METIONINĂ: CARACTERISTICI, FUNCȚII, ALIMENTE, BENEFICII - BIOLOGIE - 2025

Metionină (Met, M) este clasificată în grupul de aminoacizi nepolari sau aminoacid hidrofob. Acest aminoacid conține sulf (S) în lanțul său lateral care poate reacționa cu atomii metalici sau cu grupări electrofile.

Metionina a fost descoperită de John Howard Mueller în a doua decadă a secolului XX. Mueller a izolat metionina de cazeină, o proteină pe care a folosit-o pentru a cultiva culturi streptococice hemolitice.

Structura chimică a aminoacidului Metionină (Sursa: Hbf878 prin Wikimedia Commons)

Denumirea "metionină" este o prescurtare a denumirii chimice a acestui aminoacid: acid γ-metiltiol-α-aminobutiric și a fost introdusă de S. Odake în 1925.

Este un aminoacid esențial pentru mamifere și poate intra pe calea de sinteză a cisteinei, un aminoacid neesențial, atât timp cât organismul obține metionină din dietă. Plantele și bacteriile o sintetizează din homocisteină, un derivat al cisteinei și al homoserinei.

Catabolismul său implică, pe de o parte, eliminarea azotului din structura sa și excreția sa sub formă de uree și, pe de altă parte, transformarea lanțului său de carbon în succinil CoA.

Alături de valină și treonină, metionina este considerată un aminoacid glucogen, deoarece acești aminoacizi se pot converti în succinate și pot intra în ciclul Krebs. Aminoacizii glucogeni sunt capabili să producă carbohidrați și, prin urmare, glucoză.

Există multe alimente bogate în metionină, cum ar fi tonul, carnea, albusul, brânzeturile și nucile.

Metionina este esențială pentru sinteza multor proteine, îndeplinește funcții importante în metabolismul grăsimilor, în principal pentru mușchiul scheletului și participă, de asemenea, ca antioxidant.

Există numeroase tulburări legate de metabolismul metioninei și sulfului, care sunt asociate cu patologii cu diferite grade de implicații asupra sănătății. Unii induc acumularea de homocisteină, care este însoțită de tromboză, tulburări ale sistemului nervos central (SNC), retard mental sever și al sistemului scheletului.

Alții, cum ar fi lipsa adenosiltransferazei, care este prima enzimă care acționează în degradarea metioninei, are ca rezultat acumularea de metionină, o patologie relativ benignă care este controlată prin restricționarea alimentelor bogate în metionină în dietă.

caracteristici

Metionina este un aminoacid esențial care nu este produs de corpul uman sau de mulți. Acesta este un excelent antioxidant și o sursă de sulf pentru organismul nostru.

Necesarul zilnic de metionină pentru sugari este de 45 mg / zi, la copii este de 800 mg / zi, iar la adulți este cuprins între 350 și 1.100 mg / zi.

Metionina este una dintre principalele surse de sulf din organism; sulful este o componentă fundamentală a unor vitamine precum tiamina sau vitamina B1, a unor hormoni precum glucagonul, insulina și unii hormoni hipofizari.

Este în cheratină, care este o proteină în piele, unghii și păr, și este importantă și pentru sinteza colagenului și a creatinei. Prin urmare, metionina, fiind sursa de sulf, este legată de toate funcțiile sulfului sau de substanțele organice care îl conțin.

Structura

Formula chimică a metioninei este HO2CCH (NH2) CH2CH2SCH3, iar formula sa moleculară este C5H11NO2S. Este un aminoacid esențial hidrofob clasificat în aminoacizii apolari.

Are un carbon α atașat la o grupare amino (-NH2), o grupare carboxil (-COOH), un atom de hidrogen și o lanț lateral (-R) care conține sulf și care este constituit după cum urmează: -CH2 -CH2-S-CH3.

Toți aminoacizii, cu excepția glicinei, pot exista sub formă de enantiomeri sub formă L sau D, deci pot exista L-metionină și D-metionină. Cu toate acestea, numai L-metionina se găsește în structura proteinelor celulare.

Acest aminoacid are constante de disociere pK 1 de 2,28 și pK2 de 9,21 și un punct izoelectric de 5,8.

Caracteristici

Metionina este un aminoacid esențial pentru sinteza multor proteine, printre care se numără unii hormoni, proteinele constitutive ale pielii, părului și unghiilor etc.

Este folosit ca relaxant natural pentru a dormi și este foarte important pentru starea bună a unghiilor, pielii și părului. Previne unele boli ale ficatului și inimii; previne acumularea de grăsimi în artere și este esențială pentru sinteza cisteinei și a taurinei.

Favorizează utilizarea grăsimilor ca energie și intervine în transportul și utilizarea acestora, în special în mușchiul scheletului, motiv pentru care este foarte important pentru exercițiile musculare.

Reduce nivelul histaminei. Este un antioxidant natural, deoarece ajută la reducerea radicalilor liberi. De asemenea, are proprietăți antidepresive și anxiolitice.

O altă utilizare recentă a metioninei ca „radiotracer” pentru studiul imagistic în tomografia cu emisie de pozitron (PET) în domeniul neuro-oncologiei.

De asemenea, are o utilizare extinsă ca radiocontrast pentru glioame, atât în ​​procesul de planificare a extracțiilor chirurgicale, cât și pentru monitorizarea răspunsului la tratament și evaluarea recurențelor.

Recent, utilizarea metioninei a fost testată eficient pentru a îmbunătăți creșterea plantelor de soia.

biosinteza

Biosinteza metioninei a fost descrisă și publicată în 1931 de britanicul George Barger și asistentul său Frederick Philip Coine.

Bacteriile și plantele pot sintetiza metionină și cisteină, cu toate acestea, majoritatea animalelor obțin metionină din dietă și cisteină dintr-o cale biosintetică care pornește de la metionină ca substrat inițial (dobândesc, de asemenea, cisteină cu alimentele consumate în dietă).

Calea biosintetică

Plantele și bacteriile folosesc cisteina ca sursă de sulf și homoserina ca sursă a scheletului de carbon pentru sinteza metioninei. Homoserina este sintetizată din aspartat prin trei reacții enzimatice:

(1) Aspartatul este transformat în β-aspartil fosfat cu ajutorul unei enzime aspartat kinază, apoi (2) este transformat în β-semialdehidă aspartică, care (3) datorită acțiunii de homoserină dehidrogenază generează homoserină.

Primul pas în sinteza metioninei este reacția homoserinei cu succinil-CoA pentru a forma O-succinil homoserină. În această reacție, succinil-CoA este scindată, eliberând porțiunea CoA și succinatul care se leagă la homoserină.

În calea biosintetică, etapa reglată sau de control este această primă reacție enzimatică, deoarece metionina, care este produsul final, sfârșește prin a inhiba enzima sucosil transferază homoserină.

Al doilea pas în sinteză este reacția O-succinil homoserinei cu cisteina, care este catalizată de enzima cistathionină γ-sintaza, cu generarea de cistatină.

A treia reacție pe această cale este catalizată de β-cistathionină, care elimină cistiototina, astfel încât sulful este atașat la un lanț lateral cu patru carbon derivat din homoserină. Rezultatul acestei reacții este formarea homocisteinei și eliberarea de 1 piruvat și 1 ion NH4 +.

Ultima reacție este catalizată de homocisteina metiltransferază, care are homocisteina ca substrat și împreună cu coenzima metilcobalamina (derivată din vitamina B12 (cianocobalamina)) transferă o grupare metil din 5-metiltetrahidrofolat la grupul sulfhidrilic al homocisteinei și dă originea metioninei.

În această reacție, un tetrahidrofolat rămâne liber.

Degradare

Metionina, izoleucina și valina sunt catabolizate în succinil-CoA. Trei cincimi din carbonii din metionină formează succinil-CoA, carbunii din carboxilii formează CO2 și gruparea metil din metionină este eliminată ca atare.

Primul pas în degradarea metioninei implică condensarea L-metioninei cu ATP prin intermediul L-metioninei adenosil transferazei dând naștere la S-adenosil-L-metionină, denumită și „metionină activă”.

Grupa S-metil este transferată la diverși acceptori și astfel se formează S-adenosil-L-homocisteina, care pierde o adenozină prin hidroliză și devine L-homocisteina. Homocisteina se leagă apoi de serină pentru a forma cistathionină. Această reacție este catalizată de cistathionină β-sintaza.

Cistationina hidrolizează și dă naștere la L-homoserină și cisteină. Așa se face că homocisteina provine homoserină, iar serina generează cisteină, deci această reacție este comună pentru biosinteza cisteinei din serină.

Homoserina deaminază apoi transformă homoserina în α-ketobutirat, eliberând un NH4. Α-cetobutiratul, în prezența CoA-SH și NAD +, formează propionil-CoA, care este apoi transformat în metilmalonil-CoA și acesta este transformat în succinil-CoA.

În acest fel, o parte din lanțul de carbon de metionină sfârșește formând un substrat gluconeogen, succinil-CoA, care poate fi apoi integrat în sinteza glucozei; din acest motiv, metionina este considerată un aminoacid glucogen.

O cale alternativă pentru degradarea metioninei este utilizarea sa ca substrat energetic.

Azotul de metionină, ca acela al tuturor aminoacizilor, este eliminat din α-carbon prin transaminare, iar această grupare α-amino este transferată în final la L-glutamat. Prin deaminare oxidativă, acest azot intră în ciclul ureei și este eliminat în urină.

Alimente bogate în metionină

Alimentele bogate în metionină includ:

- Albusul de ou.

- Derivați lactate precum brânza coaptă, brânză cremă și iaurt.

- Pești, în special așa-numitul pește albastru, cum ar fi tonul sau pește-spadă.

- Crabul, homarul și creveții sunt surse importante de metionină.

- Carne de porc, vită și pui.

- Nucile și alte fructe uscate sunt bogate în metionină și reprezintă înlocuitori proteici pentru vegetarieni și vegani.

- Semințe de susan, dovleac și fistic.

Se găsește, de asemenea, în fasolea alb-negru, soia, porumb și legume verzi cu frunze, precum verdeață, spanac și coji elvețian. Broccoli, dovlecel și dovlecei sunt bogate în metionină.

Beneficiile aportului său

Fiind un aminoacid esențial, aportul său este esențial pentru îndeplinirea tuturor funcțiilor la care participă. Prin promovarea transportului grăsimilor pentru consumul de energie, metionina protejează ficatul și arterele împotriva acumulării de grăsimi.

Aportul său este benefic pentru protecția organismului împotriva afecțiunilor precum ficatul gras și ateroscleroza.

S-a dovedit că metionina este eficientă pentru tratamentul unor cazuri severe de mieloneuropatii induse de oxid nitric și anemii macrocitare care nu răspund la tratamentul cu vitamina B12.

Utilizarea S-adenosil-L-metioninei (SAM) este eficientă ca tratament natural și alternativ pentru depresie. Acest lucru se datorează faptului că SAM este un donator al grupării metil care este implicat în sinteza diferitor neurotransmițători cu proprietăți antidepresive în creier.

Stresul oxidativ este implicat, cel puțin parțial, în afectarea diferitelor organe, inclusiv ficatul, rinichii și creierul. Utilizarea de antioxidanți cum ar fi metionina a fost postulată pentru a preveni și corecta daunele cauzate de stresul oxidativ.

Tulburări de deficiență

Există câteva patologii legate de metabolismul metioninei, care au legătură cu absorbția intestinală a acestuia, ceea ce are ca rezultat acumularea anumitor metaboliți sau deficitul franc al aminoacidului.

În cazul afecțiunilor metabolice ale metioninei, cele mai frecvente sunt așa-numitele homocistinurie, care sunt tipurile I, II, III și IV:

Homocistinuria de tip I se datorează deficienței de cistathionină β-sintaza și este asociată cu simptome clinice similare cu tromboza, osteoporoza, luxația lentilelor și cu întârziere mentală.

Homocistinuria de tip II este cauzată de o deficiență de reductază de N5N10-metilenetetrahidrofolat. Homocistinuria de tip III se datorează scăderii transmetilazei N5-metiltetrahidrofolat-homocisteinei, datorită unei deficiențe de sinteză de metilcobalamină.

Și în final, homocistinuria de tip IV este asociată cu o reducere a transmetilazei N5-metiltetrahidrofolat-homocisteinei datorită absorbției defecte a cobalaminelor.

Homocistinuria sunt defecte moștenite în metabolismul metioninei și apar frecvent la 1 din 160.000 de nou-născuți. În această patologie, aproximativ 300 mg de homocistină sunt excretați zilnic împreună cu S-adenosil metionina, care este însoțită de o creștere a metioninei plasmatice.

Reducerea aportului de metionină și creșterea cisteinei în dietă la începutul vieții previne modificările patologice induse de aceste boli și permite dezvoltarea normală.

În cazul deficienței de malabsorbție de metionină, cele mai importante efecte sunt legate de eșecurile în mielinizarea fibrelor nervoase ale sistemului nervos central (SNC) care pot fi asociate cu un anumit grad de retard mental.

Referințe

1. Bakhoum, GS, Badr, EA Elm., Sadak, MS, Kabesh, MO, & Amin, GA (2018). Îmbunătățirea creșterii, unele aspecte biochimice și randamentul a trei culturi de plante de soia prin tratament cu metionină în condiții de sol nisipos. Revista internațională de cercetare ecologică, 13, 1-9.
2. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochimie (ediția a III-a). San Francisco, California: Pearson.
3. Mischoulon, D., & Fava, M. (2002). Rolul S-adenosil-L-metioninei în tratamentul depresiei: O revizuire a dovezilor. American Journal of Clinical Nutrition, 76 (5), 1158S-1161S.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (ediția 28). McGraw-Hill Medical.
5. Patra, RC, Swarup, D., & Dwivedi, SK (2001). Efectele antioxidante ale α tocoferol, acid ascorbic și L-metionină asupra stresului oxidativ indus de plumb la ficat, rinichi și creier la șobolani. Toxicologie, 162 (2), 81–88.
6. Rawn, JD (1998). Biochimie. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
7. Stacy, CB, Di Rocco, A., & Gould, RJ (1992). Metionină în tratamentul neuropatiei și mieloneuropatiei induse de oxid de azot. Journal of Neurology, 239 (7), 401–403.