6 [18]мкмоль / л
66 [20]160 [20]мкг / дл
Мужской12–19 лет4,3 [18]9,9 [18]мкмоль / л> 11,4 мкмоль / л
или
> 150 мкг / дл
60 [20]130 [20]мкг / дл
> 60 лет5,9 [18]15,3 [18]мкмоль / л

+ | -

80 [20]210 [20]мкг / дл

Вышеуказанные диапазоны приведены только в качестве примеров; результаты тестов всегда следует интерпретировать, используя диапазон, предоставленный лабораторией, которая выдала результат.

Повышенный гомоцистеин [ править ]

Основная статья: Гипергомоцистеинемия

Аномально высокий уровень гомоцистеина в сыворотке, превышающий 15 мкмоль / л, является заболеванием, называемым гипергомоцистеинемией . [21] Это было заявлено как значительный фактор риска для развития широкого спектра заболеваний, включая тромбозы , [22] нервно-психические заболевания, [23] [24] [25] [26] и переломы. [27] [28] Это также связано с микроальбуминурией, которая является сильным индикатором риска сердечно-сосудистых заболеваний и дисфункции почек в будущем. [29] Витамин B 12Было обнаружено, что дефицит в сочетании с высоким уровнем фолиевой кислоты в сыворотке также увеличивает общую концентрацию гомоцистеина. [30]

Обычно гипергомоцистеинемия лечится с помощью добавок витамина B 6 , витамина B 9 и витамина B 12 . [31] Однако добавление этих витаминов не улучшает исходы сердечно-сосудистых заболеваний. [32]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Chalcraft, Kenneth R .; Ли, Ричард; Миллс, Касандра; Бритц-МакКиббин, Филип (2009). «Виртуальная количественная оценка метаболитов с помощью капиллярного электрофореза-электрораспылительной ионизации-масс-спектрометрии: прогнозирование эффективности ионизации без химических стандартов». Аналитическая химия . 81 (7): 2506–2515. DOI : 10.1021 / ac802272u . PMID  19275147 .
  2. ^ Аллен, Милтон Дж .; Штейнман, Гарри Г. (1952). «Электролитическое восстановление гомоцистина при контролируемом эталонном потенциале». Журнал Американского химического общества . 74 (15): 3932–3933. DOI : 10.1021 / ja01135a502 .
  3. ^ Boudi, Брайан Ф. «Некоронарный атеросклероз» . Medscape. Архивировано 11 мая 2013 года.
  4. ^ Гомоцистеин: факты , письмо о здоровье и питании пучков, 31 июля 2020 г.
  5. ^ Nelen WL, Блом HJ, Steegers Е.А., ден Heijer M, Томас CM, Eskes TK (2000). «Уровни гомоцистеина и фолиевой кислоты как факторы риска повторной потери беременности на ранних сроках». Obstet Gynecol . 95 (4): 519–24. DOI : 10.1016 / s0029-7844 (99) 00610-9 . PMID 10725483 . S2CID 26125655 .  
  6. ^ van der Put NJ et al.Фолиевая кислота , гомоцистеин и дефекты нервной трубки: обзор. Архивировано 16 сентября 2015 г. в Wayback Machine Exp Biol Med (Maywood), апрель 2001 г., т. 226 нет. 4 243–270
  7. ^ Selhub, J. (1999). «Метаболизм гомоцистеина» . Ежегодный обзор питания . 19 : 217–246. DOI : 10.1146 / annurev.nutr.19.1.217 . PMID 10448523 . S2CID 2335090 .  
  8. ^ Champe, PC и Харви, RA. "Биохимия. Иллюстрированные обзоры Липпинкотта" 4-е изд. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2008 г.
  9. ^ Нельсон, DL; Кокс, М.М. "Ленингер, принципы биохимии", 3-е изд. Стоит опубликовать : Нью-Йорк, 2000. ISBN 1-57259-153-6 . 
  10. ^ Сибриан-Vazquez M, Escobedo JO, Lim S, Samoei GK, Стронгин RM (январь 2010). «Гомоцистамиды способствуют свободнорадикальному и окислительному повреждению белков» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 107 (2): 551–4. Bibcode : 2010PNAS..107..551S . DOI : 10.1073 / pnas.0909737107 . PMC 2818928 . PMID 20080717 .  
  11. ^ Агнати, LF; Ферре, S; Genedani, S; Лев, G; Guidolin, D; Филаферро, М; Carriba, P; Casadó, V; Lluis, C; Franco, R; Woods, AS; Fuxe, K (ноябрь 2006 г.). «Аллостерическая модуляция дофаминовых рецепторов D2 гомоцистеином» (PDF) . Журнал протеомных исследований . 5 (11): 3077–83. CiteSeerX 10.1.1.625.26 . DOI : 10.1021 / pr0601382 . PMID 17081059 . Архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-09.   
  12. ^ Валле, Янник; Шалаил, Ибрагим; Ли, Киеу-Дунг; Рао, К.В. Рагхавендра; Паэпе, Гаэль Де; Меркер, Катарина; Милет, Энн (2017-11-08). «В самом начале жизни на Земле: мировая гипотеза о богатых тиолами пептидах (TRP)» . Международный журнал биологии развития . 61 (8–9): 471–478. DOI : 10,1387 / ijdb.170028yv . ISSN 0214-6282 . PMID 29139533 .  
  13. ^ Nygård, О; Vollset, SE; Refsum, H; Стенсволд, I; Твердаль, А; Nordrehaug, JE; Ueland, M; Kvåle, G (15 ноября 1995 г.). «Общий гомоцистеин в плазме и профиль сердечно-сосудистого риска. Исследование гомоцистеина Hordaland». JAMA: Журнал Американской медицинской ассоциации . 274 (19): 1526–33. DOI : 10,1001 / jama.274.19.1526 . PMID 7474221 . 
  14. ^ Refsum, H; Нурк, Э; Смит, AD; Ueland, PM; Gjesdal, CG; Бьелланд, я; Твердаль, А; Скажите, GS; Нюгард, О; Vollset, SE (июнь 2006 г.). «Исследование гомоцистеина в Хордаланде: исследование гомоцистеина, его детерминант и ассоциаций с болезнью на уровне сообщества» . Журнал питания . 136 (6 доп.): 1731S – 1740S. DOI : 10.1093 / JN / 136.6.1731S . PMID 16702348 . 
  15. ^ Боты, Michiel L .; Launer, Lenore J .; Линдеманс, Ян; Мотыги, Арно В .; Хофман, Альберт; Виттеман, Жаклин CM; Koudstaal, Peter J .; Гробби, Дидерик Э. (1999-01-11). «Гомоцистеин и краткосрочный риск инфаркта миокарда и инсульта у пожилых людей» . Архивы внутренней медицины . 159 (1): 38–44. DOI : 10,1001 / archinte.159.1.38 . ISSN 0003-9926 . PMID 9892328 .  
  16. ^ Селхуб, Дж .; Жак, П.Ф .; Bostom, AG; Уилсон, П. В.; Розенберг, IH (2000). «Связь между гомоцистеином плазмы и витаминным статусом в популяции исследования Фрамингема. Влияние обогащения фолиевой кислоты». Обзоры общественного здравоохранения . 28 (1–4): 117–145. ISSN 0301-0422 . PMID 11411265 .  
  17. ^ Скотт, JohnM .; Weir, DonaldG. (15 августа 1981 г.). «МЕТИЛФОЛАТНАЯ ЛОВУШКА: физиологическая реакция человека на предотвращение дефицита метильных групп в квашиоркоре (дефицит метионина) и объяснение вызванного фолиевой кислотой обострения подострой комбинированной дегенерации при пернициозной анемии». Ланцет . 318 (8242): 337–340. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (81) 90650-4 . ISSN 0140-6736 . PMID 6115113 . S2CID 29977127 .   
  18. ^ a b c d e f g h "Гомоцистеин" . www.thedoctorsdoctor.com . Архивировано из оригинала на 2008-12-05 . Проверено 22 ноября 2008 .
  19. ^ a b Adëeva Nutritionals Canada> Оптимальные значения анализов крови. Архивировано 29 мая 2009 г. на Wayback Machine. Получено 9 июля 2009 г.
  20. ^ a b c d e f g h Получено из молярных значений с использованием молярной массы 135 г / моль.
  21. ^ «Гипергомоцистеинемия - Гематология и онкология - Профессиональное издание Руководств Merck» . merckmanuals.com . Архивировано 9 июня 2017 года.
  22. Перейти ↑ Cattaneo, M (февраль 1999 г.). «Гипергомоцистеинемия, атеросклероз и тромбоз». Тромбоз и гемостаз . 81 (2): 165–76. DOI : 10,1055 / с-0037-1614438 . PMID 10063987 . 
  23. ^ Моррис, MS (июль 2003 г.). «Гомоцистеин и болезнь Альцгеймера». Ланцетная неврология . 2 (7): 425–8. DOI : 10.1016 / s1474-4422 (03) 00438-1 . PMID 12849121 . S2CID 20443022 .  
  24. ^ Smach, Массачусетс; Джейкоб, N; Golmard, JL; Charfeddine, B; Ламмоути, Т; Бен Осман, L; Дриди, Н; Bennamou, S; Лимем, К. (2011). «Фолиевая кислота и гомоцистеин в спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Альцгеймера или деменцией: исследование случай-контроль». Европейская неврология . 65 (5): 270–8. DOI : 10.1159 / 000326301 . PMID 21474939 . S2CID 7689901 .  
  25. ^ Смит, AD; Смит, С. М.; де Ягер, Калифорния; Whitbread, P; Джонстон, К; Agacinski, G; Улхадж, А; Брэдли, КМ; Якоби, Р. Refsum, H (8 сентября 2010 г.). «Снижение уровня гомоцистеина с помощью витаминов B замедляет скорость ускоренной атрофии мозга при легких когнитивных нарушениях: рандомизированное контролируемое исследование» . PLOS ONE . 5 (9): e12244. Bibcode : 2010PLoSO ... 512244S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0012244 . PMC 2935890 . PMID 20838622 .  
  26. ^ Дитрих-Muszalska, A; Малиновская, Дж; Olas, B; Głowacki, R; Лысый, E; Вахович, Б; Rabe-Jabłońska, J (май 2012 г.). «Окислительный стресс может быть вызван повышенным уровнем гомоцистеина у больных шизофренией» . Нейрохимические исследования . 37 (5): 1057–62. DOI : 10.1007 / s11064-012-0707-3 . PMC 3321271 . PMID 22270909 .  
  27. ^ Маклин, RR; Жак, П.Ф .; Селхуб, Дж; Такер, KL; Самельсон, EJ; Broe, KE; Hannan, MT; Капплс, штат Луизиана; Киль, ДП (13 мая 2004 г.). «Гомоцистеин как прогностический фактор перелома шейки бедра у пожилых людей» . Медицинский журнал Новой Англии . 350 (20): 2042–9. DOI : 10.1056 / NEJMoa032739 . PMID 15141042 . S2CID 22853996 .  
  28. ^ ван Мерс, JB; Дхонукше-Руттен, РА; Pluijm, SM; ван дер Клифт, М; де Йонге, Р. Линдеманс, Дж; де Гроот, LC; Хофман, А; Witteman, JC; van Leeuwen, JP; Бретелер, ММ; Губы, P; Pols, HA; Uitterlinden, AG (13 мая 2004 г.). «Уровни гомоцистеина и риск остеопоротического перелома» . Медицинский журнал Новой Англии . 350 (20): 2033–41. DOI : 10.1056 / NEJMoa032546 . hdl : 1765/8452 . PMID 15141041 . 
  29. ^ Jager, A; Костенсе, П.Дж.; Nijpels, G; Деккер, JM; Heine, RJ; Bouter, LM; Донкер, AJ; Stehouwer, CD (январь 2001 г.). «Уровни гомоцистеина в сыворотке связаны с развитием (микро) альбуминурии: исследование Хорна» . Артериосклероз, тромбоз и биология сосудов . 21 (1): 74–81. DOI : 10,1161 / 01.ATV.21.1.74 . PMID 11145936 . 
  30. ^ Селхуб, Дж .; Моррис, MS; Жак, П.Ф. (4 декабря 2007 г.). «При дефиците витамина B12 более высокий уровень фолиевой кислоты в сыворотке крови связан с повышенными концентрациями общего гомоцистеина и метилмалоновой кислоты» . Труды Национальной академии наук . 104 (50): 19995–20000. Bibcode : 2007PNAS..10419995S . DOI : 10.1073 / pnas.0709487104 . ISSN 0027-8424 . PMC 2148411 . PMID 18056804 .   
  31. ^ Stehouwer, Коэн DA; Гульденер, Коэн ван (2005). «Гомоцистеин-понижающая терапия: обзор». Мнение эксперта по фармакотерапии . 2 (9): 1449–60. DOI : 10.1517 / 14656566.2.9.1449 . PMID 11585023 . S2CID 45945199 .  
  32. ^ Марти-Карвахаль, Артуро Дж .; Сола, Иван; Латирис, Димитриос (15 января 2015 г.). Марти-Карвахаль, Артуро Дж (ред.). «Гомоцистеинснижающие вмешательства для предотвращения сердечно-сосудистых событий» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 1 : CD006612. DOI : 10.1002 / 14651858.CD006612.pub4 . ISSN 1469-493X . PMC 4164174 . PMID 25590290 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Гомоцистеин MS Spectrum
  • Гомоцистеин в лабораторных тестах онлайн
  • Гомоцистеин: монография по аналитам [ постоянная мертвая ссылка ] - Ассоциация клинической биохимии и лабораторной медицины
  • Профессор Дэвид Спенс об уровнях гомоцистеина, повреждении почек и сердечно-сосудистых заболеваниях , Отчет о состоянии здоровья , Radio National, 24 мая 2010 г.