Kyselina 2-oxoizokaprónová
| Kyselina 2-oxoizokaprónová | |
 | |
| Všeobecné vlastnosti | |
| Sumárny vzorec | C6H10O3 |
| Systematický názov | kyselina 4-metyl-2-oxopentánová |
| Synonymá | 4-metyl-2-oxopentoát, kyselina 2-ketoizokaprónová, kyselina α-ketoizokaprónová, kyselina α-oxoizokaprónová, 2-oxoizokapronát, 2-ketoizokapronát, α-ketoizokapronát, α-oxoizokapronát, 2-oxoleucín, ketoleucín |
| Fyzikálne vlastnosti | |
| Molárna hmotnosť | 130,143 g/mol |
| Ďalšie informácie | |
| Číslo CAS | 816-66-0 |
| PubChem | 70 |
| ChemSpider | 69 |
| SMILES | CC(C)CC(=O)C(O)=O |
| 3D model (JSmol) | Interaktívny 3D model |
| Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok. | |
Kyselina 2-oxoizokaprónová alebo α-ketoizokaprónová (α-KIC) je rozvetvená ketokyselina a metabolický intermediát v metabolizme leucínu.[1] Leucín je esenciálna aminokyselina a jej rozklad je kľúčový pre mnoho biologických pochodov.[2] Konjugovanou zásadou kyseliny 2-ketoizokaprónovej je 2-oxoizokapronát (α-ketoizokapronát).
α-KIC vzniká v jednom z prvých krokoch dráhy rozkladu leucínu pôsobením transaminázy rozvetvených aminokyselín, ktorá prenáša amínovú skupinu z L-leucínu na α-ketoglutarát, čím nahrádza aminoskupinu za ketoskupinu. Rozklad leucínu v svaloch na α-KIC umožňuje produkciu aminokyselín alanínu a glutamátu. V pečeni sa α-KIC môže premeniť na veľké množstvo látok podľa toho, ktoré enzýmy a kofaktory sú prítomné, vrátane cholesterolu, acetyl-CoA, izovaleryl-CoA a iných biologických molekúl. Hlavnou látkou syntetizovanou z α-KIC je izovaleryl-CoA.[1][3][4]
α-KIC je kľúčovým metabolitom v moči ľudí s chorobou javorového sirupu (maple syrup urine disease, MSUD), spolu s rozvetvenými aminokyselinami.[5] Deriváty α-KIC boli u ľudí študované kvôli ich schopnosti zlepšiť fyzický výkon počas anaeróbneho cvičenia a ich použitiu ako doplnku medzi krátkodobými a dlhodobými doplnkami. Tieto štúdiue ukazujú, že α-KIC neplní tento účel bez toho, aby boli prítomné i iné ergogénne doplnky.[6] Takisto bolo pozorované, že α-KIC znižuje poškodenie kostrových svaloch pri silovom cvičení u ľudí, ktorý tieto cviky bežne nerobia.[7]
Metabolizmus
[upraviť | upraviť zdroj]α-KIC vzniká pôsobením transaminázy rozvetvených aminokyselín na leucín. V procese sa mení α-ketoglutarát na glutamát:[8][9]
- leucín + α-ketoglutarát ↔ α-KIC + glutamát
α-KIC sa následne dekarboxyluje pôsobením dehydrogenázy rozvetvených 2-oxokyselín za vzniku izovaleryl-CoA. Ako kofaktory vystupujú koenzým A a NAD+:[8][9]
- α-KIC + CoA + NAD+ ↔ izovaleryl-CoA + CO2 + NADH
K tejto reakcii dochádza v mitochondriách svalov, myokardu a obličiek.[8]
Biologická aktivita
[upraviť | upraviť zdroj]Doplnky stravy
[upraviť | upraviť zdroj]Mnoho štúdií skúma α-KIC ako doplnok stravy na podporu výkonu pri namáhavej fyzickej aktivite. Štúdie ukazujú, že príjem α-KIC a jeho derivátov pred fyzickou aktivitou viedlo k zvýšeniu svalového výkonu o 10 % a taktiež k zníženiu svalovej únavy počas počiatočnej fázy fyzickej aktivity.[6] Keď bol α-KIC prijímaný s inými látkami, napríklad β-hydroxy-β-metylbutyrátom (HMB), po dobu dvoch týždňov, účastníci štúdie pociťovali bolesť svalov oneskorene a taktiež ďalšie poztivíne účinky, ako napríklad väščí objem svalov.[7] Je dôležité poznamenať, že tieto štúdie taktiež uvádzajú, že α-KIC prijímaný osamote nemal významný pozitívny vplyv na fyzické výkony, takže by mal byť prijímaný s ďalšími ergogénnymi látkami.[10] α-KIC nie je dostupný ako doplnok osamote, ale jeho dekarboxylovaná podoba, HMB, je dostupná v podobe vápenatej soli.[1]
Použitie
[upraviť | upraviť zdroj]Biochemické implikácie α-KIC sú spojené hlavne s ďalšími biochemickými dráhami. Pri prijímaní α-KIC sa prejavujú zmeny v proteosyntéze, regenerácii kostrových svalov a proteolýze v kostrových svaloch. Na objasnenie presných mechanizmov existuje len málo štúdií, ale existuje poznateľné spojenie medzi príjmom α-KIC a zvýšením proteosyntézy, proteolýzy a regenerácie.[1]
Toxicita
[upraviť | upraviť zdroj]Mnohé štúdie ukázali, že príjem α-KIC alebo HMB nespôsobuje žiadne nepriaznivé vedľajšie účinky.[11][12]
U pacientov s chorobou javorového sirupu, ktorý nedokázu metabolizovať rozvetvené α-ketokyseliny, sa predpokladá, že α-KIC je jedným z mediátorov neurotoxicity.[13]
Použitie v lekárstve
[upraviť | upraviť zdroj]Rozvetvené α-ketokyseliny ako α-KIC sa nachádzajú vo vysokej koncentrácii v moči ľudí, ktorí trpia na chorobu javorového sirupu. Táto choroba je spôsobená nedostatočnou aktivitou dehydrogenázy rozvetvených 2-ketokyselín, čo vedie k hromadeniu rozvetvených α-ketokyselín, vrátane α-KIC a HMB.[14] Tieto ketokyseliny sa hromadia v pečeni[1][3][4] a keďže sa produkuje len obmedzené množstvo izovaleryl-CoA, musia sa tieto ketokyseliny vylučovať močom v podobe α-KIC, HMB alebo podobných ketokyselín. U týchto ľudí vznikú zápaly v dôsledku nesprávne nastavenej diéty.[5] Medzi symptómy choroby javorového sirupu patria sladko zapáchajúci moč, podráždenosť a letargia a vo vážnych prípadoch i edém mozgu, apnoe, kóma alebo respiračné zlyhanie.[5][14] Medzi spôsoby liečby patrí zníženie príjmu leucínu a špecializované diéty na nahradenie nedostatku leucínu.[5]
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ a b c d e International Society of Sports Nutrition Position Stand: beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB). Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2 February 2013, s. 6. DOI: 10.1186/1550-2783-10-6. PMID 23374455.
- ↑ Leucine [online]. . Dostupné online.
- ↑ a b KOHLMEIER, M. Nutrient Metabolism: Structures, Functions, and Genes. 2nd. vyd. [s.l.] : Academic Press, May 2015. ISBN 978-0-12-387784-0. Leucine, s. 385–388.
- ↑ a b HMB supplementation: clinical and athletic performance-related effects and mechanisms of action. Amino Acids, April 2011, s. 1015–1025. Dostupné online. DOI: 10.1007/s00726-010-0678-0. PMID 20607321.
- ↑ a b c d STRAUSS, Kevin A; PUFFENBERGER, Erik G; CARSON, Vincent J. GeneReviews. [s.l.] : University of Washington, Seattle, 1993. Maple Syrup Urine Disease.
- ↑ a b STEVENS, Bruce R.. Nutrition and Enhanced Sports Performance. [s.l.] : [s.n.], 2013. ISBN 978-0-12-396454-0. DOI:10.1016/B978-0-12-396454-0.00044-8 An Overview of Glycine-Arginine-Alpha-Ketoisocaproic Acid (GAKIC) in Sports Nutrition, s. 433–438.
- ↑ a b Supplementation with β-Hydroxy- β-Methylbutyrate (HMB) and α-Ketoisocaproic Acid (KIC) Reduces Signs and Symptoms of Exercise-Induced Muscle Damage in Man. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 1 August 2005, s. 413–424. DOI: 10.1123/ijsnem.15.4.413. PMID 16286672.
- ↑ a b c DOBROTA, Dušan, a kol. Lekárska biochémia. 2. vyd. Martin : Osveta, 2016. 799 s. ISBN 978-80-8063-444-5. S. 288 – 291.
- ↑ a b VOET, Donald. Biochemistry. 4th ed. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. ISBN 978-0-470-57095-1. S. 1038, 1040 – 1041.
- ↑ The effects of short-term alpha-ketoisocaproic acid supplementation on exercise performance: a randomized controlled trial. Journal of the International Society of Sports Nutrition, December 2007, s. 2. DOI: 10.1186/1550-2783-4-2. PMID 17908285.
- ↑ β-Hydroxy-β-Methylbutyrate (HMB) Supplementation in Humans Is Safe and May Decrease Cardiovascular Risk Factors. The Journal of Nutrition, 1 August 2000, s. 1937–1945. DOI: 10.1093/jn/130.8.1937. PMID 10917905.
- ↑ Dietary toxicity of calcium β-hydroxy-β-methyl butyrate (CaHMB). Food and Chemical Toxicology, December 2005, s. 1731–1741. DOI: 10.1016/j.fct.2005.05.016. PMID 16006030.
- ↑ Interrupting the mechanisms of brain injury in a model of maple syrup urine disease encephalopathy. Journal of Inherited Metabolic Disease, 2012, s. 71–79. Dostupné online. DOI: 10.1007/s10545-011-9333-5. PMID 21541722.
- ↑ a b Classical maple syrup urine disease and brain development: Principles of management and formula design. Molecular Genetics and Metabolism, April 2010, s. 333–345. DOI: 10.1016/j.ymgme.2009.12.007. PMID 20061171.
Zdroj
[upraviť | upraviť zdroj]Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku α-Ketoisocaproic acid na anglickej Wikipédii.