Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Метилглиоксал (MGO) — CH3C(O)CHO формуласы бар органикалық қосылыс. Ол пируват қышқылының тотығудан кемген түрі. Бұл диабеттің биологиясында маңызды рөл атқаратын реактивті қосылыс. Метилглиоксал өнеркәсіптік түрде метилглиоксал синтетазасының күшейтілген экспрессиясы арқылы көмірсулардың ыдырауы нәтижесінде өндіріледі.
Methylglyoxal (MGO) is the organic compound with the formula CH3C(O)CHO. It is a reduced derivative of pyruvic acid. It is a reactive compound that is implicated in the biology of diabetes. Methylglyoxal is produced industrially by degradation of carbohydrates using overexpressed methylglyoxal synthase.
Химиялық құрылысы
Газ тәрізді метилглиоксалда екі карбонил тобы бар: альдегид және кетон. Су болғанда, ол гидраттар мен олигомерлер түрінде кездеседі. Осы гидраттардың пайда болуы МГО-ның жоғары реакциялық белсенділігін көрсетеді, бұл оның биологиялық әрекетіне байланысты.
Gaseous methylglyoxal has two carbonyl groups, an aldehyde and a ketone. In the presence of water, it exists as hydrates and oligomers. The formation of these hydrates is indicative of the high reactivity of MGO, which is relevant to its biological behavior.
Биосинтез және биологиялық ыдырау
Организмдерде метилглиоксал бірнеше метаболизм жолдарының қосалқы өнімі ретінде түзіледі. Метилглиоксал негізінен глицеральдегид-3-фосфаты және дигидроксиацетон фосфаты қатысатын гликолиздің қосалқы өнімдері ретінде пайда болады. Сондай-ақ, ацетон мен треониннің ыдырауы арқылы да пайда болады деп есептеледі. Ол треонин катаболизмінің аралық өнімі болып табылатын 3-аминоацетоннан, сондай-ақ липидтердің пероксидтелуінен де пайда болуы мүмкін. Дегенмен, ең маңызды көзі – гликолиз. Мұнда метилглиоксал глицеральдегид фосфаты мен дигидроксиацетон фосфатынан (DHAP) – гликолиздің екі аралық өнімінен ферментсіз фосфаттың шығарылуынан пайда болады. Бұл түрлену 1,2-пропандиолды алуға арналған биотехнологиялық жол құруға негіз болады. Метилглиоксалдың жоғары цитотоксикалық әсеріне байланысты бірнеше детоксикация механизмдері қалыптасқан. Олардың бірі – глиоксалаза жүйесі. Метилглиоксал глютатионмен детоксикацияланады. Глутатион метилглиоксалмен реакцияға түсіп гемитиоацеталь түзеді, ол глиоксалаза I арқылы S-лактоил глутатионға айналады. Бұл тиоэстер глиоксалаза II арқылы лактатқа гидролизденеді.
In organisms, methylglyoxal is formed as a side product of several metabolic pathways. Methylglyoxal mainly arises as side products of glycolysis involving glyceraldehyde 3 phosphate and dihydroxyacetone phosphate. It is also thought to arise via the degradation of acetone and threonine. It may form from 3 aminoacetone, which is an intermediate of threonine catabolism, as well as through lipid peroxidation. However, the most important source is glycolysis. Here, methylglyoxal arises from nonenzymatic phosphate elimination from glyceraldehyde phosphate and dihydroxyacetone phosphate (DHAP), two intermediates of glycolysis. This conversion is the basis of a potential biotechnological route to the commodity chemical 1,2 propanediol. Since methylglyoxal is highly cytotoxic, several detoxification mechanisms have evolved. One of these is the glyoxalase system. Methylglyoxal is detoxified by glutathione. Glutathione reacts with methylglyoxal to give a hemithioacetal, which converted into S lactoyl glutathione by glyoxalase I. This thioester is hydrolyzed to lactate by glyoxalase II.
Биохимиялық функциясы
Метилглиоксал жоғары гликоздану соңғы өнімдерінің (ЖГСО) қалыптасуына қатысады. Осы процесте метилглиоксал лизин мен аргининнің бос амин тобымен және цистеиннің тиол тобымен реакцияласып, ЖГСО-ны құрайды. Гистондар да метилглиоксалдың модификациясына өте сезімтал, ал бұл модификациялар сүт безі қатерлі ісігінде жоғарылайды. ДНК зақымдануын реактивті карбонилдер, ең бастысы метилглиоксал және глиоксал, окистелген ДНК зақымдануымен салыстырылатын жиілікте тудырады. Мұндай зақымдану ДНК гликоздануы деп аталады, ол мутацияға, ДНК үзілуіне және цитотоксикалық әсерге алып келуі мүмкін. Метилглиоксал тікелей жүйке ұштарына байланысып, осылайша диабеттік нейропатияда созылмалы аяқ-қол ауыруын күшейтеді.
Methylglyoxal is involved in the formation of advanced glycation end products (AGEs). In this process, methylglyoxal reacts with free amino groups of lysine and arginine and with thiol groups of cysteine forming AGEs. Histones are also heavily susceptible to modification by methylglyoxal and these modifications are elevated in breast cancer. DNA damages are induced by reactive carbonyls, principally methylglyoxal and glyoxal, at a frequency similar to that of oxidative DNA damages. Such damage, referred to as DNA glycation, can cause mutation, breaks in DNA and cytotoxicity. Methylglyoxal binds directly to the nerve endings and by that increases the chronic extremity soreness in diabetic neuropathy.
Өткен, басқа
Метилглиоксал – кейбір бал түрлерінің, оның ішінде манука балының құрамында болады; ол E. coli және S. aureus бактерияларына қарсы белсенділік көрсетеді және P. aeruginosa бактериясының биоқабықшаларын қалыптасуына кедерілтеу жасауы мүмкін. Зерттеулерге сәйкес, балдағы метилглиоксал сау адамдарда жоғары гликоздаудың соңғы өнімдерінің (AGE) пайда болуын күшейтпейді.
Methylglyoxal is a component of some kinds of honey, including manuka honey; it appears to have activity against E. coli and S. aureus and may help prevent formation of biofilms formed by P. aeruginosa. Research suggests that methylglyoxal contained in honey does not cause an increased formation of advanced glycation end products (AGEs) in healthy persons.