ASAM METILMALONAT: STRUKTUR, SIFAT, SINTESIS, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The asam methylmalonic merupakan senyawa organik yang rumus kimia adalah C ₄ H ₆ O ₄ atau HOOC-CH (CH ₃ ) -COOH. Ini adalah asam dikarboksilat yang juga dikenal sebagai asam 2-metilpropanedioat. Itu ditemukan dalam tubuh manusia karena merupakan turunan dari metabolisme.

Asam metilmalonat adalah perantara dalam metabolisme lemak dan protein. Transformasinya di dalam tubuh menjadi senyawa lain tergantung pada keberadaan enzim yang berasal dari cobalamin atau vitamin B12.

Sel manusia divisualisasikan melalui mikroskop fluoresensi. Dalam sitoplasma terbentuk asam metilmalonat. Hijau kebiruan: inti. Merah: Membran. Marc Vidal. Sumber: Wikimedia Commons.

Ketika konsentrasinya dalam serum darah mencapai nilai tinggi, masalah seperti kekurangan vitamin B12 atau defisiensi genetik beberapa enzim dicurigai. Untuk alasan ini, penggunaannya yang paling relevan adalah untuk penentuan kekurangan vitamin B12.

Kadar asam metilmalonat yang tinggi dapat menyebabkan masalah pada sistem saraf dan ginjal. Jika kadarnya terlalu tinggi, terjadi gangguan metabolisme yang disebut aciduria, di mana obat kuratif belum ditemukan, karena hanya dikontrol sampai batas tertentu.

Namun, ilmuwan medis sedang mempelajari cara baru untuk mengobati aciduria yang disebabkan oleh asam metilmalonat.

Struktur

Asam metilmalonat dibentuk oleh 3 rantai utama karbon yang di tengahnya mengikat gugus metil –CH ₃ dan ujung karbonnya termasuk gugus –COOH. Oleh karena itu, ini adalah asam dikarboksilat.

Struktur molekul asam malonat atau asam 2-methylpropanedioic. Fvasconcellos 18:59, 26 Mei 2007 (UTC). Sumber: Wikimedia Commons.

Tata nama

- Asam Methylmalonic

- Asam 2-methylpropanedioic

- Asam 1,1-ethanedicarboxylic

- MMA (Asam MethylMalonic)

Properti

Keadaan fisik

Padat.

Berat molekul

118,09 g / mol

Titik lebur

135 ºC

Kelarutan

Dalam air: 679,0 mg / mL

Konstanta pemisahan

pK _a = 3,12 (pada 20 ° C)

Lokasi di alam

Ini adalah metabolit manusia. Itu berarti terbentuk selama proses metabolisme tertentu, terutama dari lemak dan protein. Ini diisolasi dari urin manusia untuk pertama kalinya pada tahun 1957. Terletak terutama di sitoplasma seluler ginjal dan hati.

Konsentrasinya di atas nilai normal dikaitkan dengan banyak penyakit, seperti defisiensi vitamin B12 atau malabsorpsi cobalamin, defisiensi beberapa enzim seperti mutase, fumarase, antara lain, yang dapat disebabkan oleh cacat genetik.

Deteksi dini keseimbangan negatif cobalamin pada organisme dilakukan dengan cara menentukan peningkatan asam metilmalonat dalam serum. Dengan kata lain, ketika vitamin B12 kekurangan, konsentrasi MMA dalam serum meningkat.

MMA mengganggu produksi energi di mitokondria dengan menghambat dehidrogenase suksinat, kompleks protein pengangkut elektron.

Mitokondria, tempat di dalam sel di mana asam malonat dapat mengganggu proses metabolisme normal. Louisa Howard. Sumber: Wikimedia Commons.

Akibatnya, MMA yang tinggi dapat berdampak negatif pada kesehatan. Efek negatifnya pada sistem saraf dan ginjal telah dilaporkan. Di sisi lain, MMA yang sangat banyak menyebabkan aciduria.

Pelatihan dalam tubuh manusia

MMA ditemukan di dalam tubuh sebagai bagian dari koenzim L-metilmalonil-KoA. Ketika ada kerusakan enzim L-methylmalonyl-CoA-mutase, MMA terbentuk.

Enzim L-methylmalonyl-CoA-mutase membutuhkan adenosyl-cobalamin, koenzim vitamin B-12, yang mengkatalisis isomerisasi reversibel L-methylmalonyl-CoA menjadi suksinil-KoA. Oleh karena itu, bila adenosyl-cobalamin tidak cukup, MMA berlebih diperoleh.

Jumlah normal MMA dalam serum darah manusia

Menurut penelitian yang dilakukan di AS, ras atau etnis seseorang mempengaruhi kandungan normal MMA dalam serum darah.

Laboratorium analisis darah. Penulis: Darko Stojanovic. Sumber: Pixabay.

Kulit putih non-Hispanik memiliki konsentrasi MMA serum yang secara signifikan lebih tinggi daripada Hispanik-Meksiko dan keturunan Afro non-Hispanik, yang terakhir memiliki konsentrasi MMA serum terendah. Ditemukan juga bahwa usia seseorang mempengaruhi tingkat MMA.

Konsentrasi MMA mulai meningkat setelah usia 40 dan terus meningkat seiring bertambahnya usia. Setelah usia 70 tahun, jumlahnya meningkat tajam.

Yang terakhir ini bisa dikaitkan dengan gangguan fungsi ginjal. Namun, tidak jelas apakah MMA berlebih merusak ginjal atau apakah kerusakan ginjal karena alasan lain menyebabkan peningkatan MMA.

Penyakit yang berhubungan dengan asam metilmalonat tingkat tinggi

Adanya tingkat MMA yang sangat tinggi menyebabkan gangguan metabolisme yang disebut aciduria atau asidemia MMA.

Ini dipromosikan oleh defisiensi parsial atau total dari enzim methylmalonyl-CoA-mutase, yang merupakan enzim mitokondria yang bergantung pada vitamin B12, yang mengintervensi langkah terakhir oksidasi valin, isoleusin dan asam lemak.

Tidak ada terapi yang disetujui untuk penyakit ini. Penatalaksanaannya dikurangi menjadi pengurangan asupan protein, suplementasi karnitin dan kofaktor dan pemantauan medis.

Namun, terapi mungkin telah dikembangkan yang terdiri dari pemberian RNA kurir intravena yang dikemas dalam nanopartikel lipid biodegradable.

Penulis: frolicsomepl. Sumber: Pixabay.

RNA pembawa pesan tersebut mengkode pembentukan enzim methylmalonyl-CoA-mutase, yang mengarah pada pengurangan MMA dalam plasma.

Perpaduan

Salah satu sintesis asam metilmalonat di laboratorium yang menarik perhatian adalah reaksi kalium akrilat dengan kalium tetrakarbonilhidruroferrat selama 4 jam pada suhu 70 ºC di bawah atmosfer karbon monoksida CO.

Reaksinya bersifat katalitik dan sangat dapat direproduksi, di mana kondisi ringan dan hasil yang lebih besar dari 95% menonjol. Ini adalah hidrokarboksilasi asam akrilat pertama yang menghasilkan MMA.

Gunakan sebagai biomarker untuk vitamin B12 atau defisiensi cobalamin

Kadar MMA yang tinggi dalam serum darah telah dikaitkan dengan defisiensi vitamin B12. Diperkirakan konsentrasi MMA dalam serum meningkat sebelum penurunan cobalamin terdeteksi dalam serum atau menyebabkan kerusakan pada tubuh.

Dalam studi vegan dan lacto-ovo-vegetarian, MMA serum telah digunakan untuk menentukan defisiensi vitamin B12.

Tes darah manusia. Sumber: Pixabay.

Peneliti tertentu menemukan bahwa pengobatan metformin pada pasien dengan diabetes tipe 2 dikaitkan dengan peningkatan konsentrasi MMA serum. Efek ini meningkat seiring waktu pengobatan dengan metformin dan dikaitkan dengan penurunan kadar vitamin B12 pada pasien ini.

Selain itu, MMA telah diuji untuk mengetahui kekurangan vitamin B12 pada pasien kanker dan juga pada ibu hamil.

Namun, peneliti lain menyarankan bahwa kegunaan konsentrasi MMA serum dalam menentukan defisiensi vitamin B12 terbatas pada pasien dengan fungsi ginjal normal dan pada orang yang sangat muda.

Referensi

1. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Asam metilmalonat. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. dan Kafai, MR (2018). Nilai Referensi Populasi untuk Konsentrasi Asam Metilmalonat Serum dan Hubungannya dengan Usia, Jenis Kelamin, Suku-Ras, Penggunaan Suplemen, Fungsi Ginjal dan Serum Vitamin B12 dalam Fortifikasi Asam Pasca-Folic. Nutrisi 2018, 10 (1): 74. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Kadar Asam Metilmalonat dan Kaitannya dengan Suplementasi Cobalamin pada Vegetarian Spanyol. Makanan Tanaman untuk Nutrisi Manusia 2018, 73 (3): 166-171. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
4. Keluar, M. et al. (2018). Pengobatan jangka panjang dengan metformin pada diabetes tipe 2 dan asam metilmalonat: Analisis Post Hoc dari uji coba 4,3 tahun terkontrol secara acak. Jurnal Diabetes dan Komplikasinya. Volume 32, Edisi 2, Februari 2018, Halaman 171-178. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
5. An, D. et al. (2017). Terapi Systemic Messenger RNA sebagai Pengobatan untuk Methylmalonic Acidemia. Laporan Sel 2017, 21 (12), 3548-3558. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Vashi, P. dkk. (2016). Methylmalonic Acid dan Homocysteine ​​sebagai Indikator Kekurangan Vitamin B-12 pada Kanker. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. dkk. (2016). Studi Prospektif tentang Serum Methylmalonic dan Homocysteine ​​pada Wanita Hamil. Nutrisi 2016, 8 (12): 797. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. dan Passelaigue, E. (1990). Karbonilasi Katalitik Regioselektif Penuh dari Derivatif Akrilik: Sintesis Asam Metilmalonat oleh Hidrokarboksilasi Katalis Besi Pentakarbonil Asam Akrilik. Organometalik 1990, 9, 1711-1713. Dipulihkan dari pubs.acs.org.