Asid alfa-ketoglutarik

Asid alfa-ketoglutarik^[1]
Nama
	Nama IUPAC pilihan Asid 2-oksipentanadioik
	Nama lain Asid oksoglutarik
Pengecam
No. Pendaftaran CAS	328-50-7 ;
Imej model 3D Jmol	Imej berinteraktif;
ChEBI	CHEBI:30915 ;
ChemSpider	50 ;
DrugBank	DB02926 ;
ECHA InfoCard	100.005.756
IUPHAR/BPS	3636;
KEGG	C00026 ;
MeSH	alpha-ketoglutaric acid
PubChem CID	51;
UNII	8ID597Z82X ;
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID5033179 ;
	InChI InChI=1S/C5H6O5/c6-3(5(9)10)1-2-4(7)8/h1-2H2,(H,7,8)(H,9,10) Key: KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C5H6O5/c6-3(5(9)10)1-2-4(7)8/h1-2H2,(H,7,8)(H,9,10) Key: KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYAN;
	SMILES O=C(O)C(=O)CCC(=O)O;
Sifat
Formula kimia	C5H6O5
Jisim molar	146.10 g·mol−1
Takat lebur	115 °C (239 °F; 388 K)
	Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa).
	pengesahan (apa yang perlu: /?)
	Rujukan kotak info

Asid alfa-ketoglutarik (asid 2-oksoglutarik) ialah asid keto.

Karboksilatnya, alfa-ketoglutarat (juga dipanggil 2-oksoglutarat), ialah sebatian biologi yang penting. Ia dihasilkan melalui deaminasi glutamat, dan merupakan molekul perantara dalam kitaran Krebs.

Istilah "asid ketoglutarik", apabila tidak dikhususkan, hampir selalu merujuk kepada jenis alfa. Asid β-ketoglutarik hanya berbeza mengikut kedudukan kumpulan berfungsi keton, dan lebih jarang ditemui.

Fungsi

Alanina transaminase

Enzim alanina transaminase menukarkan α-ketoglutarat dan L-alanina kepada L-glutamat dan piruvat, masing-masing sebagai proses boleh balik.^{[perlu rujukan]}

Kitaran Krebs

α-Ketoglutarat ialah molekul perantara utama dalam kitaran Krebs, dan datang selepas isositrat, dan sebelum suksinil KoA. Tindak balas anaplerotik boleh mengisi semula kitaran pada persimpangan ini dengan mensintesis α-ketoglutarat daripada transaminasi glutamat, atau melalui tindakan glutamat dehidrogenase terhadap glutamat.^{[perlu rujukan]}

Pembentukan asid amino

Glutamina disintesis daripada glutamat oleh glutamina sintetase yang menggunakan adenosina trifosfat untuk membentuk glutamil fosfat; molekul perantara ini diserang oleh ammonia sebagai nukleofil yang memberi glutamina dan fosfat bukan organik. Prolina, arginina dan lisina (dalam sesetengah organisma) ialah asid amino lain yang disintesis juga.^[2] Ketiga-tiga asid amino ini berasal daripada glutamat dengan penambahan langkah atau enzim selanjutnya untuk memudahkan tindak balas.^[3]

Pengangkut nitrogen

Fungsi lain adalah untuk bergabung dengan nitrogen yang dilepaskan dalam sel untuk mencegah lebihan nitrogen.^[4]

α-Ketoglutarat adalah salah satu pengangkut nitrogen yang paling penting dalam laluan metabolisme. Kumpulan amino asid amino dilekatkan padanya (melalui transaminasi), dan dibawa ke hati, di mana kitaran urea berlaku.^[5]

α-Ketoglutarate ditransaminakan bersama dengan glutamina untuk membentuk neurotransmiter penguja, glutamat. Glutamat kemudiannya boleh dinyahkarboksilkan (dengan vitamin B₆) menjadi neurotransmiter perencat, asid gama-aminobutirik.^[6]

Ada laporan bahawa ammonia yang tinggi dan/atau paras nitrogen yang tinggi mungkin berlaku dengan pengambilan protein yang tinggi, pendedahan aluminium yang berlebihan, sindrom Reye, sirosis dan gangguan kitaran urea.^[7]

Ia memainkan peranan dalam penyahtoksifikan ammonia dalam otak.^[8]^[9]^[10]

Antioksidan

α-Ketoglutarat yang dikeluarkan oleh beberapa jenis sel mengurangkan tahap hidrogen peroksida, dan α-ketoglutarat telah habis dan ditukar kepada suksinat dalam media kultur sel.^[11]

Sumplemen

Pemanjangna umur

Kajian telah mengaitkan α-ketoglutarat dengan peningkatan jangka hayat dalam cacing nematod^[12] dan tikus.^[13]^[14]^[15]

Kawal atur imun

Satu kajian menunjukkan bahawa dalam keadaan kekurangan glutamin, α-ketoglutarat menggalakkan pembezaan sel T CD4 naif kepada TH1 sambil menghalang pembezaan mereka kepada sel Treg antiradang.^[16]

Kofaktor enzim

α-Ketoglutarate telah ditunjukkan sebagai kofaktor untuk demetilase dengan domain Jumonji C (JmjC).^[17]^[18]

Pengeluaran

α-Ketoglutarat boleh dihasilkan oleh:

Penyahkarboksilan oksidaan isositrat oleh isositrat dehidrogenase
Penyahaminaan oksidaan glutamat oleh glutamat dehidrogenase
Daripada asid galakturonik oleh organisma Agrobacterium tumefaciens^[19]

Rujukan

^ Merck Index, 13th Edition, 5320.
^ Ledwidge, Richard; Blanchard, John S. (1999). "The Dual Biosynthetic Capability of N-Acetylornithine Aminotransferase in Arginine and Lysine Biosynthesis†". Biochemistry (dalam bahasa Inggeris). 38 (10): 3019–3024. doi:10.1021/bi982574a. PMID 10074354.
^ Schousboe, Arne; Scafidi, Susanna; Bak, Lasse K.; Waagepetersen, Helle S.; McKenna, Mary C. (2014). "Glutamate Metabolism in the Brain Focusing on Astrocytes". Glutamate and ATP at the Interface of Metabolism and Signaling in the Brain. Advances in Neurobiology. 11. m/s. 13–30. doi:10.1007/978-3-319-08894-5_2. ISBN 978-3-319-08893-8. ISSN 2190-5215. PMC 4667713. PMID 25236722.
^ Katayama, Kazuhiro (2004-12-01). "Ammonia metabolism and hepatic encephalopathy". Hepatology Research. 30: 73–80. doi:10.1016/j.hepres.2004.08.013. ISSN 1386-6346. PMID 15607143.
^ Li, Tao; Kootstra, Anna B.; Fotheringham, Ian G. (2002-07-01). "Nonproteinogenic α-Amino Acid Preparation Using Equilibrium Shifted Transamination". Organic Process Research & Development (dalam bahasa Inggeris). 6 (4): 533–538. doi:10.1021/op025518x. ISSN 1083-6160.
^ Kaneko, T.; Mizuno, N. (August 1994). "Glutamate-synthesizing enzymes in GABAergic neurons of the neocortex: a double immunofluorescence study in the rat". Neuroscience. 61 (4): 839–849. doi:10.1016/0306-4522(94)90407-3. ISSN 0306-4522. PMID 7838383.
^ "Hyperammonemia: What It Is, Causes, Symptoms & Treatment". Cleveland Clinic (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2023-11-03.
^ "Does infectious fever relieve autistic behavior by releasing glutamine from skeletal muscles as provisional fuel?". Diarkibkan daripada yang asal pada 2014-05-19. Dicapai pada 2014-05-19.
^ Ott, P; Clemmesen, O; Larsen, FS (Jul 2005). "Cerebral metabolic disturbances in the brain during acute liver failure: from hyperammonemia to energy failure and proteolysis". Neurochemistry International. 47 (1–2): 13–8. doi:10.1016/j.neuint.2005.04.002. PMID 15921824.
^ Hares, P; James, IM; Pearson, RM (May–Jun 1978). "Effect of ornithine alpha ketoglutarate (OAKG) on the response of brain metabolism to hypoxia in the dog". Stroke: A Journal of Cerebral Circulation. 9 (3): 222–4. doi:10.1161/01.STR.9.3.222. PMID 644619.
^ Long, L; Halliwell, B (2011). "Artefacts in cell culture: α-Ketoglutarate can scavenge hydrogen peroxide generated by ascorbate and epigallocatechin gallate in cell culture media". Biochemical and Biophysical Research Communications. 406 (1): 20–24. doi:10.1016/j.bbrc.2011.01.091. PMID 21281600.
^ Chin, RM; Fu, X; Pai, MY; Vergnes, L; Hwang, H; Deng, G; Diep, S; Lomenick, B; Meli, VS (2014). "The metabolite α-ketoglutarate extends lifespan by inhibiting ATP synthase and TOR". Nature. 510 (7505): 397–401. Bibcode:2014Natur.510..397C. doi:10.1038/nature13264. PMC 4263271. PMID 24828042.
^ Kaiser 1, Jocelyn (2020-09-01). "Bodybuilding supplement promotes healthy aging and extends life span, at least in mice". Science | AAAS (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-09-01.
^ "A metabolite produced by the body increases lifespan and dramatically compresses late-life morbidity in mice". BUCK (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-09-01.
^ Shahmirzadi, Azar Asadi; Edgar, Daniel; Liao, Chen-Yu (2020-09-01). "Alpha-Ketoglutarate, an Endogenous Metabolite, Extends Lifespan and Compresses Morbidity in Aging Mice". Cell Metabolism (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-09-20.
^ Klysz, Dorota; Tai, Xuguang (29 September 2015). "Glutamine-dependent α-ketoglutarate production regulates the balance between T helper 1 cell and regulatory T cell generation". Science Signaling. 8 (396): ra97. doi:10.1126/scisignal.aab2610. PMID 26420908.
^ Tsukada, Yu-ichi; Fang, Jia; Erdjument-Bromage, Hediye; Warren, Maria E.; Borchers, Christoph H.; Tempst, Paul; Zhang, Yi (February 2006). "Histone demethylation by a family of JmjC domain-containing proteins". Nature (dalam bahasa Inggeris). 439 (7078): 811–816. doi:10.1038/nature04433. ISSN 1476-4687. PMID 16362057.
^ Yamane, Kenichi; Toumazou, Charalambos; Tsukada, Yu-ichi; Erdjument-Bromage, Hediye; Tempst, Paul; Wong, Jiemin; Zhang, Yi (2006-05-05). "JHDM2A, a JmjC-containing H3K9 demethylase, facilitates transcription activation by androgen receptor". Cell. 125 (3): 483–495. doi:10.1016/j.cell.2006.03.027. ISSN 0092-8674. PMID 16603237.
^ Richard, Peter; Hilditch, Satu (2009). "d-Galacturonic acid catabolism in microorganisms and its biotechnological relevance". Applied Microbiology and Biotechnology. 82 (4): 597–604. doi:10.1007/s00253-009-1870-6. ISSN 0175-7598. PMID 19159926.

[1] Merck Index, 13th Edition, 5320.

[2] Ledwidge, Richard; Blanchard, John S. (1999). "The Dual Biosynthetic Capability of N-Acetylornithine Aminotransferase in Arginine and Lysine Biosynthesis†". Biochemistry (dalam bahasa Inggeris). 38 (10): 3019–3024. doi:10.1021/bi982574a. PMID 10074354.

[3] Schousboe, Arne; Scafidi, Susanna; Bak, Lasse K.; Waagepetersen, Helle S.; McKenna, Mary C. (2014). "Glutamate Metabolism in the Brain Focusing on Astrocytes". Glutamate and ATP at the Interface of Metabolism and Signaling in the Brain. Advances in Neurobiology. 11. m/s. 13–30. doi:10.1007/978-3-319-08894-5_2. ISBN 978-3-319-08893-8. ISSN 2190-5215. PMC 4667713. PMID 25236722.

[4] Katayama, Kazuhiro (2004-12-01). "Ammonia metabolism and hepatic encephalopathy". Hepatology Research. 30: 73–80. doi:10.1016/j.hepres.2004.08.013. ISSN 1386-6346. PMID 15607143.

[5] Li, Tao; Kootstra, Anna B.; Fotheringham, Ian G. (2002-07-01). "Nonproteinogenic α-Amino Acid Preparation Using Equilibrium Shifted Transamination". Organic Process Research & Development (dalam bahasa Inggeris). 6 (4): 533–538. doi:10.1021/op025518x. ISSN 1083-6160.

[6] Kaneko, T.; Mizuno, N. (August 1994). "Glutamate-synthesizing enzymes in GABAergic neurons of the neocortex: a double immunofluorescence study in the rat". Neuroscience. 61 (4): 839–849. doi:10.1016/0306-4522(94)90407-3. ISSN 0306-4522. PMID 7838383.

[7] "Hyperammonemia: What It Is, Causes, Symptoms & Treatment". Cleveland Clinic (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2023-11-03.

[8] "Does infectious fever relieve autistic behavior by releasing glutamine from skeletal muscles as provisional fuel?". Diarkibkan daripada yang asal pada 2014-05-19. Dicapai pada 2014-05-19.

[9] Ott, P; Clemmesen, O; Larsen, FS (Jul 2005). "Cerebral metabolic disturbances in the brain during acute liver failure: from hyperammonemia to energy failure and proteolysis". Neurochemistry International. 47 (1–2): 13–8. doi:10.1016/j.neuint.2005.04.002. PMID 15921824.

[10] Hares, P; James, IM; Pearson, RM (May–Jun 1978). "Effect of ornithine alpha ketoglutarate (OAKG) on the response of brain metabolism to hypoxia in the dog". Stroke: A Journal of Cerebral Circulation. 9 (3): 222–4. doi:10.1161/01.STR.9.3.222. PMID 644619.

[11] Long, L; Halliwell, B (2011). "Artefacts in cell culture: α-Ketoglutarate can scavenge hydrogen peroxide generated by ascorbate and epigallocatechin gallate in cell culture media". Biochemical and Biophysical Research Communications. 406 (1): 20–24. doi:10.1016/j.bbrc.2011.01.091. PMID 21281600.

[doi:10.1038/nature13264-12] Chin, RM; Fu, X; Pai, MY; Vergnes, L; Hwang, H; Deng, G; Diep, S; Lomenick, B; Meli, VS (2014). "The metabolite α-ketoglutarate extends lifespan by inhibiting ATP synthase and TOR". Nature. 510 (7505): 397–401. Bibcode:2014Natur.510..397C. doi:10.1038/nature13264. PMC 4263271. PMID 24828042.

[13] Kaiser 1, Jocelyn (2020-09-01). "Bodybuilding supplement promotes healthy aging and extends life span, at least in mice". Science | AAAS (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-09-01.

[14] "A metabolite produced by the body increases lifespan and dramatically compresses late-life morbidity in mice". BUCK (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-09-01.

[15] Shahmirzadi, Azar Asadi; Edgar, Daniel; Liao, Chen-Yu (2020-09-01). "Alpha-Ketoglutarate, an Endogenous Metabolite, Extends Lifespan and Compresses Morbidity in Aging Mice". Cell Metabolism (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-09-20.

[DOI:10.1126/scisignal.aab2610-16] Klysz, Dorota; Tai, Xuguang (29 September 2015). "Glutamine-dependent α-ketoglutarate production regulates the balance between T helper 1 cell and regulatory T cell generation". Science Signaling. 8 (396): ra97. doi:10.1126/scisignal.aab2610. PMID 26420908.

[17] Tsukada, Yu-ichi; Fang, Jia; Erdjument-Bromage, Hediye; Warren, Maria E.; Borchers, Christoph H.; Tempst, Paul; Zhang, Yi (February 2006). "Histone demethylation by a family of JmjC domain-containing proteins". Nature (dalam bahasa Inggeris). 439 (7078): 811–816. doi:10.1038/nature04433. ISSN 1476-4687. PMID 16362057.

[18] Yamane, Kenichi; Toumazou, Charalambos; Tsukada, Yu-ichi; Erdjument-Bromage, Hediye; Tempst, Paul; Wong, Jiemin; Zhang, Yi (2006-05-05). "JHDM2A, a JmjC-containing H3K9 demethylase, facilitates transcription activation by androgen receptor". Cell. 125 (3): 483–495. doi:10.1016/j.cell.2006.03.027. ISSN 0092-8674. PMID 16603237.

[RichardHilditch2009-19] Richard, Peter; Hilditch, Satu (2009). "d-Galacturonic acid catabolism in microorganisms and its biotechnological relevance". Applied Microbiology and Biotechnology. 82 (4): 597–604. doi:10.1007/s00253-009-1870-6. ISSN 0175-7598. PMID 19159926.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]