กรดเมทิลมาโลนิก: โครงสร้างคุณสมบัติการสังเคราะห์การใช้งาน - เคมี - 2026

methylmalonic กรดเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรทางเคมีคือ C ₄ H ₆ O ₄หรือ HOOC-CH (CH ₃ ) -COOH เป็นกรด dicarboxylic หรือที่เรียกว่า 2-methylpropanedioic acid พบได้ในร่างกายมนุษย์เนื่องจากเป็นอนุพันธ์ของการเผาผลาญ

กรดเมทิลมาโลนิกเป็นตัวกลางในการเผาผลาญไขมันและโปรตีน การเปลี่ยนแปลงภายในร่างกายไปเป็นสารประกอบอื่นขึ้นอยู่กับการมีเอนไซม์ที่ได้จากโคบาลามินหรือวิตามินบี 12

เซลล์ของมนุษย์มองเห็นได้จากกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง ในไซโทพลาซึมของมันจะเกิดกรดเมธิลมาโลนิก สีเขียวอมฟ้า: แกนกลาง สีแดง: เมมเบรน มาร์ควิดัล ที่มา: Wikimedia Commons

เมื่อความเข้มข้นในซีรั่มในเลือดมีค่าสูงอาจเกิดปัญหาเช่นการขาดวิตามินบี 12 หรือการขาดสารพันธุกรรมของเอนไซม์บางชนิด ด้วยเหตุนี้การใช้ที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือการตรวจหาการขาดวิตามินบี 12

กรดเมทิลมาโลนิกในปริมาณสูงอาจทำให้เกิดปัญหากับระบบประสาทและไต หากระดับสูงเกินไปจะเกิดความผิดปกติของการเผาผลาญที่เรียกว่า aciduria ซึ่งไม่พบยารักษาเนื่องจากได้รับการควบคุมในระดับหนึ่งเท่านั้น

อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์การแพทย์กำลังศึกษาวิธีการใหม่ ๆ ในการรักษาภาวะกรดในปัสสาวะที่เกิดจากกรดเมทิลมาโลนิก

โครงสร้าง

กรดเมธิลมาโลนิกเกิดจากโซ่หลักที่มีคาร์บอน 3 ตัวซึ่งอยู่ตรงกลางมีหมู่เมธิล --CH ₃และคาร์บอนปลายอยู่ในกลุ่ม –COOH ดังนั้นจึงเป็นกรดไดคาร์บอกซิลิก

โครงสร้างของโมเลกุลของกรด malonic หรือกรด 2-methylpropanedioic Fvasconcellos 18:59 น. 26 พฤษภาคม 2550 (UTC) ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

- กรดเมทิลมาโลนิก

- กรด 2-methylpropanedioic

- กรด 1,1-ethanedicarboxylic

- MMA (กรด MethylMalonic)

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ของแข็ง

น้ำหนักโมเลกุล

118.09 ก. / โมล

จุดหลอมเหลว

135 ºC

การละลาย

ในน้ำ: 679.0 มก. / มล

ค่าคงที่การแยกตัว

pK _a = 3.12 (ที่ 20 ° C)

สถานที่ตั้งในธรรมชาติ

เป็นสารเมตาโบไลต์ของมนุษย์ นั่นหมายความว่ามันเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเผาผลาญบางอย่างโดยเฉพาะจากไขมันและโปรตีน แยกได้จากปัสสาวะของมนุษย์เป็นครั้งแรกในปี 2500 โดยส่วนใหญ่อยู่ในไซโทพลาซึมของเซลล์ของไตและตับ

ความเข้มข้นที่สูงกว่าค่าปกติมีความสัมพันธ์กับโรคหลายชนิดเช่นการขาดวิตามินบี 12 หรือการดูดซึมโคบาลามินการขาดเอนไซม์บางชนิดเช่นมิวเทสฟูมาราสเป็นต้นซึ่งอาจเกิดจากความบกพร่องทางพันธุกรรม

การตรวจหาสมดุลที่เป็นลบของโคบาลามินในสิ่งมีชีวิตในระยะแรกทำได้โดยการระบุการเพิ่มขึ้นของกรดเมธิลมาโลนิกในซีรั่ม กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อขาดวิตามินบี 12 ความเข้มข้นของ MMA ในซีรั่มจะเพิ่มขึ้น

MMA ขัดขวางการผลิตพลังงานในไมโทคอนเดรียโดยการยับยั้งซัคซิเนตดีไฮโดรจีเนสซึ่งเป็นสารประกอบโปรตีนที่ลำเลียงอิเล็กตรอน

ไมโตคอนเดรียซึ่งเป็นสถานที่ในเซลล์ที่กรดมาโลนิกสามารถรบกวนกระบวนการเผาผลาญตามปกติ Louisa Howard ที่มา: Wikimedia Commons

ดังนั้นวีคที่สูงอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพได้ มีรายงานผลเสียต่อระบบประสาทและไต ในทางกลับกัน MMA ที่มากเกินไปทำให้เกิดภาวะกรดในปัสสาวะ

การฝึกอบรมในร่างกายมนุษย์

MMA พบในร่างกายโดยเป็นส่วนหนึ่งของโคเอนไซม์ L-methylmalonyl-CoA เมื่อมีความผิดปกติของเอนไซม์ L-methylmalonyl-CoA-mutase จะเกิด MMA ขึ้น

เอนไซม์ L-methylmalonyl-CoA-mutase ต้องการอะดีโนซิล - โคบาลามินซึ่งเป็นโคเอนไซม์ของวิตามินบี -12 ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการไอโซเมอไรเซชันแบบย้อนกลับของ L-methylmalonyl-CoA เป็นซัคซินิล - โคเอ ดังนั้นเมื่อมี adenosyl-cobalamin ไม่เพียงพอจะได้รับ MMA ส่วนเกิน

ปริมาณวีคปกติในซีรั่มในเลือดของมนุษย์

จากการศึกษาในสหรัฐอเมริกาเชื้อชาติหรือชาติพันธุ์ของบุคคลมีผลต่อเนื้อหาปกติของ MMA ในซีรั่มในเลือด

ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เลือด. ผู้แต่ง: Darko Stojanovic ที่มา: Pixabay

คนผิวขาวที่ไม่ใช่ชาวสเปนมีความเข้มข้นของ MMA ในซีรัมสูงกว่าชาวฮิสแปนิก - เม็กซิกันและลูกหลานชาวแอฟโฟรที่ไม่ใช่ชาวสเปนซึ่งมีความเข้มข้นของ MMA ในซีรัมต่ำที่สุด นอกจากนี้ยังพบว่าอายุของบุคคลมีอิทธิพลต่อระดับของวีค

ความเข้มข้นของวีคเริ่มเพิ่มขึ้นหลังจากอายุ 40 ปีและยังคงเพิ่มขึ้นตามอายุ หลังจากอายุ 70 ​​ปีจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

อาการหลังอาจเกิดจากการทำงานของไตบกพร่อง อย่างไรก็ตามยังไม่ชัดเจนว่า MMA ส่วนเกินจะทำลายไตหรือถ้าเกิดความเสียหายต่อไตด้วยสาเหตุอื่นทำให้วีคเพิ่มขึ้น

โรคที่เกี่ยวข้องกับกรด methylmalonic ในระดับสูง

การมี MMA ในระดับสูงมากทำให้เกิดความผิดปกติของการเผาผลาญที่เรียกว่า aciduria หรือ MMA acidemia

ได้รับการส่งเสริมโดยการขาดเอนไซม์ methylmalonyl-CoA-mutase บางส่วนหรือทั้งหมดซึ่งเป็นเอนไซม์ไมโทคอนเดรียที่ขึ้นอยู่กับวิตามินบี 12 ซึ่งเข้าไปแทรกแซงในขั้นตอนสุดท้ายของการเกิดออกซิเดชันของวาลีนไอโซลูซีนและกรดไขมัน

ไม่มีวิธีการรักษาที่ได้รับการรับรองสำหรับโรคนี้ การจัดการลดลงเพื่อลดการบริโภคโปรตีนคาร์นิทีนและการเสริมปัจจัยร่วมและการตรวจสอบทางการแพทย์

อย่างไรก็ตามการบำบัดที่เป็นไปได้ได้รับการพัฒนาขึ้นซึ่งประกอบด้วยการให้สารอาร์เอ็นเอทางหลอดเลือดดำที่ห่อหุ้มด้วยอนุภาคนาโนของไขมันที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

ผู้แต่ง: frolicsomepl. ที่มา: Pixabay

Messenger RNA กล่าวว่าเข้ารหัสการก่อตัวของเอนไซม์ methylmalonyl-CoA-mutase ซึ่งนำไปสู่การลด MMA ในพลาสมา

สังเคราะห์

หนึ่งในการสังเคราะห์กรดเมธิลมาโลนิกในห้องปฏิบัติการที่ดึงดูดความสนใจคือปฏิกิริยาของโพแทสเซียมอะคริเลตกับโพแทสเซียมเตตระคาร์บอนิลไฮโดรโรเฟอร์เรตเป็นเวลา 4 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ70ºCภายใต้บรรยากาศของคาร์บอนมอนอกไซด์ CO

ปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและสามารถทำซ้ำได้สูงโดยที่สภาวะที่ไม่รุนแรงและผลผลิตที่โดดเด่นมากกว่า 95% เป็นไฮโดรคาร์บอกซิเลชันของกรดอะคริลิกตัวแรกที่ให้ MMA

ใช้เป็นไบโอมาร์คเกอร์สำหรับการขาดวิตามินบี 12 หรือโคบาลามิน

ระดับสูงของ MMA ในซีรั่มในเลือดเกี่ยวข้องกับการขาดวิตามินบี 12 คาดว่าความเข้มข้นของ MMA จะเพิ่มขึ้นในซีรั่มก่อนที่จะตรวจพบการลดลงของโคบาลามินในซีรั่มหรือทำให้เกิดความเสียหายต่อร่างกาย

ในการศึกษาเกี่ยวกับหมิ่นประมาทและแลคโต - โอโว - มังสวิรัติได้มีการใช้ซีรั่ม MMA เพื่อตรวจสอบการขาดวิตามินบี 12

การตรวจเลือดของมนุษย์ ที่มา: Pixabay

นักวิจัยบางคนพบว่าการรักษาด้วยยา metformin ของผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2 มีความสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ MMA ในซีรัม ผลกระทบนี้จะเพิ่มขึ้นตามเวลาในการรักษาด้วย metformin และเกี่ยวข้องกับการลดลงของระดับวิตามินบี 12 ในผู้ป่วยเหล่านี้

นอกจากนี้ยังมีการทดสอบ MMA เพื่อตรวจสอบการขาดวิตามินบี 12 ในผู้ป่วยมะเร็งและในสตรีมีครรภ์

อย่างไรก็ตามนักวิจัยคนอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าประโยชน์ของความเข้มข้นของ MMA ในซีรัมในการระบุการขาดวิตามินบี 12 นั้น จำกัด ในผู้ป่วยที่มีการทำงานของไตปกติและในคนหนุ่มสาว

อ้างอิง

1. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2019) กรดเมทิลมาโลนิก สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. และ Kafai, MR (2018). ค่าอ้างอิงประชากรสำหรับความเข้มข้นของกรดเมธิลมาโลนิกในซีรัมและความสัมพันธ์กับอายุเพศเชื้อชาติ - เชื้อชาติการใช้อาหารเสริมการทำงานของไตและวิตามินบี 12 ในซีรัมในการเสริมสร้างกรดหลังโฟลิก สารอาหาร 2018, 10 (1): 74. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018) ระดับกรดเมทิลมาโลนิกและความสัมพันธ์กับการเสริมโคบาลามินในมังสวิรัติชาวสเปน อาหารพืชสำหรับโภชนาการของมนุษย์ 2018, 73 (3): 166-171. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
4. ออก, M. et al. (2018) การรักษาระยะยาวด้วย metformin ในผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2 และกรด methylmalonic: การวิเคราะห์ Post Hoc ของการทดลอง 4.3 ปีที่มีการควบคุมแบบสุ่ม วารสารโรคเบาหวานและภาวะแทรกซ้อน. เล่มที่ 32, ฉบับที่ 2, กุมภาพันธ์ 2018, หน้าที่ 171-178 กู้คืนจาก sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017) Systemic Messenger RNA Therapy เป็นการรักษาโรคกรดในเลือดเมธิลมาโลนิก รายงานเซลล์ 2017, 21 (12), 3548-3558 กู้คืนจาก sciencedirect.com.
6. Vashi, P. et al. (2016) Methylmalonic Acid และ Homocysteine ​​เป็นตัวบ่งชี้การขาดวิตามิน B-12 ในมะเร็ง PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
7. Choi, R. และคณะ (2016) การศึกษาในอนาคตเกี่ยวกับ Serum Methylmalonic และ Homocysteine ​​ในหญิงตั้งครรภ์ สารอาหาร 2016, 8 (12): 797. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
8. บรูเน็ต, J.-J. และ Passelaigue, E. (1990). Carbonylation ตัวเร่งปฏิกิริยา Regioselective อย่างเต็มที่ของอนุพันธ์อะคริลิก: การสังเคราะห์กรดเมธิลมาโลนิกโดยเหล็ก Pentacarbonyl Catalyzed Hydrocarboxylation ของกรดอะคริลิก Organometallics 1990, 9, 1711-1713 กู้คืนจาก pubs.acs.org.