Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Метилглиоксаль
Формула скелета
Шариковая модель метилглиоксаля
Имена
Название ИЮПАК
2-оксопропанал
Другие имена
Пирувальдегид, 2-оксопропаналь
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
3DMet
906750
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100,001,059 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
MeSHМетилглиоксаль
UNII
Характеристики
С 3 Н 4 О 2
Молярная масса72,063  г · моль -1
ВнешностьЖелтая жидкость
Плотность1,046  г / см 3
Точка кипения 72 ° С (162 ° F, 345 К)
Опасности
Пиктограммы GHSGHS05: КоррозийныйGHS06: ТоксичноGHS08: Опасность для здоровья
Сигнальное слово GHSОпасность
H290 , H302 , H315 , H317 , H318 , H319 , H335 , H341
Р201 , Р202 , P234 , P261 , P264 , P270 , P271 , P272 , P280 , P281 , P301 + 312 , P302 + 352 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P308 + 313 , P310 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P333 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P390
Родственные соединения
Родственные кетоны , альдегиды
  • Глиоксаль
  • Пропиональдегид
  • Пропандиальный
  • Ацетон
  • Диацетил
  • Ацетилацетон
Родственные соединения
  • Глиоксиловая кислота
  • Пировиноградная кислота
  • Ацетоуксусная кислота
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

Метилглиоксаль ( MGO ) представляет собой органическое соединение с формулой CH 3 C (O) CHO. Это восстановленное производное пировиноградной кислоты . Это реактивное соединение, которое участвует в биологии диабета . Метилглиоксаль производят в промышленных масштабах путем разложения углеводов с использованием сверхэкспрессированной метилглиоксальсинтазы . [1]

Химическая структура [ править ]

Газообразный метилглиоксаль имеет две карбонильные группы, альдегид и кетон . В присутствии воды он существует в виде гидратов и олигомеров . Образование этих гидратов указывает на высокую реакционную способность MGO, которая связана с его биологическим поведением. [2]

Биохимия [ править ]

Биосинтез и биодеградация [ править ]

В организмах метилглиоксаль образуется как побочный продукт нескольких метаболических путей . [3] Метилглиоксаль в основном возникает как побочные продукты гликолиза с участием глицеральдегид-3-фосфата и дигидроксиацетонфосфата . Также считается, что он возникает в результате разложения ацетона и треонина. [4] В качестве иллюстрации бесчисленного множества путей к MGO, аристолоховая кислота вызвала 12-кратное увеличение содержания метилглиоксаля с 18 до 231 мкг / мг почечного белка у отравленных мышей. [5] Он может образовываться из 3-аминоацетона , который является промежуточным звеном катаболизма треонина , а также черезперекисное окисление липидов . Однако наиболее важным источником является гликолиз . Здесь метилглиоксаль образуется в результате неферментативного отщепления фосфата от глицеральдегидфосфата и дигидроксиацетонфосфата (DHAP), двух промежуточных продуктов гликолиза. Это преобразование является основой потенциального биотехнологического пути получения товарного химического вещества 1,2-пропандиола . [6]

Поскольку метилглиоксаль очень цитотоксичен , появилось несколько механизмов детоксикации. Одна из них - система глиоксалазы . Метилглиоксаль выводится из организма под действием глутатиона . Глутатион вступает в реакцию с метилглиоксаля дать гемитиоацеталя, которые преобразованы в S - D -lactoyl-глутатион от glyoxalase I . [7] Этот тиоэфир гидролизуют до D -лактата с помощью glyoxalase II . [8]

Биохимическая функция [ править ]

Метилглиоксаль участвует в образовании конечных продуктов гликирования (AGE). [4] В этом процессе метилглиоксаль взаимодействует со свободными аминогруппами лизина и аргинина и с тиоловыми группами цистеина, образуя AGE. Гистоны также очень восприимчивы к модификации метилглиоксалем, и эти модификации повышены при раке груди. [9] [10]

AGE, полученные в результате действия метилглиоксаля на аргинин. [11]

Биомедицинские аспекты [ править ]

Из-за повышенного уровня глюкозы в крови метилглиоксаль имеет более высокие концентрации у диабетиков и связан с артериальным атерогенезом . Повреждение метилглиоксалем липопротеинов низкой плотности в результате гликирования вызывает четырехкратное усиление атерогенеза у диабетиков. [12] Метилглиоксаль напрямую связывается с нервными окончаниями и тем самым увеличивает хроническую болезненность конечностей при диабетической невропатии . [13] [14]

Происхождение, другое [ править ]

Метилглиоксаль входит в состав некоторых видов меда, в том числе мёда манука ; он, по-видимому, обладает активностью в отношении E. coli и S. aureus и может помочь предотвратить образование биопленок, образованных P. aeruginosa . [15]

Исследования показывают, что метилглиоксаль, содержащийся в меде, не вызывает повышенного образования конечных продуктов гликирования (AGE) у здоровых людей. [16] [17]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Lichtenthaler, Frieder W. (2010). «Углеводы как органическое сырье». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.n05_n07 .
  2. ^ Лёффлер, Кирстен В .; Koehler, Charles A .; Пол, Николь М .; Де Хаан, Дэвид О. (2006). «Образование олигомеров при испарении водных растворов глиоксаля и метилглиоксаля». Наука об окружающей среде и технологии . 40 (20): 6318–6323. Bibcode : 2006EnST ... 40.6318L . DOI : 10.1021 / es060810w . PMID 17120559 . 
  3. ↑ Inoue Y, Kimura A (1995). «Метилглиоксаль и регуляция его метаболизма в микроорганизмах». Adv. Microb. Physiol . Успехи микробной физиологии. 37 : 177–227. DOI : 10.1016 / S0065-2911 (08) 60146-0 . ISBN 978-0-12-027737-7. PMID  8540421 .
  4. ^ a b Белье, Жюстин; Нокин, Мари-Жюли; Ларде, Ева; Кароян, Филипп; Пеулен, Оливье; Кастроново, Винсент; Беллахсен, Акейла (2019). «Метилглиоксаль, мощный индуктор AGE, связывает диабет и рак». Исследования диабета и клиническая практика . 148 : 200–211. DOI : 10.1016 / j.diabres.2019.01.002 . PMID 30664892 . 
  5. ^ Ли, YC; Tsai, SH; Chen, SM; Чанг, Ю.М. Хуанг, ТС; Хуанг, Ю.П .; Чанг, Коннектикут; Ли, Дж. А. (2012). «Аристолоховая кислота-индуцированное накопление метилглиоксаля и Nε- (карбоксиметил) лизина: важный и новый путь в патогенетическом механизме нефропатии аристолоховой кислоты». Biochem Biophys Res Commun . 423 (4): 832–7. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2012.06.049 . PMID 22713464 . 
  6. ^ Карл Дж Салливан, Аня Kuenz, Клаус-Дитер Vorlop (2018). «Пропандиолы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a22_163.pub2 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Thornalley PJ (2003). «Глиоксалаза I - структура, функция и критическая роль в ферментативной защите от гликирования». Biochem. Soc. Пер . 31 (Pt 6): 1343–8. DOI : 10.1042 / BST0311343 . PMID 14641060 . 
  8. ^ Вандер Jagt DL (1993). «Глиоксалаза II: молекулярные характеристики, кинетика и механизм». Biochem. Soc. Пер . 21 (2): 522–7. DOI : 10,1042 / bst0210522 . PMID 8359524 . 
  9. ^ Galligan JJ, Wepy JA, Streeter MD, Кингсли PJ, Митченер М.М., Wauchope ИЛИ, Бобры WN, Роза KL, Ван T, Spiegel Д.А., Марнетт LJ (сентябрь 2018). «Посттрансляционные модификации аргинина, производные метилглиоксаля, представляют собой многочисленные гистоновые метки» . Proc Natl Acad Sci USA . 115 (37): 9228–9233. DOI : 10.1073 / pnas.1802901115 . PMC 6140490 . PMID 30150385 .  
  10. ^ Чжэн Q, Omans Н.Д., Leicher R, Osunsade А, Agustinus А.С., Finkin-Гронер Е, Д'Амброзио Н, Лю Б, Chandarlapaty S, S Лю, Дэвид У (март 2019). «Обратимое гликирование гистонов связано с изменениями архитектуры хроматина, связанными с заболеванием» . Nat Commun . 10 (1): 1289. Bibcode : 2019NatCo..10.1289Z . DOI : 10.1038 / s41467-019-09192-Z . PMC 6426841 . PMID 30894531 .  
  11. ↑ Оя, Томоко; Хаттори, Нобутака; Мизуно, Йошикуни; Мията, Сатоши; Маэда, Сакан; Осава, Тошихико; Учида, Кодзи (1999). «Метилглиоксальная модификация белка» . Журнал биологической химии . 274 (26): 18492–18502. DOI : 10.1074 / jbc.274.26.18492 . PMID 10373458 . 
  12. ^ Раббани Н; Годфри, L; Сюэ, М; Шахин, Ф; Джеффрион, М; Milne, R; Thornalley, PJ (26 мая 2011 г.). «Гликирование ЛПНП метилглиоксалем увеличивает атерогенность артерий. Возможный фактор повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний при диабете» . Диабет . 60 (7): 1973–80. DOI : 10,2337 / db11-0085 . PMC 3121424 . PMID 21617182 .  
  13. ^ Spektrum: Diabetische Neuropathie: Methylglyoxal verstärkt den Schmerz: DAZ.online . Deutsche-apotheker-zeitung.de (21 мая 2012 г.). Проверено 11 июня 2012.
  14. ^ Bierhaus Ангелика; Флеминг, Томас; Стоянов, Стоян; Леффлер, Андреас; Малыши, Александру; Неаксу, Кристиан; Зауэр, Сюзанна К.; Эберхардт, Мирьям; и другие. (2012). «Метилглиоксальная модификация Nav1.8 способствует возбуждению ноцицептивных нейронов и вызывает гипералгезию при диабетической невропатии». Природная медицина . 18 (6): 926–33. DOI : 10.1038 / nm.2750 . PMID 22581285 . S2CID 205389296 .  
  15. ^ Israili, ZH (2014). «Антимикробные свойства меда». Американский журнал терапии . 21 (4): 304–23. DOI : 10.1097 / MJT.0b013e318293b09b . PMID 23782759 . 
  16. ^ Уоллес А, Иди S, Майлз М, Мартин Х, Маклахлан А, Родье М, Уиллис Дж, Скотт Р, Сазерленд Дж (2010). «Демонстрация безопасности меда манука UMF® 20+ в клинических испытаниях на людях с участием здоровых людей», Британский журнал питания. 103 (7): 1023-8. PMID: 20064284
  17. Перейти ↑ Degen J, Vogel M, Richter D, Hellwig M, Henle T (2013). «Метаболический транзит диетического метилглиоксаля» J Agric Food Chem. 61 (43): 10253-60. PMID: 23451712