Құмырсқа қышқылы

Кіріспе

Радикалдық топ ретінде ол сукцинил ('/s//ʌ//k//s//ɪ//n//əl/) тобы деп аталады. Көптеген қарапайым моно және дикарбон қышқылдары сияқты, ол зиянды емес, бірақ тері мен көзді тітіркендіруі мүмкін. Әлемдік өндіріс жылына 16 000 - 30 000 тоннаға бағаланады, жылдық өсу қарқыны 10%. Глюкозаны ферментация арқылы коммерциялық өндіріске шығару үшін генетикалық түрлендірілген Escherichia coli және Saccharomyces cerevisiae ұсынылады.

Химиялық реакциялар

Сукцин қышқылын фумарин қышқылына дейін сутексіздендіруге немесе диэтилсукцинат (CH2CO2CH2CH3) сияқты диэстерлерге айналдыруға болады. Бұл диэтил эфирі Стобб конденсациясы үшін субстрат болып табылады. Сукцин қышқылын сусыздандырғанда сукцин ангидриді алынады. Сукцинаттан 1,4-бутандиол, малеин ангидриді, сукцинимид, 2-пирролидинон және тетрагидрофуран синтездеуге болады.

Қолданбалар

2004 жылы сукцинат АҚШ Энергетика министрлігінің биомассадан өндірілетін ең маңызды 12 химиялық заттың тізіміне қосылды.

Полимерлердің, шайырлардың және еріткіштердің прекурсоры

Сукцино қышқылы кейбір полиэстерлердің және алкидтік шайырлардың құрамына кіреді. Автомобиль және электроника өнеркәсібі коннекторлар, изоляторлар, дөңгелек қаптары, жылдамдық қосымшалары және күшейткіш балкаларды өндіру үшін BDO-ға көп тәуелді. Сукцино қышқылы сонымен қатар тіндік инженерияда қолданылатын кейбір биоыдырайтын полимерлердің негізін құрайды. Сукцино қышқылымен ацилдеу сукцинация деп аталады. Егер бір субстратқа бірден көп сукцинат қосылса, онда гиперсукцинация пайда болады.

Тамақ және тамақ қоспалары

Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы сукцин қышқылын азық-түлік қоспасы және диеталық қоспа ретінде жалпы қауіпсіз деп мойындайды. Сукцин қышқылы негізінен азық-түлік және сусындар өнеркәсібінде қышқылдықты реттегіш ретінде қолданылады. Ол сондай-ақ хоштандырушы зат ретінде қолданылып, дәмге сәл қышқыл және кермектік компоненттер қосады, немесе қарсы ион ретінде пайдаланылады.

ТҚА циклінің редуктивті саласы

Сукцинатты SDH-тың кері әрекеті арқылы да түзетуге болады. Анаэробты жағдайларда A. succinogenes, A. succiniciproducens және M. succiniciproducens сияқты белгілі бір бактериялар TCA циклын кері жүргізеді және глюкозаны оксалоацетат, малат және фумарат аралықтары арқылы сукцинатқа айналдырады. Бұл жол метаболикалық инженерияда адамға қолдану үшін таза сукцинат өндіру үшін қолданылады. Фумараттың жиналуы SDH-тың кері әрекетін күшейте алады, соның салдарынан сукцинат түзілуі артады. Патологиялық және физиологиялық жағдайларда малат-аспартат шаттлы немесе пурин нуклеотидтік шаттл митохондриялық фумаратты арттыра алады, ол кейін сукцинатқа жылдам түрленеді.

ГАБА шунты

Сукцинат – гамма-аминосүтті қышқылының (GABA) ТСА циклына қайта кіретін нүктесі, яғни GABA синтездейтін және қайта пайдаланатын жабық цикл. GABA шунты альфа-кетоглутаратты сукцинатқа айналдырудың балама жолы болып табылады, ол ТСА циклының аралық өнімі сукцинил CoA-ны айналып өтіп, орнына GABA өндіреді. Альфа-кетоглутараттың трансаминдалуы және одан кейінгі декарбоксилделуі GABA түзілуіне алып келеді. GABA, GABA трансаминазасы арқылы сукциндік семиальдегидке айналады. Соңында, сукциндік семиальдегид сукциндік семиальдегид дегидрогеназасы (SSADH) арқылы тотықтырылып, сукцинатқа айналады, ол қайта ТСА циклына кіріп, циклды жабады. GABA шунты үшін қажетті ферменттер нейрондарда, глиальды жасушаларда, макрофагтарда және бүйрек үсті безі жасушаларында экспрессияланады, ал плазмадағы концентрациясы тек 2–20 мкМ құрайды.

ҚОҚ өндірісі

Сукцинатты фумаратқа айналдыратын сукцинат дегидрогеназасының (SDH) активтілігі, электрон тасымалдау тізбегіндегі электрон ағынын бағыттап, митохондриялық реактивті оттегі түрлерін (ROS) өндіруге қатысады. Митохондриядан тыс сукцинат 2-оксоглутаратқа тәуелді диоксигеназалар отбасын тежеу арқылы эпигенетикалық ландшафтті өзгертеді. Митохондриялық экспорттың екінші қадамында сукцинат сыртқы митохондриялық мембранадан порндар арқылы оңай өтеді, бұл 1,5 кДа-дан кіші молекулалардың диффузиясын жеңілдететін спецификалық емес ақуыздық каналдар. Бұл рецепторды экспрессиялайтын жасушаларда кездеседі. Көптеген зерттеулер GPR91 протеинінің 330 аминқышқылынан тұратынын көрсеткен, бірақ кейбір зерттеулер GPR91 генінің 334 аминқышқылынан тұратын өнімді анықтады. GPR91 протеинінің ортасына жақын Arg99, His103, Arg252 және Arg281 сукцинат үшін оң зарядталған байланысу орынын құрайды. GPR91 өзінің мақсатты жасушаларының беткі мембраналарында орналасқан, оның байланысу орыны жасушадан тыс кеңістікке қаратылған. Ол, оны таситын жасуша түріне байланысты, Gs, Gi және Gq-ны қоса алғанда, бірнеше G-протеин түрлерімен өзара әрекеттеседі. Бұл GPR91-ге көптеген сигналдық нәтижелерді реттеуге мүмкіндік береді.