бета- гидроксимасляная кислота - beta-Hydroxybutyric acid
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC
3-гидроксибутановая кислота |
|
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol )
|
|
3DMet | |
773861 | |
ЧЭБИ | |
ЧЭМБЛ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100,005,546 |
КЕГГ | |
MeSH | бета-гидроксибутират |
PubChem CID
|
|
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Характеристики | |
С 4 Н 8 О 3 | |
Молярная масса | 104,105 г · моль -1 |
Появление | белое твердое вещество |
Температура плавления | 44-46 |
Родственные соединения | |
Другие анионы
|
гидроксибутират |
Родственные карбоновые кислоты
|
пропионовая кислота, молочная кислота, 3-гидроксипропановая кислота, малоновая кислота, гидроксипентановая кислота, масляная кислота, β-метилмасляная кислота, β-гидрокси, β-метилмасляная кислота |
Родственные соединения
|
эритроза треоза 1,2-бутандиол 1,3-бутандиол 2,3-бутандиол 1,4-бутандиол |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
β-оксимасляная кислота , также известная как 3-гидроксимасляная кислота или BHB, представляет собой органическое соединение и бета-гидроксикислоту с химической формулой CH 3 CH (OH) CH 2 CO 2 H; его конъюгатное основание представляет собой β-гидроксибутират , также известный как 3-гидроксибутират . β-гидроксимасляная кислота представляет собой хиральное соединение с двумя энантиомерами : D- β-гидроксимасляная кислота и L- β-гидроксимасляная кислота. Его окисленные и полимерные производные широко распространены в природе. У людей, D & beta; гидроксимасляная кислота является одним из двух основных эндогенных агонистов в гидроксикарбоновой кислоту рецептора 2 (ГКО 2 ), а G I / O -coupled G-белок рецептора (GPCR).
Биосинтез
У человека D- β-гидроксибутират может синтезироваться в печени посредством метаболизма жирных кислот (например, бутирата ), β-гидрокси β-метилбутирата и кетогенных аминокислот посредством серии реакций, которые метаболизируют эти соединения в ацетоацетат , который является первым кетоновым телом , которое вырабатывается при голодании . Биосинтез D- β-гидроксибутирата из ацетоацетата катализируется ферментом β-гидроксибутиратдегидрогеназа .
Бутират также может метаболизироваться в D- β-гидроксибутират посредством второго метаболического пути , который не включает ацетоацетат в качестве промежуточного продукта метаболизма. Этот метаболический путь выглядит следующим образом:
- бутират → бутирил-КоА → кротонил-КоА → β-гидроксибутирил-КоА → поли-β-гидроксибутират → D- β- ( D- β-гидроксибутирилокси ) -бутират → D- β-гидроксибутират
Последняя реакция в этом метаболическом пути, которая включает превращение D- β- ( D- β-гидроксибутирилокси ) -бутирата в D- β-гидроксибутират , катализируется ферментом гидроксибутират-димер-гидролазой .
Концентрация β-гидроксибутирата в плазме крови человека, как и других кетоновых тел , увеличивается из-за кетоза . Этот повышенный уровень β-гидроксибутирата является естественным, поскольку β-гидроксибутират образуется из ацетоацетата. Соединение может использоваться мозгом в качестве источника энергии при низком уровне глюкозы в крови . Диабетические пациенты могут иметь свои уровни кетоновых протестированные через мочу или кровь , чтобы указать , диабетический кетоацидоз . При алкогольном кетоацидозе это кетоновое тело вырабатывается в наибольшей концентрации. Кетогенез происходит, если оксалоацетат в клетках печени истощается, что возникает из-за снижения потребления углеводов (из-за диеты или голодания); длительное чрезмерное употребление алкоголя; и / или дефицит инсулина. Поскольку оксалоацетат имеет решающее значение для входа ацетил-КоА в цикл TCA, быстрое образование ацетил-КоА в результате окисления жирных кислот в отсутствие достаточного количества оксалоацетата подавляет снижение емкости цикла TCA, и возникающий в результате избыток ацетил-КоА является направлен на производство кетоновых тел.
Биологическая активность
D -β-гидроксимасляная кислота, наряду с масляной кислотой , являются двумя основными эндогенными агонистами из гидроксикарбоновой кислоты рецептора 2 (ГКО 2 ), A G I / O -coupled ХВГФА .
β-гидроксимасляная кислота способна проникать через гематоэнцефалический барьер в центральную нервную систему . Уровни β-гидроксимасляной кислоты повышаются в печени , сердце , мышцах , головном мозге и других тканях при физических упражнениях , ограничении калорийности , голодании и кетогенной диете . Было обнаружено, что соединение действует как ингибитор гистондеацетилазы (HDAC) . Было обнаружено, что посредством ингибирования изоферментов HDAC класса I HDAC2 и HDAC3 , β-гидроксимасляная кислота увеличивает уровни нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) и передачу сигналов TrkB в гиппокампе . Более того, исследование на грызунах показало, что продолжительные упражнения увеличивают концентрацию β-гидроксибутирата в плазме, что индуцирует промоторы гена BDNF в гиппокампе. Эти результаты могут иметь клиническое значение при лечении депрессии , тревожности и когнитивных нарушений .
У пациентов с эпилепсией, соблюдающих кетогенную диету, уровни β-гидроксибутирата в крови лучше всего коррелируют со степенью контроля над приступами . Порог оптимального противосудорожного эффекта составляет примерно 4 ммоль / л.
Лабораторная и промышленная химия
β-Оксимасляная кислота является предшественником сложных полиэфиров, которые являются биоразлагаемыми пластиками . Этот полимер, поли (3-гидроксибутират) , также естественным образом продуцируется бактериями Alcaligenes eutrophus .
β-гидроксибутират можно экстрагировать из поли (3-гидроксибутирата) кислотным гидролизом .
Концентрация β-гидроксибутирата в плазме крови измеряется с помощью теста, в котором используется β-гидроксибутиратдегидрогеназа с НАД + в качестве электроноакцепторного кофактора. Превращение β-гидроксибутирата в ацетоацетат, которое катализируется этим ферментом, восстанавливает НАД + до НАДН , вызывая электрическое изменение; затем величину этого изменения можно использовать для экстраполяции количества β-гидроксибутирата в образце.