WikiDer > Метилглиоксаль

Methylglyoxal
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
C3ЧАС4О2
Молярная масса72.063 г · моль−1
ВнешностьЖелтая жидкость
Плотность1.046 г / см3
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
P201, P202, P234, P261, P264, P270, P271, P272, P280, P281, P301 + 312, P302 + 352, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P308 + 313, P310, P312, P321, P330, P332 + 313, P333 + 313, P337 + 313, P362, P363, P390
Родственные соединения
Связанный кетоны, альдегиды
Родственные соединения
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Метилглиоксаль (MGO) это органическое соединение с формулой CH3С (О) СНО. Это сокращенная производная от пировиноградная кислота. Это реактивное соединение, которое участвует в биологии сахарный диабет. Метилглиоксаль получают промышленным способом путем разложения углеводов с использованием сверхэкспрессированных метилглиоксальсинтаза.[1]

Химическая структура

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

Биохимия

Биосинтез и биодеградация

В организмах метилглиоксаль образуется как побочный продукт нескольких метаболические пути.[3] Метилглиоксаль в основном возникает как побочные продукты гликолиз с участием глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат. Также считается, что он возникает в результате разложения ацетона и треонина.[4] Иллюстрация бесчисленных путей к MGO, аристолоховая кислота вызывает 12-кратное увеличение содержания метилглиоксаля с 18 до 231 мкг / мг почечного белка у отравленных мышей.[5] Он может образоваться из 3-аминоацетон, который является промежуточным звеном треонин катаболизм, а также через перекисное окисление липидов. Однако наиболее важным источником является гликолиз. Здесь метилглиоксаль возникает в результате неферментативного отщепления фосфата от фосфата глицеральдегида и дигидроксиацетонфосфат (DHAP), два промежуточных продукта гликолиза. Это преобразование является основой потенциального биотехнологического пути к товарной химической продукции. 1,2-пропандиол.[6]

Поскольку метилглиоксаль очень цитотоксический, появилось несколько механизмов детоксикации. Один из них - глиоксалазная система. Метилглиоксаль выводит токсины глутатион. Глутатион реагирует с метилглиоксалем с образованием гемитиоацеталя, который превращается в S-D-лактоил-глутатион глиоксалаза I.[7] Этот тиоэфир гидролизуется до D-лактат к глиоксалаза II.[8]

Биохимическая функция

Метилглиоксаль участвует в образовании конечные продукты с улучшенным гликированием (ВОЗРАСТ).[4] В этом процессе метилглиоксаль реагирует со свободными аминогруппами лизин и аргинин и с тиоловыми группами цистеин формирование AGEs. 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

Из-за повышенного уровня глюкозы в крови метилглиоксаль имеет более высокие концентрации в диабетики и был связан с артериальный атерогенез. Повреждение метилглиоксалем липопротеин низкой плотности за счет гликирования вызывает четырехкратное усиление атерогенеза у диабетиков.[12] Метилглиоксаль связывается непосредственно с нервными окончаниями и тем самым увеличивает хроническую болезненность конечностей в диабетическая невропатия.[13][14]

Происхождение, другое

Метилглиоксаль входит в состав некоторых видов меда, в том числе манука мед; похоже, что он действует против Кишечная палочка и S. aureus и может помочь предотвратить образование биопленки образована P. aeruginosa .[15]

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

Рекомендации

  1. ^ Лихтенталер, Фридер В. (2010). «Углеводы как органическое сырье». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои: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». Экологические науки и технологии. 40 (20): 6318–6323. Bibcode:2006EnST ... 40.6318L. Дои:10.1021 / es060810w. PMID 17120559.
  3. ^ Иноуэ Ю., Кимура А. (1995). «Метилглиоксаль и регуляция его метаболизма в микроорганизмах». Adv. Microb. Физиол. Успехи микробной физиологии. 37: 177–227. Дои:10.1016 / S0065-2911 (08) 60146-0. ISBN 978-0-12-027737-7. PMID 8540421.
  4. ^ а б 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. Дои:10.1016 / j.diabres.2019.01.002. PMID 30664892.
  5. ^ Li, 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. Дои:10.1016 / j.bbrc.2012.06.049. PMID 22713464.
  6. ^ Карл Дж. Салливан, Аня Куэнц, Клаус ‐ Дитер Ворлоп (2018). «Пропандиолы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a22_163.pub2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  7. ^ Thornalley PJ (2003). «Глиоксалаза I - структура, функция и критическая роль в ферментативной защите от гликирования». Biochem. Soc. Транс. 31 (Pt 6): 1343–8. Дои:10.1042 / BST0311343. PMID 14641060.
  8. ^ Вандер Ягт DL (1993). «Глиоксалаза II: молекулярные характеристики, кинетика и механизм». Biochem. Soc. Транс. 21 (2): 522–7. Дои:10.1042 / bst0210522. PMID 8359524.
  9. ^ Галлиган Дж. Дж., Вепи Дж. А., Стритер М. Д., Кингсли П. Дж., Митченер М. М., Ваучоп, О. Р., Биверс, В. Н., Роуз К. Л., Ван Т., Шпигель Д. А., Марнетт Л. Дж. (Сентябрь 2018 г.). «Посттрансляционные модификации аргинина, полученные из метилглиоксаля, представляют собой многочисленные гистоновые метки». Proc Natl Acad Sci USA. 115 (37): 9228–9233. Дои:10.1073 / pnas.1802901115. ЧВК 6140490. PMID 30150385.
  10. ^ Zheng Q, Omans ND, Leicher R, Osunsade A, Agustinus AS, Finkin-Groner E, D'Ambrosio H, Liu B, Chandarlapaty S, Liu S, David Y (март 2019 г.). «Обратимое гликирование гистонов связано с заболеваниями в архитектуре хроматина». Nat Commun. 10 (1): 1289. Bibcode:2019NatCo..10.1289Z. Дои:10.1038 / s41467-019-09192-z. ЧВК 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. Дои:10.1074 / jbc.274.26.18492. PMID 10373458.
  12. ^ Rabbani N; Годфри, L; Сюэ, М; Шахин, Ф; Джеффрион, М; Milne, R; Thornalley, PJ (26 мая 2011 г.). «Гликирование ЛПНП метилглиоксалем увеличивает артериальную атерогенность. Возможный фактор увеличения риска сердечно-сосудистых заболеваний при диабете». Сахарный диабет. 60 (7): 1973–80. Дои:10.2337 / db11-0085. ЧВК 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. ^ Бирхаус, Анжелика; 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». Природа Медицина. 18 (6): 926–33. Дои:10,1038 / нм 2750. PMID 22581285. S2CID 205389296.
  15. ^ Исраили, Ж. (2014). «Антимикробные свойства меда». Американский журнал терапии. 21 (4): 304–23. Дои:10.1097 / MJT.0b013e318293b09b. PMID 23782759.
  16. ^ Уоллес А., Иди С., Майлз М., Мартин Н., 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. ^ Деген Дж, Фогель М, Рихтер Д., Хелвиг М, Хенле Т (2013). «Метаболический транзит диетического метилглиоксаля» J Agric Food Chem. 61 (43): 10253-60. PMID: 23451712