stringtranslate.com

Гомоцистеин

Гомоцистеин ( / ˌ h oʊ m oʊ ˈ s ɪ s t iː n / ) или Hcy : представляет собой непротеиногенную α-аминокислоту . Это гомолог аминокислоты цистеина , отличающийся дополнительным метиленовым мостиком (-СН 2 -). Он биосинтезируется из метионина путем удаления его концевой метильной группы Cε . В организме гомоцистеин может перерабатываться в метионин или превращаться в цистеин с помощью витаминов B6, B9 и B12. [3]

Высокий уровень гомоцистеина в крови ( гипергомоцистеинемия ) рассматривается как маркер сердечно-сосудистых заболеваний, вероятно, действующих через атерогенез , что может привести к ишемическому повреждению . Таким образом, гипергомоцистеинемия является возможным фактором риска развития ишемической болезни сердца . Ишемическая болезнь сердца возникает, когда атеросклеротическая бляшка блокирует приток крови к коронарным артериям , которые снабжают сердце насыщенной кислородом кровью. [4] [5]

Гипергомоцистеинемия коррелирует с возникновением тромбов, сердечных приступов и инсультов, хотя неясно, является ли гипергомоцистеинемия независимым фактором риска этих состояний. [6] Гипергомоцистеинемия также связана с ранними самопроизвольными абортами [7] и дефектами нервной трубки . [8]

Состав

Цвиттер-ионная форма ( S )-гомоцистеина (слева) и ( R )-гомоцистеина (справа)

Гомоцистеин существует при нейтральных значениях pH в виде цвиттер-иона .

Биосинтез и биохимические роли

Две основные биохимические роли гомоцистеина. (Гомоцистеин виден в левой середине изображения.) Его можно синтезировать из метионина, а затем превращать обратно в метионин посредством цикла SAM или использовать для создания цистеина и альфа-кетобутират.

Гомоцистеин биосинтезируется естественным путем в ходе многоэтапного процесса. [9] Во-первых, метионин получает аденозиновую группу от АТФ , реакция, катализируемая S-аденозил-метионинсинтетазой , с образованием S -аденозилметионина (SAM-e). Затем SAM-e переносит метильную группу на молекулу-акцептор (например, норадреналин в качестве акцептора во время синтеза адреналина , ДНК-метилтрансфераза в качестве промежуточного акцептора в процессе метилирования ДНК ). Аденозин затем гидролизуется с образованием L -гомоцистеина. L -гомоцистеин имеет две основные судьбы: преобразование через тетрагидрофолат (ТГФ) обратно в L -метионин или преобразование в L -цистеин . [10]

Биосинтез цистеина

Млекопитающие биосинтезируют аминокислоту цистеин посредством гомоцистеина. Цистатионин-β-синтаза катализирует конденсацию гомоцистеина и серина с образованием цистатионина . В этой реакции в качестве кофактора используется пиридоксин (витамин B 6 ). Цистатионин-γ-лиаза затем превращает эту двойную аминокислоту в цистеин, аммиак и α-кетобутират. Бактерии и растения используют другой путь производства цистеина, основанный на О -ацетилсерине. [11]

Метаболизм MTHFR: фолатный цикл, метиониновый цикл, транссульфурация и гипергомоцистеинемия - 5-MTHF :5-метилтетрагидрофолат; 5,10-метилтетрагидрофолат; BAX : Bcl-2-ассоциированный X-белок; BHMT : бетаин-гомоцистеин-S-метилтрансфераза; CBS : цистатионин-бета-синтаза; CGL : цистатионин-гамма-лиаза; ДГФ : дигидрофолат (витамин В9); ДМГ : диметилглицин; dTMP : тимидинмонофосфат; dUMP : дезоксиуридинмонофосфат; ФАД + флавинадениндикуклеотид; FTHF : 10-формилтетрагидрофолат; MS : метионинсинтаза; MTHFR : метилентетрагидрофолатредуктаза; SAH : S-аденозил-L-гомоцистеин; ЖЕ : S-аденозил-L-метионин; ТГФ : тетрагидрофолат

Спасение метионина

Гомоцистеин можно переработать в метионин . В этом процессе используется N5-метилтетрагидрофолат в качестве донора метила и ферменты, связанные с кобаламином (витамин B 12 ). Более подробную информацию об этих ферментах можно найти в статье о метионинсинтазе .

Другие реакции биохимического значения

Гомоцистеин может циклизироваться с образованием тиолактона гомоцистеина, пятичленного гетероцикла . Из-за этой «самопетлевой» реакции гомоцистеинсодержащие пептиды имеют тенденцию расщепляться в результате реакций, вызывающих окислительный стресс . [12]

Гомоцистеин также действует как аллостерический антагонист рецепторов дофамина D2 . [13]

Было высказано предположение, что и гомоцистеин, и его тиолактон могли сыграть значительную роль в появлении жизни на ранней Земле. [14]

Уровни гомоцистеина

Общий гомоцистеин плазмы

Уровни гомоцистеина обычно выше у мужчин, чем у женщин, и увеличиваются с возрастом. [15] [16]

Обычные уровни в западных популяциях составляют от 10 до 12 мкмоль/л, а уровни 20 мкмоль/л обнаруживаются в популяциях с низким потреблением витамина B или у пожилых людей (например, Роттердам, Фрамингем). [17] [18]

Он снижается при захвате метилфолата, что сопровождается снижением содержания метилмалоновой кислоты, увеличением количества фолата и снижением содержания формиминоглутаминовой кислоты . [19] Это противоположно мутациям MTHFR C677T, которые приводят к увеличению гомоцистеина. [ нужна цитата ]

Вышеуказанные диапазоны представлены только в качестве примера; Результаты теста всегда следует интерпретировать, используя диапазон, предоставленный лабораторией, выдавшей результат.

Повышенный гомоцистеин

Аномально высокий уровень гомоцистеина в сыворотке крови, превышающий 15 мкмоль/л, является заболеванием, называемым гипергомоцистеинемией . [23] Утверждается, что это является существенным фактором риска развития широкого спектра заболеваний, включая тромбозы , [24] нервно-психические заболевания, [25] [26] [27] [28] и переломы. [29] [30] Также обнаружено, что это связано с микроальбуминурией, которая является убедительным индикатором риска будущих сердечно-сосудистых заболеваний и почечной дисфункции. [31] Было обнаружено, что дефицит витамина B 12 в сочетании с высоким уровнем фолата в сыворотке также увеличивает общую концентрацию гомоцистеина. [32]

Обычно гипергомоцистеинемию лечат добавками витаминов B6 , B9 и B12 . [33] Однако добавление этих витаминов, по-видимому, не улучшает исход сердечно-сосудистых заболеваний. [34]

Рекомендации

  1. ^ аб Чалкрафт, Кеннет Р.; Ли, Ричард; Миллс, Касандра; Бритц-МакКиббин, Филип (2009). «Виртуальное количественное определение метаболитов с помощью капиллярного электрофореза, ионизации и масс-спектрометрии электрораспылением: прогнозирование эффективности ионизации без химических стандартов». Аналитическая химия . 81 (7): 2506–2515. дои : 10.1021/ac802272u. ПМИД  19275147.
  2. ^ Аллен, Милтон Дж.; Штейнман, Гарри Г. (1952). «Электролитическое восстановление гомоцистина при контролируемом эталонном потенциале». Журнал Американского химического общества . 74 (15): 3932–3933. дои : 10.1021/ja01135a502.
  3. ^ «Гомоцистеин» (PDF) . moh.gov.vn. _ Проверено 5 апреля 2023 г.
  4. ^ Ким Дж, Ким Х, Ро Х, Квон Ю (2018). «Причины гипергомоцистеинемии и ее патологическое значение». Арч Фарм Рес . 41 (4): 372–383. дои : 10.1007/s12272-018-1016-4. PMID  29552692. S2CID  3986295.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Боуди, Брайан Ф. «Некоронарный атеросклероз». Медскейп. Архивировано из оригинала 11 мая 2013 г.
  6. ^ Гомоцистеин: факты , Письмо Тафтса о здоровье и питании, обновление от 31 июля 2020 г.
  7. ^ Нелен В.Л., Блом Х.Дж., Стигерс Э.А., ден Хейер М., Томас СМ, Эскес ТК (2000). «Уровни гомоцистеина и фолиевой кислоты как факторы риска привычного невынашивания беременности на ранних сроках». Акушерский Гинекол . 95 (4): 519–24. дои : 10.1016/s0029-7844(99)00610-9. PMID  10725483. S2CID  26125655.
  8. ^ ван дер Пут, Нью-Джерси и др. Фолат, гомоцистеин и дефекты нервной трубки: обзор. Архивировано 16 сентября 2015 г. на сайте Wayback Machine Exp Biol Med (Maywood), апрель 2001 г., том. 226 нет. 4 243-270
  9. ^ Селхуб, Дж. (1999). «Метаболизм гомоцистеина». Ежегодный обзор питания . 19 : 217–246. дои :10.1146/annurev.nutr.19.1.217. PMID  10448523. S2CID  2335090.
  10. ^ Чамп, ПК и Харви, РА. «Биохимия. Иллюстрированные обзоры Липпинкотта» 4-е изд. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2008 г.
  11. ^ Нельсон, DL; Кокс, М.М. «Ленингер, Принципы биохимии» 3-е изд. Стоит публикации: Нью-Йорк, 2000. ISBN 1-57259-153-6 . 
  12. ^ Сибриан-Васкес М., Эскобедо Д.О., Лим С., Самои Г.К., Стронгин Р.М. (январь 2010 г.). «Гомоцистамиды способствуют свободнорадикальному и окислительному повреждению белков». Учеб. Натл. акад. наук. США . 107 (2): 551–4. Бибкод : 2010PNAS..107..551S. дои : 10.1073/pnas.0909737107 . ПМЦ 2818928 . ПМИД  20080717. 
  13. ^ Агнати, LF; Ферре, С; Генедани, С; Лео, Г; Гуидолин, Д; Филаферро, М; Карриба, П; Касадо, В; Луис, К; Франко, Р; Вудс, А.С.; Фукс, К. (ноябрь 2006 г.). «Аллостерическая модуляция дофаминовых рецепторов D2 гомоцистеином» (PDF) . Журнал исследований протеома . 5 (11): 3077–83. CiteSeerX 10.1.1.625.26 . дои : 10.1021/pr0601382. PMID  17081059. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2017 г. 
  14. ^ Валле, Янник; Шалайель, Ибрагим; Ли, Киеу-Дунг; Рао, К.В. Рагхавендра; Паэпе, Гаэль Де; Меркер, Катарина; Миле, Энн (08.11.2017). «В самом начале жизни на Земле: мировая гипотеза богатых тиолами пептидов (TRP)». Международный журнал биологии развития . 61 (8–9): 471–478. дои : 10.1387/ijdb.170028yv . ISSN  0214-6282. ПМИД  29139533.
  15. ^ Нюгард, О; Волсет, SE; Рефсум, Н; Стенсволд, Я; Твердал, А; Нордрехауг, JE; Уеланд, М; Квале, Г. (15 ноября 1995 г.). «Общий гомоцистеин в плазме и профиль риска сердечно-сосудистых заболеваний. Исследование гомоцистеина Хордаланда». JAMA: Журнал Американской медицинской ассоциации . 274 (19): 1526–33. дои : 10.1001/jama.274.19.1526. ПМИД  7474221.
  16. ^ Рефсум, Ч; Нурк, Э; Смит, AD; Уеланд, премьер-министр; Гьесдал, К.Г.; Бьелланд, Я; Твердал, А; Скажи, ГС; Нюгорд, О; Воллсет, SE (июнь 2006 г.). «Исследование гомоцистеина Хордаланда: общественное исследование гомоцистеина, его детерминант и связи с болезнями». Журнал питания . 136 (6 Доп.): 1731–1740 гг. дои : 10.1093/jn/136.6.1731S . ПМИД  16702348.
  17. ^ Боты, Мишель Л.; Лаунер, Ленор Дж.; Линдеманс, Ян; Мотыги, Арно В.; Хофман, Альберт; Виттеман, Жаклин CM; Кудстаал, Питер Дж.; Гробби, Дидерик Э. (11 января 1999 г.). «Гомоцистеин и краткосрочный риск инфаркта миокарда и инсульта у пожилых людей». Архив внутренней медицины . 159 (1): 38–44. дои : 10.1001/archinte.159.1.38 . hdl : 1765/55858 . ISSN  0003-9926. ПМИД  9892328.
  18. ^ Селхуб, Дж.; Жак, ПФ; Бостом, АГ; Уилсон, П.В.; Розенберг, Айленд (2000). «Взаимосвязь между гомоцистеином в плазме и витаминным статусом в исследуемой популяции во Фрамингеме. Влияние обогащения фолиевой кислотой». Обзоры общественного здравоохранения . 28 (1–4): 117–145. ISSN  0301-0422. ПМИД  11411265.
  19. ^ Скотт, Джон М.; Вейр, Дональд Дж. (15 августа 1981 г.). «ЛОВУШКА МЕТИЛ-ФОЛАТА: физиологическая реакция человека на предотвращение дефицита метильной группы при квашиоркоре (дефицит метионина) и объяснение вызванного фолиевой кислотой обострения подострой комбинированной дегенерации при пернициозной анемии». Ланцет . 318 (8242): 337–340. дои : 10.1016/S0140-6736(81)90650-4. ISSN  0140-6736. PMID  6115113. S2CID  29977127.
  20. ^ abcdefgh «Гомоцистеин». www.thedoctorsdoctor.com . Архивировано из оригинала 5 декабря 2008 г. Проверено 22 ноября 2008 г.
  21. ^ ab Adëeva Nutritionals Canada > Оптимальные значения анализа крови. Архивировано 29 мая 2009 г. в Wayback Machine . Проверено 9 июля 2009 г.
  22. ^ abcdefgh Получено на основе молярных значений с использованием молярной массы 135 г/моль.
  23. ^ «Гипергомоцистеинемия - Гематология и онкология - Справочник MSD, Профессиональная версия» . merckmanuals.com . Архивировано из оригинала 9 июня 2017 г.
  24. ^ Каттанео, М. (февраль 1999 г.). «Гипергомоцистеинемия, атеросклероз и тромбоз». Тромбоз и гемостаз . 81 (2): 165–76. дои : 10.1055/s-0037-1614438. PMID  10063987. S2CID  13228673.
  25. ^ Моррис, MS (июль 2003 г.). «Гомоцистеин и болезнь Альцгеймера». Ланцет Неврология . 2 (7): 425–8. дои : 10.1016/s1474-4422(03)00438-1. PMID  12849121. S2CID  20443022.
  26. ^ Смах, Массачусетс; Джейкоб, Н; Голмард, Дж.Л.; Чарфеддин, Б; Ламмучи, Т; Бен Отман, л; Дриди, Х; Беннаму, С; Лимем, К. (2011). «Фолат и гомоцистеин в спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Альцгеймера или деменцией: исследование случай-контроль». Европейская неврология . 65 (5): 270–8. дои : 10.1159/000326301. PMID  21474939. S2CID  7689901.
  27. ^ Смит, AD; Смит, С.М.; де Ягер, Калифорния; Уитбред, П; Джонстон, К; Агацинский, Г; Улхадж, А; Брэдли, КМ; Джейкоби, Р; Рефсум, Х (8 сентября 2010 г.). «Снижение уровня гомоцистеина витаминами группы B замедляет скорость ускоренной атрофии мозга при легких когнитивных нарушениях: рандомизированное контролируемое исследование». ПЛОС ОДИН . 5 (9): e12244. Бибкод : 2010PLoSO...512244S. дои : 10.1371/journal.pone.0012244 . ПМЦ 2935890 . ПМИД  20838622. 
  28. ^ Дитрих-Мушальска, А; Малиновска, Дж; Олас, Б; Гловацкий, Р; Лысый, Э; Вахович, Б; Рабе-Яблоньска, Ю (май 2012 г.). «Окислительный стресс может быть вызван повышенным уровнем гомоцистеина у пациентов с шизофренией». Нейрохимические исследования . 37 (5): 1057–62. дои : 10.1007/s11064-012-0707-3. ПМК 3321271 . ПМИД  22270909. 
  29. ^ Маклин, Р.Р.; Жак, ПФ; Селхуб, Дж; Такер, КЛ; Самельсон, Э.Дж.; Бро, Кентукки; Ханнан, Монтана; Капплс, Луизиана; Киль, ДП (13 мая 2004 г.). «Гомоцистеин как прогностический фактор перелома бедра у пожилых людей». Медицинский журнал Новой Англии . 350 (20): 2042–9. doi : 10.1056/NEJMoa032739 . PMID  15141042. S2CID  22853996.
  30. ^ ван Мерс, JB; Дхонукше-Руттен, РА; Плюйм, С.М.; ван дер Клифт, М; де Йонге, Р; Линдеманс, Дж; де Гроот, LC; Хофман, А; Виттеман, Дж. К.; ван Леувен, JP; Бретелер, ММ; Губы, П; Полс, HA; Уиттерлинден, AG (13 мая 2004 г.). «Уровень гомоцистеина и риск остеопоротического перелома». Медицинский журнал Новой Англии . 350 (20): 2033–41. doi : 10.1056/NEJMoa032546. hdl : 1765/8452 . ПМИД  15141041.
  31. ^ Джагер, А; Костенсе, П.Дж.; Найпельс, Г; Деккер, Дж. М.; Хейне, Р.Дж.; Баутер, LM; Донкер, Эй Джей; Стехаувер, компакт-диск (январь 2001 г.). «Уровни гомоцистеина в сыворотке связаны с развитием (микро)альбуминурии: исследование Хорна». Атеросклероз, тромбоз и сосудистая биология . 21 (1): 74–81. дои : 10.1161/01.ATV.21.1.74 . ПМИД  11145936.
  32. ^ Селхуб, Дж.; Моррис, MS; Жак, PF (04 декабря 2007 г.). «При дефиците витамина B12 более высокий уровень фолата в сыворотке связан с увеличением общего гомоцистеина и концентраций метилмалоновой кислоты». Труды Национальной академии наук . 104 (50): 19995–20000. Бибкод : 2007PNAS..10419995S. дои : 10.1073/pnas.0709487104 . ISSN  0027-8424. ПМК 2148411 . ПМИД  18056804. 
  33. ^ Стехаувер, Коэн Д.А.; Гульденер, Коэн ван (2005). «Лечение, снижающее гомоцистеин: обзор». Экспертное заключение по фармакотерапии . 2 (9): 1449–60. дои : 10.1517/14656566.2.9.1449. PMID  11585023. S2CID  45945199.
  34. ^ Марти-Карвахаль, Артуро Х.; Сола, Иван; Латирис, Димитриос (15 января 2015 г.). Марти-Карвахаль, Артуро Дж (ред.). «Вмешательства по снижению гомоцистеина для предотвращения сердечно-сосудистых событий». Кокрановская база данных систематических обзоров . 1 : CD006612. дои : 10.1002/14651858.CD006612.pub4. ISSN  1469-493X. ПМК 4164174 . ПМИД  25590290. 

Внешние ссылки

В Викиверситете есть учебные ресурсы о гомоцистеине.