Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Триметилглицин – өсімдіктерде кездесетін аминқышқылының туындысы. Триметилглицин – алғашқы ашылған бетаин; бастапқыда ол жай ғана бетаин деп аталды, себебі 19 ғасырда ол қант қызылшасынан (Beta vulgaris subsp. vulgaris) табылды.
Trimethylglycine is an amino acid derivative that occurs in plants. Trimethylglycine was the first betaine discovered; originally it was simply called betaine because, in the 19th century, it was discovered in sugar beets (Beta vulgaris subsp. vulgaris).
Медициналық қолданыстар
Бетаин, Cystadane брендімен және басқа да атаулармен сатылады, цистатион бета-синтетазасы (CBS), 5,10-метилентетрагидрофолат редуктазасы (MTHFR) немесе кобаламин кофакторы (cbl) метаболизмінің жетіспеушілігі немесе бұзылуларымен байланысты гомоцистинурияны қосымша емдеу үшін қолданылады.
Betaine, sold under the brand name Cystadane among others, is indicated for the adjunctive treatment of homocystinuria, involving deficiencies or defects in cystathionine beta synthase (CBS), 5,10 methylene tetrahydrofolate reductase (MTHFR), or cobalamin cofactor metabolism (cbl).
Өндіріс және биохимиялық процестер
Қант қызылшасынан сахарозаны өңдеу нәтижесінде глицин бетаині қосалқы өнім ретінде алынады. Триметилглициннің экономикалық құны қант қызылшасындағы қанттың мөлшерімен шайқасады. Адам организмінде бетаин альдегидінің метаболизмін цитозольдік альдегид дегидрогеназа ферменті (EC 1.2.1.3) жүзеге асырады.
Processing sucrose from sugar beets yields glycine betaine as a byproduct. The economic value of the trimethylglycine rivals that of the sugar content in sugar beets. In humans betaine aldehyde activity is performed by a nonspecific cystosolic aldehyde dehydrogenase enzyme (EC 1.2.1.3)
Биологиялық қызметі
Триметилглицин – органикалық осмолит. Қант қызылшасы теңіз қызылшасынан егілген, ол жағалау аймақтарының тұзды топырағында тірі қалу үшін осмолиттерді қажет етеді. Триметилглицин көптеген теңіз омыртқасыздарында, мысалы, қабықшалылар мен ұлуларда (~10 мМ) жоғары концентрацияда кездеседі. Ол, Pleurobranchaea californica сияқты жыртқыш теңіз шырышы сияқты, кең ауызды жейтін жануарлар үшін күшті жемге қызықтыратын зат ретінде қызмет етеді. Триметилглицин метилирлеудің маңызды кофакторы болып табылады, бұл процесс ағзадағы басқа процестерге метил топтарын (–CH3) беруге қатысатын барлық сүтқоректілер жасушаларында жүзеге асады. Бұл процестерге допамин мен серотонин сияқты нейротрансмиттерлердің синтезі кіреді. Метилирлеу сонымен қатар мелатониннің биосинтезіне, электрондық тасымалдау тізбегінің құрамдас бөлігі – коэнзим Q10-ға, сондай-ақ эпигенетика үшін ДНК метилирлеуіне қажет. Метилирлеу циклының басты қадамы – гомоцистеиннің қайта метилирленуі, ол табиғи түрде метионин аминқышқылының деметилирленуі кезінде пайда болатын қосылыс. Гомоцистеин табиғи түрде пайда болғанымен, ол қабыну, депрессия, деменцияның белгілі бір түрлері және түрлі қан тамырлары ауруларымен байланыстырылған. Гомоцистеинді залалсыздандырып, оны қайтадан метионинге айналдыру процесі екі жолдың бірі арқылы жүзеге асуы мүмкін. Көптеген жасушаларда кездесетін жол метионин синтаза (МС) ферментін қамтиды, ол кофактор ретінде В12 витаминін қажет етеді, сондай-ақ жанама түрде фолий қышқылы мен басқа В витаминдеріне тәуелді. Екінші жол (көптеген сүтқоректілерде бауыр мен бүйрекке ғана шектелген) бетаин гомоцистеин метилтрансферазасын (BHMT) қамтиды және кофактор ретінде триметилглицинді қажет етеді. Қалыпты физиологиялық жағдайларда екі жол да организмдегі гомоцистеиннің бірдей мөлшерде шығарылуына үлес қосады. Бетаиннің диметилглицин дегидрогеназа ферменті арқылы одан әрі ыдырауы фолий қышқылын шығарады, осылайша метионин синтезіне қайтадан көмектеседі. Осылайша, бетаин көптеген биологиялық маңызды молекулалардың синтезіне қатысады және гомоцистеиннен метиониннің қайта жаңартылуының басты жолы генетикалық полиморфизмдер, мысалы, МС геніндегі мутациялар арқылы бұзылған жағдайларда одан да маңызды болуы мүмкін. Триметилглицинді кейбір цианобактериялар өндіреді. Габбай Азария және авторлар тобы 1988 жылы галофильді цианобактериялар өндіретін триметилглициндерді анықтау үшін С ядролық магниттік резонансты қолданды. Олар оның ферменттерді NaCl және KCl тежеуінен ішінара қорғауын анықтады.
Trimethylglycine is an organic osmolyte. Sugar beet was cultivated from sea beet, which requires osmolytes in order to survive in the salty soils of coastal areas. Trimethylglycine also occurs in high concentrations (~10 mM) in many marine invertebrates, such as crustaceans and molluscs. It serves as a potent appetitive attractant to generalist carnivores such as the predatory sea slug Pleurobranchaea californica. Trimethylglycine is an important cofactor in methylation, a process that occurs in every mammalian cell donating methyl groups (–CH3) for other processes in the body. These processes include the synthesis of neurotransmitters such as dopamine and serotonin. Methylation is also required for the biosynthesis of melatonin and the electron transport chain constituent coenzyme Q10, as well as the methylation of DNA for epigenetics. The major step in the methylation cycle is the remethylation of homocysteine, a compound which is naturally generated during demethylation of the essential amino acid methionine. Despite its natural formation, homocysteine has been linked to inflammation, depression, specific forms of dementia, and various types of vascular disease. The remethylation process that detoxifies homocysteine and converts it back to methionine can occur via either of two pathways. The pathway present in virtually all cells involves the enzyme methionine synthase (MS), which requires vitamin B12 as a cofactor, and also depends indirectly on folate and other B vitamins. The second pathway (restricted to liver and kidney in most mammals) involves betaine homocysteine methyltransferase (BHMT) and requires trimethylglycine as a cofactor. During normal physiological conditions, the two pathways contribute equally to removal of homocysteine in the body. Further degradation of betaine, via the enzyme dimethylglycine dehydrogenase produces folate, thus contributing back to methionine synthase. Betaine is thus involved in the synthesis of many biologically important molecules, and may be even more important in situations where the major pathway for the regeneration of methionine from homocysteine has been compromised by genetic polymorphisms such as mutations in the MS gene. Trimethylglycine is produced by some cyanobacteria. Gabbay Azaria et al 1988 uses C nuclear magnetic resonance to detect trimethylglycines produced by halophilic cyanobacteria. They find it is providing partial protection for their enzymes, against inhibition by NaCl and KCl.
Ауыл шаруашылығы және аквакультура
Мал шаруашылығында мал азығына триметилглицин мен лизин қосылып, малдың бұлшық ет массасын (соның салдарынан "дене салмағын", яғни қолданылатын ет мөлшерін) арттырады. Балық шаруашылығында жұмысшылар балықтарды тұщы судан тұзды суға ауыстырған кезде, балық жасушаларына түсетін осмостық қысымды жеңілдету үшін триметилглицин қолданылады. Триметилглицин қосымшасы шошқаларда майлы тіндердің мөлшерін азайтады; бірақ адамдарға жасалған зерттеулерде дене салмағына, дене құрамына немесе демалыс кезіндегі энергия жұмсалысына ешқандай әсері болмағаны анықталды.
Factory farms supplement fodder with trimethylglycine and lysine to increase livestock's muscle mass (and, therefore, "carcass yield", the amount of usable meat). Salmon farms apply trimethylglycine to relieve the osmotic pressure on the fishes' cells when workers transfer the fish from freshwater to saltwater. Trimethylglycine supplementation decreases the amount of adipose tissue in pigs; however, research in human subjects has shown no effect on body weight, body composition, or resting energy expenditure.
Тамақ қоспасы
Тримметилглицинді қосымша қабылдау шошқаларда майлы тіндердің мөлшерін азайтумен қатар, адамдарға жасалған зерттеулер төмен калориялы диетамен бірге қолданғанда дене салмағына, дене құрамына немесе демалыстағы энергия жұмсалуына ешқандай әсер етпейтінін көрсетті. Тримметилглицин гидрохлорид тұзы түрінде де қолданылады (бетаин гидрохлориді немесе бетаин HCl деп сатылады). Бетаин гидрохлориді АҚШ-та рецептсіз (OTC) асқазанға көмектесетін құрал ретінде сатылды. 1993 жылдың қараша айында күшіне енген АҚШ Федералдық ережелер жинағының 21-тарауы, 310.540-бабы, оны "жалпы қауіпсіз және тиімді" деп жіктеуге жеткіліксіз дәлелдер болғандықтан, ас қорытуға көмектесетін құрал ретінде бетаин гидрохлоридін сатуға тыйым салды.
Although trimethylglycine supplementation decreases the amount of adipose tissue in pigs, research on human subjects has shown no effect on body weight, body composition, or resting energy expenditure when used in conjunction with a low calorie diet. Trimethylglycine is also used as the hydrochloride salt (marketed as betaine hydrochloride or betaine HCl). Betaine hydrochloride was sold over the counter (OTC) as a purported gastric aid in the United States. US Code of Federal Regulations, Title 21, Section 310.540, which became effective in November 1993, banned the marketing of betaine hydrochloride as a digestive aid due to insufficient evidence to classify it as "generally recognized as safe and effective" for that specified use.
Жанама әсерлер
Триметилглициннің қосымша қабылдануы диарея, ісіну, құрсақ ауруы, асқазанның бұзылуы, жүрек ауруы немесе құсуды тудыруы мүмкін. Шамалы болғанымен, бұл мидағы метиониннің қандық концентрациясының артық көтерілуіне әкелуі мүмкін, бұл мидың ісінуіне, өмірге қауіпті жағдайға соқтыруы мүмкін.
Trimethylglycine supplementation may cause diarrhea, bloating, cramps, dyspepsia, nausea or vomiting. Although rare, it can also causes excessive increases in serum methionine concentrations in the brain, which may lead to cerebral edema, a life threatening condition.
Полимеразаның тізбекті реакциясы
Триметилглицин полимераза тізбектік реакция (ПТР) процесінде және ДНК полимеразаға негізделген ДНК секвенирлеу сияқты басқа да әдістерде адъювант ретінде әрекет ете алады. Белгісіз механизм арқылы, ол ДНК молекулаларындағы екіншілік құрылымдардың пайда болуын болдырмайды және GC-ға қатысты аймақтардың амплификациясы мен секвенирлеуімен байланысты проблемалардың алдын алады. Триметилглицин гуанозин мен цитидиннің (күшті байланысатын) термодинамикалық қасиеттерін тимидин мен аденозинге (әлсіз байланысатын) ұқсас етеді. Эксперименттер көрсеткендей, оны 1 М соңғы концентрацияда қолдану тиімді.
Trimethylglycine can act as an adjuvant of the polymerase chain reaction (PCR) process, and other DNA polymerase based assays such as DNA sequencing. By an unknown mechanism, it aids in the prevention of secondary structures in the DNA molecules, and prevents problems associated with the amplification and sequencing of GC rich regions. Trimethylglycine makes guanosine and cytidine (strong binders) behave with thermodynamics similar to those of thymidine and adenosine (weak binders). It has been determined under experiment that it is best used at a final concentration of 1 M.