ALPHA-KETOGLUTARATE: PROPERTI, FUNGSI DAN APLIKASI - KIMIA

The alpha - ketoglutarat adalah garam organik yang dihasilkan dari disosiasi asam-ketoglutarat. Ini adalah senyawa yang memiliki kegunaan medis, dan juga hadir dalam sel eukariotik dan prokariotik, membentuk bagian dari siklus Krebs (asam sitrat atau asam trikarboksilat).

Siklus ini sangat penting secara biologis, karena ia bertindak sebagai perantara antara glikolisis dan rantai transpor elektronik, yang selanjutnya dikaitkan dengan fosforilasi oksidatif, sebuah proses yang bertanggung jawab untuk produksi metabolik ATP.

Rumus struktur anion alfa-ketoglutarat. Dua muatan negatifnya harus diimbangi dengan adanya kation, yang menimbulkan garam. Sumber: NEUROtiker / Domain publik

Alfa-ketoglutarat diberikan secara intravena, untuk mencegah cedera jantung selama operasi jantung, terkait dengan masalah aliran darah. Ini juga digunakan untuk mencegah kerusakan otot, akibat operasi atau trauma.

Ini digunakan dalam pembuatan obat untuk penyakit ginjal, gangguan usus dan perut, serta untuk banyak kondisi; Namun, bukti ilmiah untuk penggunaan ini lemah dan sedikit.

Garam ini memiliki banyak fungsi, termasuk pembentukan asam amino, seperti prolin, glutamin, dan asam glutamat. Ini juga ikut campur dalam proses imunologi, dan dalam meningkatkan struktur dan fungsi sistem tulang.

Properti

Penampilan

Bubuk putih atau bubuk kuning kristal.

Sinonim

α-ketoglutarate, 2-oxoglutarate, dan 2-ketoglutarate.

Nama yang disukai IUPAC: 2-oxo-pentanedioate.

Masa molar

144,08 g / mol

Formula molekul

C ₅ H ₄ O ₅^2-

Perhatikan bahwa ini adalah anion, yang harus disertai dengan kation untuk menyeimbangkan muatan negatifnya; baik itu Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ atau lainnya.

Kelarutan air

56,5 g / L

Titik lebur

113 - 115 ºC

Titik didih

Ini terurai sebelum mendidih.

fitur

Siklus Krebs

Alfa-ketoglutarat merupakan senyawa yang merupakan bagian dari siklus Krebs. Ini terbentuk dari aksi enzim isocitrate dehydrogenase pada isocitrate dengan pembentukan NADH dan CO ₂ . Selanjutnya, alfa-ketoglutarat adalah tempat penggabungan asam glutamat ke dalam siklus Krebs, sebuah asam amino.

Asam glutamat diubah menjadi alfa-ketoglutarat, ini menjadi cara untuk menghindari menipisnya komponen siklus Krebs. Jalur yang memenuhi fungsi ini disebut anaplerotik. Selanjutnya, alfa-ketoglutarat diubah menjadi suksinil CoA.

Alfa-ketoglutarat merupakan faktor penentu dalam kecepatan siklus Krebs dan terlibat dalam beberapa jalur metabolisme. Ini juga merupakan sumber energi untuk fungsi sel, seperti yang terjadi pada sel usus.

Sintesis asam amino

Alfa-ketoglutarat terlibat langsung atau tidak langsung dalam pembentukan berbagai asam amino. Saat ada dalam makanan, itu diubah dalam sel usus (enterosit) menjadi prolin dan leusin, di antara asam amino lainnya.

Alfa-ketoglutarat merupakan sumber sintesis glutamin dan asam glutamat (glutamat); asam amino yang merangsang sintesis protein. Glutamat, pemancar netral, dilepaskan dari ujung saraf di jaringan tulang, dan dalam proses memasukkan amina ke dalam alfa-ketoglutarat, menghasilkan prolin.

Prolin adalah asam amino penting untuk sintesis kolagen: protein berserat yang sangat melimpah pada mamalia dan merupakan bagian dari kulit, tulang, tendon, tulang rawan, dan gigi.

Di sisi lain, alfa-ketoglutarat mengarahkan transformasi prolin menjadi hidroksiprolin. Ini menyebabkan transformasi prokolagen menjadi kolagen, dan pembentukan matriks tulang.

Alfa-ketoglutarat mengaktifkan prolidase, enzim yang terlibat dalam daur ulang prolin. Selain itu, ia mempengaruhi jaringan tulang melalui aksi glutamat dan glutamin.

Asam amino ini mengaktifkan sintesis asam amino ornithine dan arginine, yang merangsang sekresi hormon pertumbuhan.

Transportasi nitrogen

Alfa-ketoglutarat terlibat dalam proses pengangkutan dan penghilangan nitrogen yang diproduksi oleh sel. Gugus amino yang ada dalam asam amino dipindahkan ke alfa-ketoglutarat melalui proses transaminasi. Kelompok amino ini kemudian dipindahkan ke hati.

Di hati, siklus urea terjadi. Yang terakhir dan amonium (NH ₄⁺ ) adalah bentuk utama ekskresi nitrogen dalam urin. Selain itu, alfa-ketoglutarat memainkan peran penting dalam detoksifikasi nitrogen otak.

Umur panjang dan penuaan

Alpha-ketoglutarate akan bekerja dengan meningkatkan angka harapan hidup pada cacing Caenorhabditis elegans, bekerja secara spesifik pada kompleks TOR (target of rapamycin). Kompleks ini telah dikaitkan dengan penyakit yang meningkatkan kejadiannya selama fase usia tua manusia.

Salah satu bentuk TOR, TORC1, berimplikasi pada timbulnya diabetes, penyakit jantung, dan kanker di usia tua. TORC1 telah diidentifikasi sebagai hubungan antara penuaan seluler dan pembentukan penyakit ini.

Alfa-ketoglutarat tampaknya berperan dalam penghambatan kompleks TOR, oleh karena itu akan berperan penting dalam meningkatkan angka harapan hidup pada manusia. Penghambatan TORC1 pada manusia lanjut usia mengurangi kejadian infeksi.

Fungsi antioksidan

Alfa-ketoglutarat bertindak sebagai agen antioksidan, mampu bereaksi dengan hidrogen peroksida membentuk suksinat, air, dan karbon dioksida. Selain itu, ia mampu bereaksi dengan komponen lain dari spesies oksigen reaktif (ROS).

Meredakan stres oksidatif, bertindak sebagai sumber energi dan antioksidan dalam sel mamalia. Ini juga meningkatkan kapasitas antioksidan dengan mempromosikan sintesis glutamin.

Aplikasi

Pada hewan

Alfa-ketoglutarat dipasok ke kalkun, babi, dan tikus, yang menghasilkan peningkatan kualitas tulang, yang dapat disebabkan oleh efek positif dari peningkatan produksi glutamat, karena ia mengintervensi regulasi metabolisme tulang.

Demikian juga, sintesis kolagen meningkat, sebagai hasil dari suplai prolin yang lebih besar. Hewan yang diberi alfa-ketoglutarat menunjukkan peningkatan berat, panjang, kepadatan tulang, kandungan mineral tulang, dan kekuatan tulang elastis.

Pada manusia

Alfa-ketoglutarat dianggap membantu meningkatkan sintesis protein otot pada pasien pasca operasi, serta meningkatkan metabolisme asam amino pada pasien dialisis.

Dokter memberikan infus kepada pasien selama operasi jantung untuk mencegah cedera jantung, dan juga untuk mencegah kerusakan otot setelah operasi. Senyawa tersebut membantu dalam produksi jaringan otot dan menyembuhkan luka.

Alpha-ketoglutarate telah digunakan untuk berbagai tujuan dan kondisi pada manusia, seperti untuk membantu melawan infeksi bakteri, masalah hati, katarak, dan untuk meningkatkan pemrosesan protein oleh pasien dialisis. Ini juga membantu meningkatkan kinerja atletik.

Referensi

Wikipedia. (2020). asam alfa-ketoglutarat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alpha-Ketoglutarate: Fungsi Fisiologis dan Aplikasi. Biomolekul & terapi, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2020). Alpha-Ketoglutarate. Basis Data PubChem., CID = 164533. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
WebMD LLC. (2019). Alpha-ketoglutarate (AKG). Dipulihkan dari: webmd.com
Shaojuan Liu dkk. (2018). Fungsi Antioksidan Alpha-Ketoglutarate dan Aplikasinya. doi.org/10.1155/2018/3408467
Barbara Beer dkk. (2017). Rekayasa metabolik in vitro untuk produksi α-ketoglutarat. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
Royal Society of Chemistry. (2020). Asam α-ketoglutarat. Diperoleh dari: chemspider.com

ALPHA-KETOGLUTARATE: PROPERTI, FUNGSI DAN APLIKASI - KIMIA - 2025