Гомоцистеїн

Гомоцистеїн являє собою альфа-амінокислоту, що не містить протеїногенну сірку, яка утворюється як проміжний продукт з метіоніну шляхом вивільнення метильної групи (-CH3).

Для подальшої переробки гомоцистеїну необхідний достатній запас вітамінів В12 і В6, а також фолієвої кислоти або бетаїну як постачальника метильних груп. Підвищена концентрація гомоцистеїну в плазмі крові пов'язана з пошкодженням стінок кровоносних судин, деменцією та депресією.

Що таке гомоцистеїн?

Гомоцистеїн у своїй біоактивній L-формі є непротеїногенною амінокислотою. Він не може бути складовим елементом білка, оскільки він має тенденцію до утворення гетероциклічного кільця, яке не дає стійкої пептидної зв'язку через свою додаткову групу CH2 порівняно з цистеїном.

Включення гомоцистеїну в білок, таким чином, призведе до швидкого руйнування білка. Хімічна формула C4H9NO2S показує, що амінокислота складається виключно з речовин, які є в достатку майже скрізь. Мікроелементи, рідкісні мінерали та метали для їх будови не потрібні. Гомоцистеїн є цвіттерионом, оскільки має дві функціональні групи, кожна з позитивним і негативним зарядом, які в цілому електрично врівноважені.

При кімнатній температурі гомоцистеїн являє собою кристалічну тверду речовину з температурою плавлення приблизно від 230 до 232 градусів Цельсія. Організм може порушити підвищений рівень гомоцистеїну в крові, утворюючи дисульфідний міст між двома молекулами гомоцистеїну, утворюючи гомоцистин і виводячи їх у цій формі через нирки.

Функція, ефект та завдання

Найважливішим завданням і функцією L-гомоцистеїну є підтримка синтезу білків і перетворення його в S-аденозилметіонін (SAM) у співпраці з деякими коферментами. З трьома метильними групами (-CH3) SAM є найважливішим донором метильної групи в клітинному метаболізмі.

САМ бере участь у багатьох реакціях біосинтезу та детоксикації. Метильні групи певних нейротрансмітерів, такі як адреналін, холін та креатин, походять від SAM. Після вивільнення метильної групи САМ перетворюється на S-аденозилметіонін (SAH), який знову перетворюється на аденозин або L-гомоцистеїн гідролізом. Настільки ж важливою, як підтримуюча функція гомоцистеїну для певних обмінних процесів, важливо також, щоб гомоцистеїн, як проміжний продукт цих ланцюгів біохімічної реакції та синтезу, не виникав у аномальних концентраціях у крові, оскільки потім розвивається шкідливий вплив.

Надлишок гомоцистеїну, який не потрібен для підтримки описаних вище перетворень в метабоніні метіоніну, тому зазвичай додатково руйнується за участю вітаміну В6 (піридоксин) і виводиться через нирки після утворення гомоцистину. Щоб гомоцистеїн міг виконувати свої метаболічні завдання, важливо забезпечити організм достатньою кількістю вітамінів В6, В12 та фолієвої кислоти.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Гомоцистеїн виробляється в організмі як короткотривалий проміжний продукт у складі складного метабонічного метаболізму. Альтернативне позначення (S) -2-аміно-4-меркаптобутанової кислоти вказує на структуру гомоцистеїну. Тому це монокарбонова кислота з характерною карбоксигрупою (-COOH) і одночасно проста жирна кислота. Гомоцистеїн не засвоюється через їжу, а лише тимчасово виробляється в організмі.

Хоча біоактивний L-цистеїн відіграє важливу роль у синтезі білка та утворенні SAM, оптимальна і в той же час переносима концентрація в крові знаходиться в вузьких межах лише від 5 до 10 мкмоль / літр. Більш високий рівень гомоцистеїну вказує на певні порушення обміну речовин і призводить до клінічної картини гіпергомоцистеїнемії. Оптимальна концентрація амінокислоти, ймовірно, залежатиме від відповідних розумових і фізичних навантажень, і їх важко визначити. Визначення допустимої верхньої межі рівня гомоцистеїну, яка повинна становити близько 10 мкмоль / літр, видається більш розумною.

Хвороби та розлади

Якщо концентрація гомоцистеїну перевищує допустиму межу, в балансі метіоніну в основному є набуті або генетично обумовлені порушення обміну речовин.

Часто спостерігається лише брак необхідних вітамінів В6 (піридоксин), В9 (фолієва кислота) та В12 (кобаламін), які необхідні як коферменти або каталізатори всередині ланцюга біохімічної конверсії. Відомо близько 230 - хоч і рідко зустрічаються мутацій генів, що призводять до порушення метаболіну метіоніну. Патологічне підвищення гомоцистеїну називається гомоцистинурією. Найпоширеніша мутація генів, яка викликає захворювання, розташована на локусі гена 21q22.3. Мутація є автосомно-рецесивною і викликає утворення дефектного ферменту, необхідного для процесу руйнування та перетворення гомоцистеїну.

Раніше відомі мутації - це опущення (делеція) або додавання (вставка) нуклеобаз на відповідні ланцюги ДНК. Несприятливі умови життя та звички також можуть спричинити підвищення рівня гомоцистеїну. До них належать надмірне споживання алкоголю, зловживання нікотином, надмірна вага та малорухливий спосіб життя. Надмірний рівень гомоцистеїну може пошкодити ендотелій, внутрішню стінку судин та В. Сприяють артеросклерозу. Вени стають нееластичними і викликають ряд вторинних захворювань, таких як високий артеріальний тиск. Вони також несуть ризик утворення тромбів, які викликають ішемічну хворобу серця та інсульти.

Неврологічні захворювання, такі як депресія та стареча деменція, також пов'язані з підвищеним рівнем гомоцистеїну. Симптоми захворювання дуже різні у дітей, які страждають генетичною гомоцистинурією. Спектр симптомів коливається від ледь виявних характеристик захворювання до появи майже всіх можливих симптомів. Перші симптоми зазвичай з’являються лише після досягнення дворічного віку. Принаймні, сповільнення психомоторного розвитку спостерігається протягом перших двох років життя. У багатьох випадках першим симптомом генетичної гомоцистинурії є опущення кришталика ока.