Homocisztein

Homocisztein

Vonalváz

Pálcikamodell
IUPAC-név2-Amino-4-szulfanilbutánsav
Kémiai azonosítók
CAS-szám454-29-5
PubChem778
ChemSpider757
EINECS-szám207-222-9
KEGGC05330
ChEBI17230
SMILES
C(CS)C(C(=O)O)N
InChI
1/C4H9NO2S/c5-3(1-2-8)4(6)7/h3,8H,1-2,5H2,(H,6,7)
InChIKeyFFFHZYDWPBMWHY-UHFFFAOYSA-N
UNIIS7IJP4A89K
ChEMBL310604
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képletC4H9NO2S
Moláris tömeg135,18 g/mol
Megjelenésfehér por
Olvadáspont234-235 °C
Oldhatóság (vízben)oldódik
Savasság (pKa)2.25
Megoszlási hányados-2.56
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A homocisztein (rövidítése: Hcy) nem fehérjealkotó aminosav. A cisztein homológja, attól egy metilénhídban (–CH2–) tér el. Metioninból jön létre Cε metilcsoportjának eltávolításával. A szervezetben visszaalakulhat metioninná vagy továbbalakulhat ciszteinné a B6, B9 és B12 vitaminok segítségével.

Magas szintje (a hiperhomociszteinémia) szív- és érrendszeri betegség jele is lehet, mely valószínűleg aterogenezis révén alakul ki, ami ischaemiát okozhat. Így a hiperhomociszteinémia a koszorúér-betegség lehetséges kockázati tényezője. Ez akkor történik, ha egy ateroszklerotikus plakk elzárja a véráramlást a koszorúerekhez, melyek a szívet látják el oxigéntartalmú vérrel.

A hiperhomociszteinémia összefüggésben állhat a vérrögök, infarktusok és a stroke előfordulásával, azonban nem ismert, hogy független kockázati tényezője-e ezeknek. A hiperhomociszteinémia a korai spontán vetéléssel és veleszületett idegrendszeri rendellenességekkel is összefüggésben állhat.

Alacsony szintje, a hipohomociszteinémia is lehet demencia vagy Alzheimer-kór jele. Hipohomociszteinémia esetén alacsonyabb a DNS-metilációt, de nagyobb mértékű az oxidatív stressz.

Szerkezet

Az (S)- (balra) és az (R)-homocisztein ikerionos formája

A homocisztein semleges pH-n ikerionként van jelen.

Bioszintézis és biokémiai szerep

A homocisztein két fő biokémiai szerepe (baloldalt középen). Metioninból jöhet létre, és metioninná alakulhat a SAM ciklus révén, vagy ciszteinné és α-ketobutiráttá alakítható.

A homocisztein többlépéses folyamatban keletkezik. Először a metionin adenozincsoportot kap az ATP-től, amely reakciót az S-adenozilmetionin-szintetáz katalizál, ennek terméke S-adenozilmetionin (SAM-e). A SAM-e a metilcsoportot egy akceptorhoz, például noradrenalinhoz (adrenalinszintéziskor) vagy DNS-metiltranszferázhoz (DNS-metilációban) továbbítja. Az adenozin hidrolízise l-homociszteint ad. Ez kétféleképp alakulhat át: tetrahidrofoláttal visszaalakulhat l-metioninná vagy l-ciszteinné.

Cisztein-bioszintézis

Az emlősökben a cisztein bioszintézise homociszteinen át történik. A cisztationin-β-szintáz katalizálja a homocisztein és a szerin cisztationinná való kondenzációját. Ez piridoxin kofaktort (B6-vitamin) használ. A cisztationin-γ-liáz ezt ciszteinné, ammóniává és α-ketobutiráttá alakítja. A baktériumok és a növények más úton termelnek ciszteint, ez O-acetilszerint használ.

MTHFR metabolizmus: folát-, metioninciklus, transz-kénezés és hiperhomociszteinémia. 5-MTHF: 5-metiltetrahidrofolát; 5,10-metiltetrahidrofolát, BAX: Bcl-2-asszociált X-protein, BHMT: betain-homocisztein-S-metiltranszferáz, CBS: cisztationin-β-szintáz; CGL: cisztationin-γ-liáz, DHF: dihidrofolát (B9-vitamin), DMG: dimetilglicin, dTMP: dezoxitimidin-monofoszfát, dUMP: dezoxiuridin-monofoszfát; FAD+: flavin-adenin-dinukleotid, FTHF: 10-formiltetrahidrofolát, MS: metionin-szintáz, MTHFR: metiléntetrahidrofolát-reduktáz, SAH: S-adenozil-L-homocisztein, SAME: S-adenozil-L-metionin, THF: tetrahidrofolát

Metionin-újrahasznosítás

A homocisztein visszaalakítható metioninná. Ez N5-metil-tetrahidrofolátot használ metildonorként és kobalaminhoz (B12-vitamin) hasonló enzimeket.

További biokémiai jelentőségű reakciók

Gyűrűzáródással homocisztein-tiolaktonná (5 tagú heterociklus) válhat. Így a homocisztein-tartalmú peptidek oxidatív stresszt okozó reakciókban bomlanak.

A homocisztein a dopamin D2 receptorainak allosztérikus antagonistája.

Feltehetően az abiogenezisben fontos lehetett a homocisztein és tiolaktonja.

Homocisztein-szintek

Teljes plazma-homocisztein

A homociszteinszintek általában férfiakban magasabbak, mint nőkben, és a korral növekednek.

A nyugati népességekben szintje 10-12 μmol/l, és alacsony B-vitamin-bevitel vagy magasabb kor esetén 20 μmol/l-t is találtak (például Rotterdam, vagy Framingham).

A metilfolát-csapdázás csökkenti szintjét, ahol csökkent metilmalonát- és formiminoglutaminsav- és megnövekedett folátszinttel társul. Ez ellentétes hatású a MTHFR C677T mutációval, mely homociszteinszint-növekedést okoz.

Referenciatartományok homociszteinre
NemKorAlsó határFelső határEgységEmelkedettTerápiás cél
Nő12–19 év3,37,2μmol/l> 10,4 μmol/L vagy > 140 μg/dl< 6.3 μmol/l vagy < 85 μg/dl
45100μg/dl
>60 év4,911,6μmol/l
66160μg/dl
Férfi12–19 év4.39,9μmol/l> 11,4 μmol/l vagy > 150 μg/dl
60130μg/dl
>60 év5,915,3μmol/l
80210μg/dl

A fenti tartományok csak példák, a teszteredmények a laboratórium által megadott tartományok alapján értelmezendők.

Megnövekedett homocisztein

A mintegy 15 μmol/l feletti szérum-homociszteinszint a hiperhomociszteinémia. Ez számos betegség, például a trombózis, neuropszichiátriai betegségek és törések feltételezett rizikófaktora. Ezenkívül a mikroalbuminuriával is összefügg, mely a szív és az érrendszer későbbi betegségére és vesediszfunkcióra utal. A B12-vitamin-hiány magas szérumfolátszinttel szintén növeli a homociszteinszintet.

Általában a hiperhomociszteinémiát B6-, B9- és B12-vitamin-készítményekkel kezelik. Azonban ez feltehetően nem javítja a szív- és érrendszeri betegségek kimenetét.

Hipohomociszteinémia

A homocisztein túl alacsony (<6 μmol/l) szintje a hipohomociszteinémia. Összefügghet a demenciával, az Alzheimer-kórral és az idiopátiás perifériás neuropátiával (IPN).

A hipohomociszteinémia elkerüléséhez a homociszteinszintnek megfelelően kell beállítani a vitaminkészítmények mennyiségét.

Jegyzetek

  1. 1 2 Chalcraft, Kenneth R.; Lee, Richard; Mills, Casandra; Britz-McKibbin, Philip (2009). "Virtual Quantification of Metabolites by Capillary Electrophoresis-Electrospray Ionization-Mass Spectrometry: Predicting Ionization Efficiency Without Chemical Standards". Analytical Chemistry. 81 (7): 2506–2515. doi:10.1021/ac802272u. PMID 19275147.
  2. ↑ "Homocysteine" (PDF). moh.gov.vn. 2023. március 22. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2023. április 5.
  3. ↑ Kim J, Kim H, Roh H, Kwon Y (2018). "Causes of hyperhomocysteinemia and its pathological significance". Arch Pharm Res. 41 (4): 372–383. doi:10.1007/s12272-018-1016-4. PMID 29552692. S2CID 3986295.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  4. ↑ Boudi, Brian F. "Noncoronary Atherosclerosis". Medscape. 2013. május 11. dátummal az eredetiből archiválva.
  5. ↑ Homocysteine: The Facts, Tufts Health and Nutrition Letter, July 31, 2020 update
  6. ↑ Nelen WL, Blom HJ, Steegers EA, den Heijer M, Thomas CM, Eskes TK (2000). "Homocysteine and folate levels as risk factors for recurrent early pregnancy loss". Obstet Gynecol. 95 (4): 519–24. doi:10.1016/s0029-7844(99)00610-9. PMID 10725483. S2CID 26125655.
  7. ↑ van der Put NJ et al Folate, Homocysteine and Neural Tube Defects: An Overview Archiválva 2015. szeptember 16-i dátummal a Wayback Machine-ben. Exp Biol Med (Maywood) April 2001 vol. 226 no. 4 243-270
  8. 1 2 3 4 5 Jong Bin Bae; et al. (2021. június 8.). "Hypohomocysteinemia may increases the risk of dementia and Alzheimer's disease: A nationwide population-based prospective cohort study". doi:10.1016/j.clnu.2021.05.034. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (súgó); Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  9. ↑ Selhub, J. (1999). "Homocysteine metabolism". Annual Review of Nutrition. 19: 217–246. doi:10.1146/annurev.nutr.19.1.217. PMID 10448523. S2CID 2335090.
  10. ↑ Champe, PC and Harvey, RA. Biochemistry. Lippincott's Illustrated Reviews 4th ed. Lippincott Williams and Wilkins, 2008
  11. ↑ Nelson, D. L.; Cox, M. M. (2000). Lehninger, Principles of Biochemistry (3. ed.). New York: Worth Publishing. ISBN 1-57259-153-6.{{cite book}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  12. ↑ Sibrian-Vazquez M, Escobedo JO, Lim S, Samoei GK, Strongin RM (2010. január 12.). "Homocystamides promote free-radical and oxidative damage to proteins". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (2): 551–554. Bibcode:2010PNAS..107..551S. doi:10.1073/pnas.0909737107. PMC 2818928. PMID 20080717.
  13. ↑ Agnati, LF; Ferré, S; Genedani, S; Leo, G; Guidolin, D; Filaferro, M; Carriba, P; Casadó, V; Lluis, C; Franco, R; Woods, AS; Fuxe, K (2006. november). "Allosteric modulation of dopamine D2 receptors by homocysteine" (PDF). Journal of Proteome Research. 5 (11): 3077–83. CiteSeerX 10.1.1.625.26. doi:10.1021/pr0601382. PMID 17081059. 2017. augusztus 9. dátummal az eredetiből archiválva (PDF).
  14. ↑ Vallee, Yannick; Shalayel, Ibrahim; Ly, Kieu-Dung; Rao, K. V. Raghavendra; Paëpe, Gael De; Märker, Katharina; Milet, Anne (2017. november 8.). "At the very beginning of life on Earth: the thiol-rich peptide (TRP) world hypothesis". International Journal of Developmental Biology (angol nyelven). 61 (8–9): 471–478. doi:10.1387/ijdb.170028yv. ISSN 0214-6282. PMID 29139533.
  15. ↑ Nygård, O; Vollset, SE; Refsum, H; Stensvold, I; Tverdal, A; Nordrehaug, JE; Ueland, M; Kvåle, G (1995. november 15.). "Total plasma homocysteine and cardiovascular risk profile. The Hordaland Homocysteine Study". JAMA: The Journal of the American Medical Association. 274 (19): 1526–33. doi:10.1001/jama.274.19.1526. PMID 7474221.
  16. ↑ Refsum, H; Nurk, E; Smith, AD; Ueland, PM; Gjesdal, CG; Bjelland, I; Tverdal, A; Tell, GS; Nygård, O; Vollset, SE (2006. június). "The Hordaland Homocysteine Study: a community-based study of homocysteine, its determinants, and associations with disease". The Journal of Nutrition. 136 (6 Suppl): 1731S–1740S. doi:10.1093/jn/136.6.1731S. PMID 16702348.
  17. ↑ Bots, Michiel L.; Launer, Lenore J.; Lindemans, Jan; Hoes, Arno W.; Hofman, Albert; Witteman, Jacqueline C. M.; Koudstaal, Peter J.; Grobbee, Diederick E. (1999. január 11.). "Homocysteine and Short-term Risk of Myocardial Infarction and Stroke in the Elderly". Archives of Internal Medicine (angol nyelven). 159 (1): 38–44. doi:10.1001/archinte.159.1.38. ISSN 0003-9926. PMID 9892328.
  18. ↑ Selhub, J.; Jacques, P. F.; Bostom, A. G.; Wilson, P. W.; Rosenberg, I. H. (2000). "Relationship between plasma homocysteine and vitamin status in the Framingham study population. Impact of folic acid fortification". Public Health Reviews. 28 (1–4): 117–145. ISSN 0301-0422. PMID 11411265.
  19. ↑ Scott, JohnM.; Weir, DonaldG. (1981. augusztus 15.). "THE METHYL FOLATE TRAP: A physiological response in man to prevent methyl group deficiency in kwashiorkor (methionine deficiency) and an explanation for folic-acid-induced exacerbation of subacute combined degeneration in pernicious anaemia". The Lancet. 318 (8242): 337–340. doi:10.1016/S0140-6736(81)90650-4. ISSN 0140-6736. PMID 6115113. S2CID 29977127.
  20. ↑ Siaw-Cheok Liew, Esha Das Gupta (2015). "Methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T polymorphism: Epidemiology, metabolism and the associated diseases". European Journal of Medical Genetics. 58 (1): 1–10. doi:10.1016/j.ejmg.2014.10.004. ISSN 1769-7212.
  21. 1 2 3 4 5 6 7 8 "Homocysteine". www.thedoctorsdoctor.com. 2008. december 5. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2008. november 22.
  22. 1 2 Adëeva Nutritionals Canada > Optimal blood test values Archiválva 2009. május 29-i dátummal a Wayback Machine-ben. Retrieved on July 9, 2009
  23. 1 2 3 4 5 6 7 8 135 g/mol moláris tömeggel számolva
  24. ↑ "Hyperhomocysteinemia - Hematology and Oncology - Merck Manuals Professional Edition". merckmanuals.com. 2017. június 9. dátummal az eredetiből archiválva.
  25. ↑ Cattaneo, M (1999. február). "Hyperhomocysteinemia, atherosclerosis and thrombosis". Thrombosis and Haemostasis. 81 (2): 165–76. doi:10.1055/s-0037-1614438. PMID 10063987. S2CID 13228673.
  26. ↑ Morris, MS (2003. július). "Homocysteine and Alzheimer's disease". Lancet Neurology. 2 (7): 425–428. doi:10.1016/s1474-4422(03)00438-1. PMID 12849121. S2CID 20443022.
  27. ↑ Smach, MA; Jacob, N; Golmard, JL; Charfeddine, B; Lammouchi, T; Ben Othman, L; Dridi, H; Bennamou, S; Limem, K (2011). "Folate and homocysteine in the cerebrospinal fluid of patients with Alzheimer's disease or dementia: a case control study". European Neurology. 65 (5): 270–278. doi:10.1159/000326301. PMID 21474939. S2CID 7689901.
  28. ↑ Smith, AD; Smith, SM; de Jager, CA; Whitbread, P; Johnston, C; Agacinski, G; Oulhaj, A; Bradley, KM; Jacoby, R; Refsum, H (2010. szeptember 8.). "Homocysteine-lowering by B vitamins slows the rate of accelerated brain atrophy in mild cognitive impairment: a randomized controlled trial". PLOS ONE. 5 (9): e12244. Bibcode:2010PLoSO...512244S. doi:10.1371/journal.pone.0012244. PMC 2935890. PMID 20838622.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link)
  29. ↑ Dietrich-Muszalska, A; Malinowska, J; Olas, B; Głowacki, R; Bald, E; Wachowicz, B; Rabe-Jabłońska, J (2012. május). "The oxidative stress may be induced by the elevated homocysteine in schizophrenic patients". Neurochemical Research. 37 (5): 1057–62. doi:10.1007/s11064-012-0707-3. PMC 3321271. PMID 22270909.
  30. ↑ McLean, RR; Jacques, PF; Selhub, J; Tucker, KL; Samelson, EJ; Broe, KE; Hannan, MT; Cupples, LA; Kiel, DP (2004. május 13.). "Homocysteine as a predictive factor for hip fracture in older persons". The New England Journal of Medicine. 350 (20): 2042–9. doi:10.1056/NEJMoa032739. PMID 15141042. S2CID 22853996.
  31. ↑ van Meurs, JB; Dhonukshe-Rutten, RA; Pluijm, SM; van der Klift, M; de Jonge, R; Lindemans, J; de Groot, LC; Hofman, A; Witteman, JC; van Leeuwen, JP; Breteler, MM; Lips, P; Pols, HA; Uitterlinden, AG (2004. május 13.). "Homocysteine levels and the risk of osteoporotic fracture". The New England Journal of Medicine. 350 (20): 2033–41. doi:10.1056/NEJMoa032546. hdl:1765/8452. PMID 15141041.
  32. ↑ Jager, A; Kostense, PJ; Nijpels, G; Dekker, JM; Heine, RJ; Bouter, LM; Donker, AJ; Stehouwer, CD (2001). "Serum homocysteine levels are associated with the development of (micro)albuminuria: the Hoorn study". Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 21 (1): 74–81. doi:10.1161/01.ATV.21.1.74. PMID 11145936. {{cite journal}}: Unknown parameter |month= ignored (súgó)
  33. ↑ Selhub, J.; Morris, M. S.; Jacques, P. F. (2007. december 4.). "In vitamin B12 deficiency, higher serum folate is associated with increased total homocysteine and methylmalonic acid concentrations". Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50): 19995–20000. Bibcode:2007PNAS..10419995S. doi:10.1073/pnas.0709487104. ISSN 0027-8424. PMC 2148411. PMID 18056804.
  34. ↑ Stehouwer, Coen DA; Guldener, Coen van (2005). "Homocysteine-lowering treatment: An overview". Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2 (9): 1449–60. doi:10.1517/14656566.2.9.1449. PMID 11585023. S2CID 45945199.
  35. ↑ Martí-Carvajal, Arturo J.; Solà, Ivan; Lathyris, Dimitrios (2015. január 15.). Martí-Carvajal, Arturo J (ed.). "Homocysteine-lowering interventions for preventing cardiovascular events". The Cochrane Database of Systematic Reviews. 1: CD006612. doi:10.1002/14651858.CD006612.pub4. ISSN 1469-493X. PMC 4164174. PMID 25590290.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link)
  36. ↑ Jacomina P. du Plessis; et al. (2021). "The Relationship of Circulating Homocysteine with Fibrinogen, Blood Pressure, and Other Cardiovascular Measures in African Adolescents". The Journal of Pediatrics. 234: 158–163.e2. doi:10.1016/j.jpeds.2021.03.034. {{cite journal}}: |access-date= requires |url= (súgó); Explicit use of et al. in: |author= (súgó); Unknown parameter |month= ignored (súgó) Regisztráció után limitált számú cikk érhető el ingyenesen
  37. ↑ Clark E. Cullen; et al. (2012). "Hypohomocysteinemia: A Potentially Treatable Cause of Peripheral Neuropathology?". Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 23 (1): 59–65. doi:10.1016/j.pmr.2011.11.001. {{cite journal}}: |access-date= requires |url= (súgó); Explicit use of et al. in: |author= (súgó); Unknown parameter |month= ignored (súgó) Regisztráció után limitált számú cikk érhető el ingyenesen

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Homocysteine című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk