Homocystein - Homocysteine

Homocystein
Skelettformel
Boll-och-stick-modell
Namn
IUPAC -namn
2-amino-4-sulfanylbutansyra
Identifierare
3D -modell ( JSmol )
ChEBI
CHEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.006.567 Redigera detta på Wikidata
EG -nummer
KEGG
UNII
  • InChI = 1S/C4H9NO2S/c5-3 (1-2-8) 4 (6) 7/h3,8H, 1-2,5H2, (H, 6,7) kontrolleraY
    Nyckel: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYSA-N kontrolleraY
  • InChI = 1/C4H9NO2S/c5-3 (1-2-8) 4 (6) 7/h3,8H, 1-2,5H2, (H, 6,7)
    Nyckel: FFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYAS
  • C (CS) C (C (= O) O) N
Egenskaper
C 4 H 9 NO 2 S
Molmassa 135,18 g/mol
Utseende Vitt kristallint pulver
Smältpunkt 234–235 ° C (453–455 ° F; 507–508 K) (sönderdelas)
löslig
logg P -2,56
Surhet (p K a ) 2,25
Faror
GHS -piktogram GHS07: Farligt
GHS Signalord Varning
H302
Om inte annat anges, ges data för material i deras standardtillstånd (vid 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N verifiera  ( vad är   ?) kontrolleraY☒N
Infobox -referenser

Homocystein / ˌ h m s ɪ s t jag n / är en icke-proteinogen α-aminosyra . Det är en homolog för aminosyran cystein , som skiljer sig genom en ytterligare metylenbrygga (-CH 2 -). Det biosyntetiseras från metionin genom avlägsnande av dess terminala C ε -metylgrupp . I kroppen kan homocystein återvinnas till metionin eller omvandlas till cystein med hjälp av vissa B-vitaminer .

En hög nivå av homocystein i blodet ( hyperhomocysteinemi ) gör en person mer benägen att skada endotelceller , vilket leder till inflammation i blodkärlen, vilket i sin tur kan leda till aterogenes , vilket kan leda till ischemisk skada . Därför är hyperhomocysteinemi en möjlig riskfaktor för kranskärlssjukdom . Kranskärlssjukdom uppstår när en aterosklerotisk plack blockerar blodflödet till kranskärlen , som förser hjärtat med syresatt blod.

Hyperhomocysteinemi har korrelerats med förekomsten av blodproppar, hjärtinfarkt och stroke, även om det är oklart om hyperhomocysteinemi är en oberoende riskfaktor för dessa tillstånd. Hyperhomocysteinemi har också associerats med tidiga spontana aborter och med neuralrörsdefekter .

Strukturera

Zwitterionisk form av ( S ) -homocystein (vänster) och ( R ) -homocystein (höger)

Homocystein existerar vid neutrala pH -värden som en zwitterjon .

Biosyntes och biokemiska roller

Två av homocysteinens viktigaste biokemiska roller - (Homocystein syns i bildens vänstra mitt.) Det kan syntetiseras från metionin och sedan omvandlas tillbaka till metionin via SAM -cykeln eller användas för att skapa cystein och alfa -ketobutyrat.

Homocystein biosyntetiseras naturligt via en flerstegsprocess. Först mottar metionin en adenosingrupp från ATP , en reaktion katalyserad av S-adenosyl-metioninsyntetas , för att ge S- adenosylmetionin (SAM). SAM överför sedan metylgruppen till en acceptormolekyl, (t.ex. noradrenalin som en acceptor under epinefrin -syntes, DNA -metyltransferas som en intermediär acceptor i processen med DNA -metylering ). Adenosinet hydrolyseras sedan för att ge L -homocystein. L -Homocystein har två primära öden: omvandling via tetrahydrofolat (THF) tillbaka till L -metionin eller omvandling till L -cystein .

Biosyntes av cystein

Däggdjur biosyntetiserar aminosyran cystein via homocystein. Cystationin β-syntas katalyserar kondensationen av homocystein och serin för att ge cystationin . Denna reaktion använder pyridoxin (vitamin B 6 ) som en kofaktor. Cystationin-y-lyas omvandlar sedan denna dubbla aminosyra till cystein, ammoniak och a-ketobutyrat. Bakterier och växter förlitar sig på en annan väg för att producera cystein, beroende på O -acetylserin.

MTHFR metabolism: folat cykel, metionin cykel, trans-sulfuration och hyperhomocysteinemi - 5-MTHF : 5-metyltetrahydrofolat; 5,10-metyltetrahydrofolat; BAX : Bcl-2-associerat X-protein; BHMT : betain-homocystein S-metyltransferas; CBS : cystationin -betasyntas; CGL : cystationin gamma-lyas; DHF : dihydrofolat (vitamin B9); DMG : dimetylglycin; dTMP : tymidinmonofosfat; dUMP : deoxiuridinmonofosfat; FAD + flavin adenindikukleotid; FTHF : 10-formyltetrahydrofolat; MS : metioninsyntas; MTHFR : mehtylentetrahydrofolatreduktas; SAH : S-adenosyl-L-homocystein; SAMMA : S-adenosyl-L-metionin; THF : tetrahydrofolat

Metioninbärgning

Homocystein kan återvinnas till metionin . Denna process använder N5-metyltetrahydrofolat som metyldonator och kobalamin (vitamin B 12 ) -relaterade enzymer. Mer detaljer om dessa enzymer finns i artikeln för metioninsyntas .

Andra reaktioner av biokemisk betydelse

Homocystein kan cyklisera för att ge homocystein tiolakton , en femledad heterocykel . På grund av denna "självslingande" reaktion tenderar homocysteininnehållande peptider att klyva sig själva genom reaktioner som genererar oxidativ stress .

Homocystein fungerar också som en allosterisk antagonist vid dopamin D 2 -receptorer.

Det har föreslagits att både homocystein och dess tiolakton kan ha spelat en betydande roll för livets utseende på den tidiga jorden.

Homocysteinhalter

Totalt plasmahomocystein

Homocysteinhalterna är vanligtvis högre hos män än kvinnor och ökar med åldern.

Vanliga nivåer i västerländska populationer är 10 till 12 μmol/L, och nivåer på 20 μmol/L finns hos populationer med lågt B-vitaminintag eller hos äldre (t.ex. Rotterdam, Framingham).

Det minskar med metylfolatfällning, där det åtföljs av minskad metylmalonsyra, ökat folat och en minskning av formiminoglutaminsyra . Detta är motsatsen till MTHFR C677T -mutationer, vilket resulterar i en ökning av homocystein.

Blodreferensintervall för homocystein:
Sex Ålder Lägre gräns Övre gräns Enhet Upphöjd Terapeutiskt mål
Kvinna 12–19 år 3.3 7.2 μmol/L > 10,4 μmol/L
eller
> 140 μg/dl
<6,3 μmol/L
eller
<85 μg/dL
45 100 μg/dL
> 60 år 4.9 11.6 μmol/L
66 160 μg/dL
Manlig 12–19 år 4.3 9.9 μmol/L > 11,4 μmol/L
eller
> 150 μg/dL
60 130 μg/dL
> 60 år 5.9 15.3 μmol/L

+ |-

80 210 μg/dL

Intervallen ovan ges endast som exempel; testresultaten bör alltid tolkas med hjälp av intervallet från laboratoriet som tog fram resultatet.

Förhöjt homocystein

Onormalt höga nivåer av homocystein i serum, över 15 μmol/L, är ett medicinskt tillstånd som kallas hyperhomocysteinemi . Detta har påståtts vara en betydande riskfaktor för utveckling av ett brett spektrum av sjukdomar, inklusive trombos , neuropsykiatrisk sjukdom och frakturer. Det har också visat sig vara associerat med mikroalbuminuri, vilket är en stark indikator på risken för framtida kardiovaskulär sjukdom och nedsatt njurfunktion. Vitamin B 12 -brist, i kombination med höga serumfolatnivåer, har visat sig öka den totala homocysteinhalten också.

Vanligtvis hanteras Hyperhomocysteinemia med vitamin B 6 , vitamin B 9 och vitamin B 12 -tillskott. Tillskott med dessa vitaminer verkar dock inte förbättra kardiovaskulära sjukdomar.

Referenser

externa länkar