Альфа-кетоглутаровая кислота
А́льфа-кетоглута́ровая кислота́ (2-оксопентандиовая кислота, 2-кетопентадиовая кислота, 2-оксоглутаровая кислота, 2-кетоглутаровая кислота), дикарбоновая предельная α-кетокислота, НООС(СН2 )2 С(О)СООН. В живых организмах присутствует в виде аниона – альфа-кетоглутарата (оксоглутарата). Альфа-кетоглутаровая кислота является одним из метаболитов цикла трикарбоновых кислот, участвует в биосинтезе аминокислот, нейтрализации аммиака, гидроксилировании пролина. Молярная масса составляет 146,11 г/моль. Температура плавления 115–116 °С.
Физико-химические свойства
Альфа-кетоглутаровая кислота – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, малорастворимое в диэтиловом эфире. Константы диссоциации кислоты (pKa ) составляют 2,47 и 4,68.
Альфа-кетоглутаровая кислота обладает свойствами кислот и кетонов. Она вступает в реакции, характерные для карбонильной группы (C=O): нуклеофильное присоединение, гидрирование и др. По карбоксильной группе (–COOH) участвует в реакциях ионизация, образования солей, сложных эфиров, амидов и др.
Под действием разбавленных минеральных кислот альфа-кетоглутаровая кислота декарбоксилируется, нагревание с концентрированной серной кислотой приводит к декарбонилированию.
Способы получения
Альфа-кетоглутаровую кислоту можно получить при конденсации этилового эфира щавелевой кислоты с диэтиловым эфиром янтарной кислоты с последующим гидролизом продукта конденсации. Возможен также микробиологический синтез с использованием дрожжей Yarrowia lipolytica.
Участие в обмене веществ
В ходе цикла трикарбоновых кислот α-кетоглутарат образуется из изолимонной кислоты под действием изоцитратдегидрогеназы (КФ 1.1.1.41). На следующей стадии цикла происходит окислительное декарбоксилирование альфа-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения – сукцинил-производного кофермента А.
Альфа-кетоглутарат участвует в окислительном деаминировании глутамата под действием глутаматдегидрогеназы (КФ 1.4.1.2). Обратная реакция восстановительного аминирования альфа-кетоглутарата позволяет нейтрализовать токсичный для клеток аммиак. Альфа-кетоглутарат играет центральную роль (наряду с глутаматом) в непрямом деаминировании аминокислот.
Альфа-кетоглутарат является необходимым компонентом в реакции гидроксилирования пролина при синтезе и созревании коллагена.
Добавление альфа-кетоглутаровой кислоты в питательную среду или в пищу увеличивает продолжительность жизни организмов на моделях дрожжей, нематод, дрозофил и мышей.
Литература
- Синтезы органических препаратов. Сб. 4 / под ред. Б. А. Казанского ; пер. с англ. А. Ф. Платэ. – Москва : Гос. издательство иностранной литературы, 1953.
- Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс ; пер. с англ. В. Л. Друцы, О. Н. Королевой. – Москва : Мир, 1991.
- Берёзов Т. Т. Биологическая химия : учебник для вузов / Т. Т. Берёзов, Б. Ф. Коровкин. – 3-е изд,, перераб. и доп. – Москва : Медицина, 1998. – (Учебная литература для студентов медицинских вузов).
- Биохимия : учебник для вузов / под ред. Е. С. Северина. – 2-е изд., испр. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2004. – (XXI век).
- Травень В. Ф. Органическая химия : учебное пособие для вузов. Т. 3. – 3-е изд. – Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013 . – (Учебник для высшей школы).
- Органическая химия : учебник для вузов / Н. А. Тюкавкина, В. Л. Белобородов, С. Э. Зурабян [и др.]. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2019.
- Application of a new engineered strain of
- Bayliak M. M. Pleiotropic effects of alpha-ketoglutarate as a potential anti-ageing agent / M. M. Bayliak, V. I. Lushchak // Ageing Research Reviews. – 2021 . – Vol. 66. – P. 101237.